II ,5 I

Nombre des observ. Moy.

(*) D'après le P. Secchi, Texcès serait indépendant de la température que Ton donne à l'enceinte ; mais M. VioUe a montré que l'excès diminue lorqu'on augmente cette température.

On voit que les excès constatés oscillent entre io**,4 et 12^,3, et que les moyennes des mois diffèrent peu de la moyenne générale ( 1 1**,3).

M. Violle a exécuté plusieurs séries de mesures comparatives au sommet du Moucherotte(i9o6™), qui se dresse à l'ouest de Grenoble, et au village de Seyssinet (2i3™), qui est situé au pied de cette montagne escarpée. On trouve la discussion de ces expériences dans le Mémoire inséré aux Annales de Chimie et de Physique,

Au mois d'août iSyS, M. Violle a fait l'ascension du Mont-Blanc, afin de déterminer, par des observations correspondantes faites au sommet et au pied de la montagne, l'influence des couches basses de l'atmosphère. Dans la matinée du 16, il a effectué, avec l'aide de M. RigoUot, une série de mesures à la cime du Mont-Blanc, pendant que M. Margottet observait au glacier des Bossons, et le lendemain on a répété l'expérience aux Grands- Mulets, à moitié chemin entre la cime et la station de M. Margottet. Voici la marche adoptée pour ces observations. Tous les tubes étant fermés, on lit d'abord la température stationnaire du thermomètre dont la boule est placée dans la double en-^ ceinte; puis on ouvre le tube d'admission, on suit la marche du thermomètre avec une montre à secondes jusqu'à ce que la température soit de nouveau devenue stationnaire, puis on arrête les rayons solaires, et l'on observe le refroidissement. Voici, par exemple, les moyennes des nombres notés au

Radau. — Actlnométrie, ']

sommet du Mont-Blanc, le 16 août, vers 10^ 20"* du matin. Le temps t est compté à partir de l'ouverture ou de la fermeture du tube d'admission.

6 (échauff.).

ô' (refroid.).

On voit que la somme des températures et 6', notées après des temps égaux, est constante : le thermomètre se refroidit à Fombre avec la même vitesse avec laquelle il s'échauffe au soleil. M. VioUe a trouvé que les températures d'échauffement sont exactement représentées par la formule

Ôrz: l8°(l ~ tf-<»'»6')

et les températures de refroidissement par la suivante :

Ô' =z 18° ff -•'*«'.

Par conséquent, les vitesses d'échauffement et de refroidissement sont respectivement

d'où il suit que, pour une même température 9 = ff,

on aura

Cette somme représente effectivement la vitesse

d'échauffement du thermomètre, corrigée du refroidissement qui correspond à la même température; elle représente donc l'action du Soleil, dégagée des elFets du refroidissement incessant du thermomètre. En la multipliant par la valeur en eau de la boule du thermomètre, et en divisant par la section de cette boule, on obtient la quantité de chaleur reçue en^une minute par i centimètre carré de surface (exposée normalement aux rayons du Soleil); cette quantité est q = a^'^^jSg.

Les expériences faites aux Grands-Mulets et au glacier des Bossons ont donné des résultats analogues; seulement, le 17 août, les excès obtenus ont été moindres. On a eu :

q. Tempér. /. H.

Le 16 août, j Cime du Mont-Blanc . . 2,89 à 10*^22'^. ( Glacier des Bossons . . 2,02

Le 17 août, ( Grands-Mulets 2,06

à ]o'*4o™* \ Glacier des Bossons ... 1,82

Ce sont, par conséquent, les observations du 16 qui représentent le mieux Tétat normal de l'atmosphère ; ce jour-là d'ailleurs le ciel était superbe, et l'air absolument calme au sommet du Mont-Blanc comme à sa base. En définitive, la quantité de chaleur que reçoit, en une minute, i centimètre carré de surface à la limite de l'atmosphère est

nombre très-supérieur à celui de Pouillet.

Pour calculer la quantité de chaleur que reçoit

Tunité de surface à une hauteur quelconque audessus du niveau de la mer, M. VioUe emploie la formule

OÙ A" = 0, 148 est un coefficient constant, h la distance verticale entre la station d'observation et le niveau de 10 000'", où la tension de la vapeur d'eau commence à devenir insensible, enfin y la tension moyenne dans la couche comprise entre les deux niveaux, en sorte que le produit /i/ représente le poids de la vapeur d'eau traversée par les rayons. On obtient cette tension moyenne par une interpolation. Cette partie du calcul est assez délicate, et ne laisse pas d'introduire un élément arbitraire. Quoi qu'il en soit, voici comment M. Violle calcule la chaleur que recevait, le 16 août iSyS, vers 10^ 3o" du matin (e= i,a6), chaque centimètre carré d'une surface exposée normalement au soleil à diverses altitudes.

Altitude.

Limite de l'atmosphère . »

Cime du Mont-Blanc ... 4810 Grands -Mulets ....... 3o5o

Glacier des Bossons. . . . 1200

Cote de Paris 60

Paris ne recevait donc guère que les \ de la chaleur que lui envoyait le Soleil, et, dans l'absorption exercée par l'atmosphère, l'elfet dû à la vapeur

Chaleur

hkf.

reçue.

d'eau était environ 5 fois plus important que celui de Pair daûs les couches basses de l'atmosphère ; mais ce résultat aurait besoin d'être confirmé par des observations plus nombreuses, car il ne repose en somme que sur une évaluation assez problématique de l'humidité moyenne des couches traversées. Je crois que les nombres observés pourraient être représentés par d'autres formules où l'influence de la vapeur d'eau serait moins accusée. Supposons, par exemple, que le i6 août la tensiony* soit donnée par l'équation

OÙ S est l'altitude ; on aura f:= 9'"™ pour la cote de Paris, 5™™, 3 pour le glacier des Bossons, 2""", 26 pour les Grands-Mulets, i™*",o pour le Mont-Blanc. En faisant alors

B-f-Mo/

où y est cette fois la tension actuelle y on aura

B. aoo/. y.

Limite o o 2 964

Mont-Blanc. .. 4^^ ^^^ ^y^9

Grands-Muleis. . 533 4^^ 2,26

Bossons. 661 1060 2,02

Paris 768 1800 1 ,78

et ici, l'effet dû à la vapeur d'eau, qui est représenté par le terme 200 fy dépasse à peine le double de celui de l'air. On peut d'ailleurs donner

au coefficient de la tension f des valeurs plus petites, sans modifier beaucoup les valeurs des deux autres constantes de la formule. Pour les déterminer complètement, il eût fallu observer 5i/wu//anément à trois niveaux différents.

Nous avons vu plus haut que la vitesse de refroidissement p» du thermomètre était égale à o,36d dans les expériences faites au sommet du Mont- Blanc. Au glacier des Bossons, on a trouvé, le même jour, <^ = o,4o0, et des expériences directes ont montré plus tard que la vitesse de refroidissement du même thermomètre dans le vide était égale à 0,226. On peut en conclure que sa vitesse d'échauffement dans le vide aurait été u=:6**, 55 — 0,226 au sommet du Mont-Blanc, et que l'excès stationnaire, observé dans le vide, aurait été

A la limite de l'atmosphère, l'excès dans le vide aurait été égal à 3i°,6 en le supposant toujours proportionnel aux quantités de chaleur q reçues parle thermomètre. On trouve ainsi, pour les altitudes déjà considérées :

Limite de Tatmosphère 3i ,6

Mont-Blanc 2g , 8

Grands-Mulets 28,2

Bossons 25', 2

Paris 21,7

Ces expériences avaient encore un autre but : il

s'agissait d'obtenir des données précises pour la détermination de la température du Soleil. M. Violle appelle température effective d'un corps incandescent celle qu'il devrait posséder, s'il était doué d'un pouvoir émissif égal à l'unité, pour émettre une quantité de chaleur précisément égale à celle qu'il émet réellement. Ainsi définie, la température effective du Soleil serait, d'après les expériences de M. Violle, d'environ i5oo ou 1600^; mais, comme le pouvoir émissif de la surface solaire est sans aucun doute beaucoup moindre, sa température véritable doit être plus élevée : M. Violle l'estime à environ a5oa°.

Les calculs sur lesquels repose cette détermination sont fondés sur la loi de Dulong et Petit, d'après laquelle l'effet d'un rayonnement sur un thermomètre dépend d'une exponentielle qui a pour exposant la température de la source (* ). Cette loi n'a pas encore été vérifiée pour les températures très-élevées, mais elle doit en tous cas approcher beaucoup de la vérité*. M. Violle a d'ailleurs entrepris des expériences spéciales qui la confirment indirectement.

Ces expériences ont été faites aux forges d'AUevard, où la coulée d'acier d'un four Martin-Siemens offrait une source de chaleur à haute température. « Je me suis trouvé à Allevard, dit M. Violle, à

(* ) CL* y où X est la température de la source et a = i ,0077.

une époque où, en vue de la fabrication de ces énormes roues dont on munit maintenant les locomotives à grande vitesse, la coulée, qui se renouvelait toutes les douze heures, se pratiquait seulement en cinq ou six temps, employés chacun à remplir un moule de 5oo*». Le remplissage d'un pareil moule demandait environ i™3o^; je pouvais donc faire arriver sur l'actinomètre pendant un temps connu, une minute, la radiation de la veine liquide incandescente qui s'échappait verticalement d'un orifice placé au-dessus du moule. » Dans une de ces expériences, on a vu, par exemple, le thermomètre monter de i4'*>4 ^ i5°,7, c'est-à-dire de 1*^,3. ' Le calcul donne alors, pour la température effective de l'acier en fusion, j: = 1063**. La température vraie du métal pouvant être évaluée à i5oo", on conclut de cette expérience que le pouvoir émissif de l'acier était à ce moment

Une expérience analogue a donné pour la température effective d'une coulée de fonte du hautfourneau d'AUevard j: = 832, et, en adoptant le même pouvoir émissif, on trouve que la température véritable de la coulée était de iSoo*», ce qui s'accorde bien avec les nombres trouvés par M, Grûner. Au soleil, le même thermomètre montait en une minute d'un peu plus de 4°; Teffet était donc 3 fois -j plus considérable que celui que produisait

le rayonnement de la coulée d'acier; le calcul donne alors pour la température elFective de la surface solaire j:=i6oo, c'est-à-dire le même nombre qui avait été conclu directement de la radiation solaire. Si maintenant nous admettons que la surface du Soleil rayonne comme un bain de métal en pleine fusion^ nous trouvons pour sa température moyenne 2000^ en nombre rond; mais le pouvoir émissif de cette surface doit être en réalité encore inférieur à o,o4, et l'on arrive alors à un chilFre compris entre 2000 et 3ooo^. M. Vicaire avait trouvé, par un raisonnement analogue, environ i4oo°. Nous voilà, on le voit, bien loin de ces millions de degrés que plusieurs physiciens, entre autres M. Waterston et le P. Secchi, ont trouvés pour la température du Soleil.