A MERCURE

Théorie.

Le nom de thermomètre à calories donné au calorimètre à mercure de Favre et de Sllbermann fait connaître la nature de ses indications : la chaleur apportée au centre du réservoir dilate le mercure d'une quantité proportionnelle au nombre de calories reçues.

La tige de l'instrument est donc graduée en calories; on effectue cette graduation de la manière suivante. Un poids connu d'eau M est introduit à une température Ti, et il se refroidit jusqu'à la température 6,, abandonnant M(Ti — 6i)<=a» îui font progresser le mercure de n divisions : chacune d'elles vaut donc

Si l'on introduit dans le moufle de l'instrument un poids P

du liquide à étudier à une température J et qu'on le laisse

se refroidir jusqu'à 6, le mercure avançant de m^'^, on peut

écrire

PC(T — 0)=:ma;

d'où on lire la valeur cherchée C.

Pour éliminer les influences extérieures étrangères au phénomène qu'on se propose d'observer, il faut suivre la marche delà colonne mercurielle cinq minutes avant et cinq minutes après l'expérience, et en déduire le déplacement moyen par Diinute au cours même de Topération.

•>: aâtrc3i«Bl tris smpli et tr» inçéoiem est susceptible :"t.t* rnoffe pr>><ca>j<L. iljïpmkiibid il présente nne cause ■"■wrçur 7 1' :a c'-»« jimaâ ï*r d'aroir complèlenieiit éïilée; '!2r il i'ui' '£'4iap>îi:&«r Is dtaleor introduite au centre de il t>:<:> :« *« :i:'<iuiLicii-;«tr ja»]a'a feoTeloi^M et de la diliter, <;>* '^i ;ir:>:=rtiï Ta «ifH inverse de criai qui résulte del) :i;<«U'^:^ i:: =j-^;r:^n*. Oa aozmente la rigueur de l'opéralioD ■e-a ez:;:-;7ix.*. ^zi '^akeîak^tre de masse considérable dans î*ÏCr! -::; '.ii'.rAzh :i:i-î ii-^tït^ •laantilé de chaleur.

L« c»; i-rlml-tre à oefrai» se compose essealiellement d'oa çros rêî^rïoir 5[-bénque défoule A -A?- ^-'» l"' peut «inte-

nir jusqu'à 260^ de mercure ; le modèle Jes laboratoire» d'enseignement n'en renferme d'ordinaire que aj k 3o Deu* ou plusieurs moufles métalliques se prolongent dans I mténenr de celle sphère : un piston plongeur B permet de faire affle"" rer au point voulu le mercure dans le tube capillaire D. Vo^

XLII* M. — CALORIMÈTRE A. MERCURE. 176

iQTeloppe de bois, remplie de duvet, protège le réservoir îontre les variations irrégulières de température.

Le liquide soumis à Texpérience est versé dans une éprou- ^ette en verre mince, qui baigne dans le mercure que contiennent les moufles ; de la sorte l'équilibre s'établit rapidement entre la température du corps et celle du mercure du réservoir : de petits tourniquets retiennent les éprouvettes en place contre la poussée du mercure.

La graduation de Tinstrument se fait à Taide d'une pipette E, de forme spéciale, dans laquelle on chauffe le liquide desliné à être introduit dans le moufle : il n'y a qu'à la retourner pour effectuer le transvasement. Ce dispositif est avantageux, mais il faut veiller soigneusement à ne pas introduire de vapeur avec le liquide : en employant de l'eau qu'on chauffe vers 100% il est bien difficile d'éviter cet inconvénient: aussi conseillerons-nous d'opérer de préférence sur du mercure, de faible capacité calorifique il est vrai, mais qu'on peut chauffer à 2oo« sans aucun inconvénient.

Dans une instruction sur l'emploi du calorimètre à mercure (*), M. Favre a recommandé d'expulser complètement l'air du grand réservoir pendant l'opération du remplissage, afin d'éviter la marche par saccades du mercure dans le tube calorimétrique. Cette condition est facile à réaliser à l'aide d'une disposition spéciale qui permet au mercure, lorsqu'il pénètre en filet très fin dans l'intérieur de l'appareil, de chasser devant lui la totalité de l'air raréfié. Deux robinets G, dont un seul est visible sur la figure, sont fixés à cet effet sur le réservoir de fonte ; après avoir fait basculer la boule sur ses tourillons, de manière à amener ces robinets à la partie supérieure, on met l'un d'eux en communication avec une machine pneumatique, tandis qu'on fait arriver le mercure par l'autre, à travers un entonnoir de verre effilé.

Lorsque le réservoir est rempli, on ferme les deux robinets et Ton remet la boule de fonte dans sa position normale; la colonne graduée se fixe enfin sur l'appareil par l'intermédiaire d'un collier à gorge en acier, et on la remplit de mer-

[^) Annales de Chimie et de Physique, 4' série, XXVI, p. 385 (1872), et ^^md de Physique, I, p. 332; 1872.

176 chàp. Yin. — CàLORIHÊTRIB.

cure à l'aide d'un tube très fln, en veillant à ce qu'il ne s'y introduise aucune bulle d'air.

Le tube calorimétrique doit être parfaitement calibré; son diamètre sera tel que la sensibilité de l'appareil ne devienne pas exagérée. La calorie correspond le plus souvent à -^ ou^ de millimètre ; on peut en observer le ^hô ^ l'aide de la loupe L, qui porte un micromètre.

Toutes les opérations doivent s'exécuter nécessairement dans une salle à température constante, et dans les conditions mêmes où Ton s'est placé pour déterminer la calorie.

Manuel opératoire.

i^ L'observateur relève pendant cinq minutes la marche du mercure.

2<> Le liquide, pesé avec soin et chauffé à l'étuve, est versé dans le tube que renferme le moufle ; on marque de cinq en cinq minutes la position du mercure.

3<> Le mercure atteint bientôt une position à peu près stationnaire; on suit pendant cinq minutes les légères variations qu'il présente, d'après une loi régulière, et l'on en déduite correction.

La température initiale et finale doit être déterminée à moins de ^ de degré et le poids au centigramme.

Quand on veut appliquer ce procédé à la mesure des chaleurs de combinaison, il faut avoir soin de conserver d'abord les corps dans des moufles séparés, afin qu'ils soient l'un el l'autre à la même température initiale, [qui est celle du calorimètre.

Résultats.

M. Favre a donné les résultats complets d'une expérience relative à une réaction simple et presque instantanée, la pré* cipitation d'un sulfate parle chlorure de baryum : elle permet de se rendre exactement compte de la valeur des correction^ à effectuer.

XLII® M. — CALORIMÈTRE A. MERCURE. I77

Dorée en minâtes. Marche du mercure. DifTérences. Moyennes.

mm

ifTérences 2,077

La marche moyenne du mercure en cinq minutes a été

égale à -^-2 ^22 , soit 2°*™, 024 ; or Texpérience a duré qua-

rante-cinq minutes : le mercure a donc avancé pendant toute l'expérience de 18™°^, 216 sous les influences étrangères à la réaction ; mais la progression totale a été de

ia marche du mercure, sous l'action seule de la précipitation chimique, a donc été de

Chaleurs spécifiques des liqueurs à i5<*.

Alcool absolu 0,579

Acide sulfurique à i , 84. o ,335

Huile d'olive o,3io

Mercure o,o33

C'est à l'aide du calorimètre à mercure que M. Raoult (*), reprenant les travaux déjà anciens de Fabre et Silbermann, a comparé la chaleur chimique et la chaleur voltaïque de la pile; il a démontré que l'égalité admise généralement n'est pas

rigoureusement vérifiée par l'expérience, ainsi qu'il ressort des chiffres suivants :

(') Annales de Chimie et de Physique, /|« série, IV, p. 4oG ; i8C5. ^"-Manip. 12

178 chàp. yni. — càlorimétrie.

Chaleur Pôle+ P61e— ToltaTqae. chimique.

Cu ; CuO,SO« Fe ; FeO,SO» 14^79 iQ^O^ Pt ; AzO», 4HO Zn ; S0« -♦- Aq 4o63o 43a8o Cu ; Cu 0 , S0« Zn ; KO -♦- Aq 82260 SoaSo

Cette expérience très intéressante peut être reproduite sa difficulté en introduisant dans le moufle du calorimètre m éprouve tte chargée de iSs' d'eau et traversée par un fil de p tine fin enroulé autour d'un tube.

XLIIP MANIPULATION.