CH

Le travail à développer pour une course des pistons, ou le travail résistant diminué du travail moteur, est donc, en remplaçant H* par sa valeur (538), et en prenant Hq = H,

ou

Faisons & = 0, 1, ..., n — I, et ajoutons, nous aurons le travail développé après n ascensions tant de Tun que de l'autre piston :

ou

Pour n = 00, cette expression se réduit à

la course. Lorsqu'oo soulève le piston, il entraîne avec lui cette tige, et le corps de pompe communique avec le récipient. Au bout d'nn temps très court, l'arrêt vient buter contre la paroi supérieure

du corps de pompe, et le pisLoa glisse sur la tige; aussitôt que le piston descend, le bouchon S' s'applique contre l'ouverture. Avec cette disposition, la communication du récipient avec le corps de pompe est établie automatiquement b chaque coup de piston, quelque faible que soit la pression de l'air contenu dans le récipient; ce qui est un avantage considérable.

Cette pression est mesurée & chaque instant par un mano ■ mètre à mercure E (lig. 388).

Cet instrument, qui porte le nom de baromètre tronqué, et

que nous avons décrit au numéro 501, est contenu dans une éprou~ vetle communiquant avec le récipient. Pour plus de précision, on peut employer, comme le faisait Regnault, le manomètre barométrique (»00).

Enfin, il importe de pouvoir, i volonté : 1" interceptep toute commun icatioD entre les eorps de pompe et le récipient, afin d'y maintenir le vide ; 2° faire rentrer i'air, soit dans les corps de pompe, soit dans le récipient. On atteint ce double résultat au moyen de la clef de la machine ; c'est un robinet de forme spéciale, représenté à part dans la figure 390. Outre la voie ordinaire qui, dans la position (1) (%. 391), laisse libre le conduit de la machine, le robinet présente un petit conduit longitudinal >/ (fig. 390), recourbé h angle droit et fermé extérieurement par une cheville D. En touroanl la clef, comme l'indiquent les positions (2) et (3) (fig. 391), le récipteol ne communique plus avec les corps de pompe; mais, dans la première, l'ouverture y est tournée vers les corps de pompe, dans la seconde, vers le récipient; il suffit donc d'enlever la cheville D pour faire rentrer l'air d'un côté ou de l'autre.

S43. PerrecUonnement de Babintii. — Bablnet a imaginé un perfectionnement qui permet de réduire considérablement la limite théorique de raréfaction (539)

5" due à l'espace nuisible.

Le principe de cette modification est d'employer, à un momenl

donné, l'un des corps de pompe à faire le vide dans l'autre, tandis que celui-ci fait le vide dans le récipient.

Les deux corps de pompe, sont réunis l'un à l'autre par un canal coudé ed (fig. 392). Au point où les conduits qui partent des deus

corps de pompe se réunissent en un seul qui mène au récipieut, on place un robinet spécial; c'est un robinet à trois voies, percé en outre dans nn plan parallèle à celui de ces trois voies, celui du conduit ed, d'un canal fg parallèle & la petite voie du robinet. Dans la position (1), rien n'est changé au mode ordinaire de communication ; mais, si l'on tourne le robinet dans la position (^j, le corps de pompe P' cesse de communiquer avec le récipient, pour communiquer avec le corps de pompe P par le conduit rfj/e, et le corps de pompe P communique seul avec le récipient.

On commence la raréfaction en mettant le robinet de Babinet dans la position (1), jusqu'à ce que le niveau du mercure reste stationnaire dans le baromètre tronqué; on donne alors au robinet la position (2), le mercure baisse de nouveau pour s'arrêter bientAtà ua niveau fixe, lorsque la nouvelle limite de raréfaction est atteinte. H

est facile d'en calculer la valeur théorique. En effet, le corps de pompe P n'enlève plus du récipient trace de gaz, de telle sorte que, si X est la tension limite dans l'espace nuisible u de ce corps de -pompe,

est la tension limite de l'air dans le récipient. Mais l'espace nuisible de P jouant, par rapport au corps de pompe P', le rOle de récipient, la tension de l'air n'y peut devenir moindre que pr H (339); on a donc

d'où

OU, en supposant les deux corps de pompe identiques,

résultat que Babinet a exprimé en disant qu'il faisait ainsi le vide du vide.

Au lieu de la disposition que nous venons d'indiquer, et que l'on rencontre habituellement dans les machines ordinaires, on peut adopter une disposition plus simple (fig. 393), sur laquelle nous croyons inutile d'insister.

544. Machine pnenmatlqae de ■• E. Carré. — Un perfectionnement

analogue peut d'ailleurs être appliqué aux machines à un seul corps

de pompe.

La cavité dans laquelle se meut la soupape S (lig. 389) ne communique plus librement avec l'atmosphère, mais avec la partie supérieure du corps de pompe (fig. 394); celle-ci est fermée par une boîte à cuirs B, que traverse la tige du piston, et qui est munie d'une soupape s* s'ouvrant dans le même sens que la soupape s. C'est par cette soupape &' que l'air extrait du récipient s'échappe lorsqu'on soulève le piston; de telle sorte qu'au moment où celuici atteint sa limite supérieure de course, la tension de l'air renfermé dans l'espace nuisible, à la partie supérieure du corps de pompe, est égale à la pression atmosphérique. En abaissant le piston, la soupape s' se ferme et, si l'on suppose que toute communication entre la partie supérieure et la partie inférieure du corps de pompe soit momentanément interceptée, la tension de l'air situé au-dessus du

u piston arrivant au bas de sa course est égale à ^ H. Qu'on rétablisse

la communication; si la tension de l'air dans l'espace nuisible infé-

Fig. 394.

rieur est égale à p H, il n'en passera plus dans la partie supérieure

du corps de pompe, et la limite de raréfaction sera atteinte. Il suffît donc, dans les raisonnements faits (539) pour avoir la tension limite,

de remplacer H par p H, pour trouver, dans les conditions actuelles,

comme au numéro 543.

Cette disposition est celle de la machine pneumatique de H. E. Carré, sur laquelle nous aurons tt revenir à une autre occasion (768) et dont nous décrirons ici seulement le corps de pompe.

La lige T (fig. 393) est creuse et laisse passer & fion intérieur la tige t, qui porte la soupape inférieure du coqis de pompe. La tige t est une barre de cuivre fendue à sa partie supérieure; les portions ainsi détachées font ressort et pressent contre les parois intérieures de la tige T; comme on le verra plus loin, il résulte de cette disposition que la soupape qui ferme l'orifice du récipient est soulevée et abaissée sans passage d'air à.

travers le piston, ainsi que cela a lieu âaos la machine ordinaire. Enfin la soupape S' du piston p dépasse un peu la base inférieure de celui-ci, de ma- pj gg^

niëre que le jeu même de la machine l'oblige à se soulever, lorsque le piston arrive au bas de sa course.

La partie supérieure du corps de pompe est fermée hermétiquement par une plate-forme métallique c, percée en son centre pour laisser passer la tige T, et armée d'une soupape S de forme particulière. Lorsque le piston p est au haut de sa course, il appuie sur la partie inférieure de la soupape S et la soulève. L'air que contenait le corps de pompe P s'échappe et pénètre par les trous o, o' dans une couche d'huile H qui recouvre la plate-forme, et de là gagne l'atmosphère. Lorsqu'au contraire la soupape S est fermée, fair extérieur ne peut traverser la couche d'huile H et rentrer dans le corps de pompe, quel que soit le degré du vide auquel on soit parvenu dans le récipient.

S49. lliiclilne pMcnmMIqne de BlancM. — La machine pneumatique ordinaire, avec ses deux corps de pompe et sa double manivelle qui doit recevoir un mouvement alternatif, est d'une manœuvre incommode et pénible; par suite, elle fait le vide trop lentement pour

certaines expériences. La machine que nous allons décrire a été construite pour remédier à ces inconvénients. Le principal mérite de la machijie de Bianchi est tout entier dans

Fig. 396.

la facilité avec laquelle on la. manœuvre et dans lu rapidité avec laquelle elle permet de faire le vide dans des enceintes de grande capacité.

Elle n'a qu'un seul corps de pompe (fig. 396), mais il esta double effet, c'est-à-dire qu'il communique avec le récipient par ses deux bases B et B', au moyen des tubes T et S (fig. 397), et qu'il fait le

vide à la fois pendant la descente et pendant l'ascension du piston. Quand celui-ci s'abaisse, l'air qu'il comprime au-dessous de lui s'échappe par la soupape A' et par la tige C; en même temps l'air du récipient pénètre à la partie supérieure du corps de pompe par la soupape B. Quand il s'élèveaucontraire, l'air du récipient .pénètre à la partie inférieure du corps de pompe par la soupape B', et celui

qu'il comprime au-dessus de lui s'échappe dans l'atmospliëre par la soupape latérale A.

Le mouvement de va-et-vient du piston lui est communiqué par une manivelle, mue elle-même par l'arbre A (fig. 396), au moyen des engrenages R, du volant V et de la poignée M.

En môme temps qu'il fait monter et descendre le piston, un pareil mécanisme le déplaee latéralement. Pour lui permettre ce second mouvement,, ou supporte le corps de pompe P par un axe horizontal X situé a sa partie inférieure, et autour duquel il peut tourner dans un plan vertical ; une glissière C, fixée au cylindre P, dirige le mouvement du piston, qui se déplace alors sans déviation par Rapport à l'axe du corps de pompe. Le mouvement alternatif de l'ancienne

macliine est donc remplacé par un mouvement continu de rotation, et le volant Y, toujours très lourd, en rend la vitesse constante. D'ailleurs, le robinet de Babinet s'adapte très bien à cette machine; on le place à la partie inférieure du tube T (fig. 397), au point de jonction des deux tubes qui font communiquer le récipient avec les bases du corps de pompe.

546. Pompe à mercare de MM. Alver^niaC. — Cette machine, dont

le principe est dû à un constructeur de Berlin, Geissler, repose sur un principe tout différent. Elle se compose essentiellement d'un tube barométrique T (flg. 398) à chambre barométrique un peu

grande A, et d'une cuvette C reliée au tube T par Tintermédiaire d'un long caoutchouc D; au moyen d'un robinet à trois voies B, la chambrje barométrique peut être mise en . communication, soit avec le récipiçj^ où l'on veut faire le vide, soit avec un entonnoir placé de l'autre côté et dont le tube est en outre commandé par le robinet S. A l'origine, les robinets étant dans la position (a), on élève la cuvette G jusqu'au-dessus de la chambre barométrique; le mercure monte dans le tube barométrique, remplit la chambre A et une portion de l'entonnoir.

Le robinet S est alors fermé (6), la cuvette remise sur son support inférieur, et le robinet R tourné dans la position (c) :

l'air du récipient se répand dans la chambre A, le niveau du mercure s'abaisse et bientôt devient stationnaire. On donne au robinet R la position {d) et on soulève la cuvette afin de comprimer l'air contenu dans A et de lui donner une pression supérieure à la pression atmosphérique, de telle sorte que, au moment où l'on ouvre le robinet S (a), cet air s'échappe dans l'atmosphère. L'équivalent d'un coup de piston est alors obtenu, et, en répétant la même série d'opérations, on raréfie de plus en plus l'air contenu dans B. On voit sur la figure un second robinet à trois voies, E, qui permet

Fig. 398.

délaisser rentrer Tair ou tel autre gaz qu'on voudra dans le récipient où Ton a fait le vide. Tous ces robinets sont des robinets de verre qui, lorsqu'ils sont bien rodés et légèrement graissés, gardent parfaitement le vide. Pour obtenir de bons résultats, on doit maintenir l'appareil parfaitement sec, et, à cet effet, relier Tappareil au récipient par rintermédiaire d'un tube contenant une matière desséchante, telle que de la pierre ponce ou des fragments de verre

mouillés d'acide sulfurique. La machine permet, dans ces condi-

lions, d'atteindre une pression de jtt de millimètre de mercure.

Quand la machine est destinée à épuiser l'air de récipients de grande dimension, on donne à la chambre A et à la cuvette G une capacité d'environ un litre; la manœuvre de la cuvette se fait alors au moyen d'une chaîne sans fin et d'une manivelle.

547. Pompe à mercure sams robiaet. — Il arrive fréquemment que la graisse des robinets salisse le mercure. On évite cet inconvénient par la suppression totale des robinets.

M. Jean, M. Tœpler, MM. Alvergniat et M. Karavodine y sont parvenus par des modifications successives. Nous décrirons la disposition adoptée par M. Karavodine; elle a, sur celles de

ses prédécesseurs, l'avantage que le

mercure y chasse mieux l'air, ce qui

tient à la forme des tubes employés.

La partie supérieure de la chambre

a (fig. 399) est étirée en un tube capillaire 6, à parois épaisses, dont le

diamètre intérieur est au plus de 3"*™.

Ce tube est mastiqué dans une petite

boule c qui se termine par le tube

capillaire d. Lorsqu'on soulève le

réservoir^, le mercure remplit d'abord

[a chambre a, se met ensuite à jaillir

ians la boule c et, quand elle est

>leine, il descend par le tube abduc-

eur d. Gomme le tube capillaire b est

Iroit et que le mercure le traverse avec une grande vitesse, l'air

1y peut pas rester.

Lorsque, en abaissant le réservoir y, le mercure descend dans la

tistmbre a, il s'écoule lentement de la boule c dans a à travers le tube

Fig. 399.

b et, quand il n'en reste qu'une faible colonne; 3"" ou 4"*", au-dessus du tube capillaire, récoulemént dansa cesse; même en secouant fortement l'appareil, on ne peut pas faire descendre tout le mercure c dans a. Ainsi le tide, moins parfait en c, par suite de la courbure du tube d, sera toujours séparé du vide plus parfait de la chambre a. Le tubelatéralm, qui réunit cette chambre au récipient r où ron fait le vide, contient une soupape. Elle est formée d'un petit cylindre de verre i pouvant nager librement à la surface dû mercure à l'intérieur du tube m. A la surface supérieure du cylindre est mastiquée une petite lame de caoutchouc non vulcanisé. Le cylindre est soulevé par le mercure et vient s'appliquer par cette lame de caoutchouc contre le petit tube ;?, dont l'extrémité est bien plane et polie. Le diamètre de i est inférieur à celui du tube qui le contient, et aux extrémités de sa surface latérale se trouvent trois ou quatre petites saillies qui lui servent de guides et le maintiennent écarté des parois du tube qui le renferme. Grâce à cette soupape, le mercure ne peut entrer ni dans le récipient r, ni dans le dessiccateur n. Ce dessiccateur, rempli de potasse caustique ou d'acide phosphorique anhydre, est indispensable ; sans lui, des vapeurs d'eau se condensent dans la partie supérieure de la chambre a, et il eât impossible de s'en débarrasser, quelle que soit la durée de l'opération.

Si l'on met le tube de caoutchouc s directement sur l'extrémité du tube 0, des bulles d'air s'élèvent toujours dans la pompe. Pour les éviter, le tube o est enfoncé à l'aide d'un bouchon et de mastic dans un tube plus large h. L'air qui pénètre par le tube de caoutchouc se \ rassemble dans la partie supérieure du tube A, d'où on peut le faire | sortir par le tube t en ouvrant la vis du serrage k. Gomme il s'écoule toujours un peu de mercure par le tube capillaire rf, ce tube s'ouvre dans un autre tube e élargi en bas. En l est soudé un petit tube qui se termine par une soupape /*; cette soupape est liée au réservoir A à l'aide d'un bouchon et de mastic. Lorsqu'on soulève le réservoir^, la pression en h augmente et la soupape /se ferme, de sorte que le mercure ne peut pas passer dans le tube e ; tandis que le mercure qui s'écoule de la petite boule c par le tube d s'accumule dans e et, lorsque le réservoir g descend, ouvre la soupape f et passe par h dans g,

A l'aide d'une petite pompe exigeant environ 8^,5 de mercure, M. Karavodine a pu, en un quart d'heure, faire un vide de Crookes dans un tube de 35*^*, et, en trois quarts d'heure, le videaété tel que le courant d'une bobine, donnant dans l'air une étincelle de 6'°'° de longueur ne passait pas du tout, quoique la distance entre les élecrodesne fût que de 3"".