Remarque. — La différence des pressions en deux points

d'une masse gazeuse est égale, comme pour les liquides, au produil du poids spécifique moyen de la colonne gazeuse par la différence de niveau des deux points. Ce poids spécifique étant très petit dans les conditions ordinaires, on peut souvent, dans une masse gazeuse de peu d'étendue^ négliger celte différence de pression et admettre que la force élastique est la même en tous les points.

473. Baromètre normal. — Un baromètre est un instrument servant à mesurer la pression atmosphérique. Si h désigne la hauteur et tj le poids spécifique du mercure dans le tube de Torricelli, hn sera la pression atmosphérique. Un tube de Torricelli est donc un baromètre, et, quand il est disposé de manière à permettre une mesure précise de /«, et à éliminer toutes les causes d'erreur, il constitue le baromètre normal.

Le verre retient toujours, à sa surface, dans les conditions habituelles, une certaine quantité d'humidité variable avec la température, la pression, l'état hygrométrique de l'atmosphère. Puis de l'air reste toujours contre les parois d'un tube où l'on verse un liquide sans précaution ; le mercure lui-même peut retenir un peu d'air. Il est clair qu'une fois le tube retourné sur la cuvette, cet air et cette humidité se dégageront à la partie supérieure, dans ce qu'on appelle ]a. chambre barométrique^ et y exerceront une pression qui déprimera la colonne mercurielle. Enfin le choix du mercure n'est pas indifférent; celui qui se trouve habituellement dans les laboratoires tient en dissolution, à l'état d'amalgame, un certain nombre de métaux qui en altèrent le poids spécifique; souvent aussi il est oxydé par un contact prolongé avec l'air, et l'oxyde, plus léger que le métal, formerait au sommet de la colonne mercurielle une petite couche qui, souillant le tube, déformerait le ménisque et empêcherait d'en mesurer exactement la hauteur. Il importe donc de construire un baromètre avec du mercure bien pur, et d'éliminer complètement l'air et l'humidité.

474. 1° Purification du mercure. — Le procédé que l'on indique habituellement est le suivant : On chauffe le métal avec de l'acide azotique faible, à une température d'environ 50 à 60 degrés *, et ou abandonne le liquide à lui-même pendant vingt-quatre heures. Une portion du mercure se dissout; mais, comme les métaux ordinaires

\. Cours élémentaire de chimie, par Debray.

précipitent tous le mercure de ses dissolutions, aucun d'eux ne peut rester en liberté dès qu'il s'est produit une certaine quantité d'azotate de ce métal. Aussi la surface du mercure se recouvre-t-elle peu à peu d'une croûte cristalline qui consiste principalement en azotate de mercure, mais qui contient en outre les sels formés par les métaux étrangers; il suffit d'enlever cette croûte et de filtrer à travers un entonnoir effilé, pour avoir du mercure pur. Si ce mercure ne doit pas servir immédiatement, on le préserve contre toute altération ultérieure en le conservant sous une couche d'acide sulfurique concentré, dans un flacon muni d'un robinet en verre à sa paMie inférieure. Si Ton craignait que le mercure ne renfermât des métaux précieux et non attaquables par l'acide azotique, tels que l'or, il n'y aurait d'autre moyen de s'en débarrasser qu'une distillation dans le vide.

Le mercure pur ofl're toujours une surface parfaitement brillante : versé sur un plan de verre horizontal, il forme de petites gouttes arrondies, tandis que s'il est oxydé ou souillé par des métaux étrangers, il donne, dans les mêmes circonstances, des globules irréguliers et mouille le verre et la porcelaine, ce qu'on exprime en disant qu'il fait la queue,

475. 2^ Remplissage du tube. — Ayant pris un tube d'un mètre de long environ et de 2 à 3 centimètres de diamètre, pour éviter toute dépression capillaire sensible au sommet du ménisque, on le lave aux acides, à l'eau distillée et à l'alcool; on le dessèche ensuite en le chauffant fortement en même temps qu'on y fait passer un courant d'air sec, puis on le ferme à un bout et on le rétrécit à l'autre en le prolongeant par une ampoule. L'ayant rempli de mercure au tiers, on l'installe alors sur une grille inclinée où on le chauffe avec précaution à l'aide de charbons incandescents; les bulles d'air emprisonnées entre le mercure et le tube grossissent et se dégagent peu à peu, laissant la surface absolument nette et brillante; on doit éviter une franche ébullition, qui pourrait oxyder le mercure.

Après avoir laissé cette première portion de mercure se refroidir, de manière à éviter tout danger de rupture, on ajoute un second tiers qu'on traite de même, puis on achève de remplir le tube; l'ampoule reçoit alors la petite quantité de mercure que soulève le dégagement de chaque bulle d'air. Par cette façon de conduire l'opération, la masse soumise à l'ébullition est toujours trop faible pour que ses mouvements brusques puissent compromettre la solidité du tube. Le remplissage terminé, on détache l'ampoule d'un trait de lime, on laisse refroidir le tube, on borde à la flamme l'extrémité du tube, on réchauffe le mercure de manière à surmonter le tube d'un bouton convexe, on écrase ce bouton avec le doigt, et on ren-

verse le tube sur une cuvette qui contient du mercure purifié à l'avance .

Cette manière d'opérer donne d'excellents baromètres, mais Topération est très délicate et se trouve fréquemment interrompue par la rupture du tube. On peut faire le remplissage avec plus de sécurité de la manière suivante.

On soude à l'extrémité ouverte du tube un ballon à deux tubulures (fig. 339) dont Tune, effilée, est d'abord fermée à la lampe, et l'autre,

Fig. 339.

plus large, munie d'un robinet. A l'aide de cette dernière, on épuise l'air à la trompe à mercure, en même temps qu'on chauffe fortement le tube sur toute sa longueur. On plonge ensuite la pointe effilée dans du mercure pur chauffé à 120° environ et on brise l'extrémité de cette pointe. Le mercure monte lentement et coule dans le tube, chassant devant lui les dernières traces de gaz qu'on enlève en continuant de faire fonctionner la trompe et, au bout de quelque temps, le tube est rempli. On sépare le ballon d'un trait de lime et on achève comme précédemment.

476. 3^ Installation du tube et lecture de l'instrument. — Le tube et la cuvette sont solidement fixés contre une paroi verticale. Un thermomètre t (fig. 340) est placé à côté du baromètre, dans un tube prélevé sur celui qui a servi à construire l'instrument; ce tube D contient du mercure dont la température sera à chaque instant identique à celle de la colonne barométrique. Au-dessus de la cuvette est disposée une vis d'acier verticale à deux pointes, r, portée par un écrou fixe m. Enlin, en avant de l'instrument, on installe un cathétomètre.

Pour faire une lecture, on fait coïncider la pointe inférieure de la vis avec le niveau du mercure dans la cuvette ; on relève au cathé-

BAROMETRE

tomètre la distance verticale qui sépare le sommet du ménisque dans le tube de la pointe supérieure de la vis. Puis on tourne la vis de manière à élever sa pointe inférieure au-dessus du bord de la cuvette et on détermine au cathétomètre la distance de ses deux pointes. La somme des deux lectures représente un certain nombre, n, de divisions de la règle du cathétomètre. On lit enfin le thermomètre.

Ce mode de lecture était celui qu'avait adopté Regnault. On lui préfère souvent aujourd'hui la disposition suivante. Le tube baro-

Fig. 340.

Fig. a4i.

métrique (fig. 341), au lieu de plonger dans une cuvette, communique par sa partie inférieure avec un tube ouvert de même diamètre et placé, autant que possible, sur une même verticale. A l'aide d'une règle divisée verticale placée dans le voisinage des tubes et de deux lunettes à oculaire micrométrique (282), on mesure la distance des deux niveaux.

477. 4° Détermination de la hauteur barométrique. — Si nous admettons qu'une division de la règle à 0° représente exactement l'unité de longueur, centimètre ou millimètre, n divisions à f* repré-

sentent une longueur

X désignant le coefficient de dilatation linéaire de la règle.

En multipliant cette longueur par le poids spéciiique xs du mercure dans les conditions de Tobservation, on aura la pression atmosphérique

p = hm

évaluée en unités dépendant des unités choisies pour mesurer le poids spécifique. Par exemple, en évaluante en centimètres eto en grammes par centimètre cube, on aura la pression en grammes par centimètre carré. Pour Tavoir en unités C.G.S. (266), on exprimera le poids spécifique par le produit de la masse spécifique tx par laccélération g de la pesanteur, ce qui fournit l'expression

Ces expressions sont utiles quand la pression atmosphérique doit être comparée à des pressions provenant d'autres causes. Mais, ce cas mis à part, Tusage est de mesurer la pression atmosphérique en indiquant la hauteur H d'une colonne de mercure normal capable de lui faire équilibre. On appelle mercure normal du mercure à O et soumis à la gravité g^ qui caractérise le niveau de la mer et la latitude de 45®. La hauteur H s'appelle hauteur barométrique : on l'évalue généralement en millimètres.

Pour la mesurer, nous écrirons

En comparant avec l'expression précédente, on a