I.a HtSpression de celle colonne Indique

W|ireseai!e d'un gaz dans la chambre ba-

B mniririquo, et la force ëlasjHiue de celui-

■ C)c«l mesurée par la diminution de la

H hiuleur du mercure. Or, co gaz ne peut

■ *lre ijiie la vapeur émise par le liquide.

Puisque le mercure s'ari'ête presqu'im-

niéitialemenl dans sa descente, nous de-

vons conclure que la vaporisation a une IB?!-

limite, et i^ue celle-ci est utteinle dans un ^g

temps très court. Or, deux cas peuvent

se iiréscntor alors : — 1" le liquide a entiè-

ffl

«tnonldisparu; — 2° le liquide étant intro-

duit en plus grande quantité que dans le

wsiir^édenl, il reste un excès He liquide.

ttans Icpremier cas, que l'on obtient en

B'iolroduisant que tri>B peu de liquide dans

Vtiibs, la force élastique du gnz est d'au-

i*ni plas grande que la quantité de li-

l^i'li', et par conséquent que la quantité

ilfvsimur produite, est pins grande elle-

■feie.

fins le deuxième cas, la force élastique JU

à> la vapeur qui, pour un même liquide et F"

Mp mênie température, n'est jai»ais inté- (

rime à celles du premier cas, est indé- ./ . \ \

P*nd»nte do la quantité de liquide intro- tSf-^^^^i^ii^^

JmSÊ^mÉgm

On doit conclure de là qu'un liquide se ^^^^^^Hv -

... , , . ^ ., . *-ie. aoB.

- .Ir de LooJrea ei de l'Institut de France. Son remarquable mémaira iuf

.. 'jporiutioa B paru en octobre 1SÛ1 dans laB Aaaélea de MëaaheaUr.

vaporise dans un espace primitivement vide jusqvfà ce que k force élastique de sa vapeur ait atteint une valeur limite qifeb ne peut dépasser.

Cette valeur limite est indépendante du reste de la ctptcilé do l'espace offert à la vaporisation. En effet, enfonçons le tiri»

dans la cuvette profonde oo soalevons-le davantage : dans le pi^ mier cas nous verrons la chtmhf barométrique diminuer, dans le second cas augmenter; mais, dan les deux cas, le sommet de h colonne mercurielle restera i h même hauteur au-dessus do m* veau de la cuvette (fig. â06), ildiquant que la force élastique é la vapeur ne varie pas tant qaH y a un excès de liquide dans k tube.

Puisque, en enfonçant le tube, la capacité de la chambre banh métrique diminue et que la for»

élastique de la vapeur reste coastante , il faut qu'une portion àt cette \-apeur repasse à Télal liquide ; car, pour une mt-me foRf élastique, à la même température, la masse d*un gaz est proportionnelle à son volume. Pw la même raison, la capacité de h chambre barométrique augmeatant quand on soulève le tube, h mas$e du pax doit av.^enter proirortionneUement, et par coase>^uenl le liquiile ^:oii se vaporiser ; on voit, en effet, cetaK» diminuer Je plus er. viizs. Ces vaporisations et ces coodei»^ lions sont immeki:*:<>s.

S«r:\>>or.s :r:jti:i:«»n*r: ^je toat le liquide ait passé i Ti^ do v*j>N;:r. se:; ciïe rcos es avocs introduit une très petite qa»tite datts la c^;ASLl)f« barvifie(n«|Qe priBÙtÎTemeot vide, aoil ^

fw.

nous ayons beaucoup agrandi celle-ci en soulevant le tube. Nous constaterons alors, en enfonçant ou en relevant ce tube, que la force élastique de la vapeur varie en uiènic temps que la capacité de la chambre, conformément à la loi do MarioUe. Ainsi une vapeur se comporte comme fout autre gaz.

L'appareil étant disposé comme dans le cas pi-v'^édent, enfonçons de plus on ])lus le tube dans la cuvell(\ La chambre barométrique diminue, ainsi que la hauteur du iikmciiic audessus de la cuvelte, indiquant, conformément à re (jue nous venons de dire, (|ue la force élastique de la vapeur augmente. En continuante enfoncer le tube, il arrive un moment où le niveau du mercure cesse de baisser (M, ce qui montre que la force élastique de la vapeur 72'/?///7/we«/6*y>/ws; mais à ce moment nous voyons apparaître les premières gouttelettes de liquide, dont \c volume auicmente à mesure ({ue la capacité de la chambre diminue : la vapeur se condense.

En résumé, la force élastique d'une vapeur, pour une même température, peut varier depuis une valeur nulle Jus({irà une valeur maxima. Quand celle-ci est atteinte, toute cause qui, eomme une diminution de volume, tend à augmenter la force élastique de la vapeur, fait passer une portion de celle-ci à l'état liquide, et la force élastique conserve la môme valeur. L'espace offert à la vaporisation est alors saturé de vapeur puisqu^il n*en peut renfermer davantage ; c'est pour([uoi une vapeur qui possède sa force élastique maxima est dite saturaale (^).

(1) Pour que Texpéricnce réussisse il faut, bien entendu, qu'il ne reste pas trace d'air dans lo lubo (voir à la 'page 553, noie 1, la manière de réaliser ceUe eondiiîon.)

(2) Au li(^u du mot force élastique nuixima, on emploie très souvent eomme synonyme le root tension maxima.

On a singulièrt^menl abusé en physique de C3 mot tension; dans son sens propre ce terme indique 1 état d'un corps soumis à un élirement, et qui, al»andonné à lui-même, reprendrait un volume plus petit ; c'est rinversc d'une compression. Or, un gaz ou vapeur est toujours dans un étal de eompression, puisqu'il tend à occuper un volume plus grand. Il nous paraît donc non seulement parfaitement inutile, mais même mauvais, de conser^'er le mot tension pour les vapeurs, puisqu'on l'emploie alors dans un sens diamétralement opposé à celui où il est usité pour les corps solides.

2. VARIATION DE LA FORGE ÉLASTIQOE MAXIMA D'UKE TA- PEUR AVEC LA TEMPÉRATURE. — Un excès de Vu\\iide étant ialroduil dans la chambre du baromètre à mercure, de façon que la vapeur produite soit saturante, chauffons le tube baromélrique dans toute sa hauteur, nous verrons la colonne mercuriella descendre rapidement, une nouvelle (pianlilé de liquide se vaporisant. Comme à chaque instant la vapeur possè<le Sii fora élastique maxima, puiscpfil reste un excès de litiuide, cette expiU'ienco montre que cotte force élastique maxima croît avec la température. Du resti*, si nous laissons refroidir le tube, le mercure remonte, par suite de la condtmsatioii d'une portion de la vapeur, et, (juand le tube est revenu a la température primitive», lo mercure reprend son premier niveau.

Lfi force éhistiquo mnxinm d'une vapeur est une fonction de In température^ qui croit toujours avec celle-ci.

Une conséquence inq)ortantc résulte de cette loi : une va|>our ne peut subsister sous une pression déterminée à toute loinp^ rature ; au-dessous d'une température ûiininm, pour laquelle la force élastique maxima V de la vapeur fait étiuilibre à celte pression, elle se condense, imistpie la plus ^'rande force élastique qu'elle puisse avoir alors est inférieure à F. A HK)* la force élastique maxima de la vapeur creau est équilibrée par 76 cent, de mercure : la vajieur d'eau ne peut exister sous ime pression <le 7() cent, qu'à une température égnle ou supérieure à 100". Si en maintenant cette pression constante on vient à abaisser la tempérîîture tant soit peu au-dessous de 100*, toute l'eau passe à Tétat liquide.

Ainsi, quand une vapeur est s;itur»nte, si Ton abaisse satempj»rature on «létermine sa condt*nsation, totale si Ton maintient la même pression, partielle seulement si on laisse colle-ci dimi* nuer par le fait même de la condensation. On peut avoir on exenqde ilu premier cas en mettant de la vapeur dans un tube fermé à un bout, et en la séparant de ratmosphèro par un iadei de mercure, de manière à mamtenir Tintérieur du tube sou» la pivssion atmosphérique : la condensation sera totale dès qnoê descendra au-ilessous de la température minima correspoiMlanl à cette pression. Le second cas peut s*observer quand la vapeur est enfermée dans un tube scellé.

hain chapitre sera consacré à la mesure des forces maxima des vapeurs aux différentes températures.

LRAISOK DES FORCES fiLASTIQUES HAZIIU DBS DIFFË-

DIOBS. — Répétons la première expérience en intro-

ins plusieurs baromètres B, G, D, [flg. 207) un excès

3ts liquides (eau, ak-ool,

), de façon à saturer leurs

barométriques des vapeurs

lantes ; (panions sec un

êtres A, pour mesurer les

is de hauteur des colonnes

os des haitimètres humi-

D, Nous verrons que les

Uiques maxima des difïé-

les ne sont pas les mêmes.

pie, à 20* nous trouverons

l'eau, l'alcool et l'éther,

mt respectivement èquili-

des colonnes de mercure

, i%i, et i3',8.

8t-ce pour des tempéra-

érentes «lue les vapeurs

s liquides possè<lent une

rce élastique maxima :

t équilibrée par 76 centi-

■ mercure, pour la vapeur

00*, pour la vapeur d'al-

,7, pour la vapeur d'élher

tant ces expériences avec

quides coimiis, on constate que prcstiue tous donnent, ipérature ordinaire, des vapeurs ayant une force élasécisble. l'ourlant on n'a pu déceler, ni par la déprescolonne barométritgue, ni par le procédé plus sensible ODS chimiques, l'existence à la température ordinaire rs de le glycérino ni de celles de l'acide sulfurique -até.

Quant au mercuro, des réactifs chimiques d'une grande sensibilité (*) monfrent rcxistence de ces vapeurs à la tem|»éwitare ordinaire. D'aj}:»- !;o<;nîinIt, la force élastique maxima de celles-ci sornil à J (iinlihrée par une colonne de niercur© ayant 0^,0087; ot, «r.ipns le^; recherches plus récentes de M. Hertz, par C^IKH»! seiiit.ment. On voit que la dépression de la colonne bai*onutri«ine rêsnllanl de la présence des vapeoi» mercurielles dans la rhanilire ne saurait être une cause d'errcw appréciable dans Tévaluation des forces élastiques au luoyei du baromètre.

4. COITIMUITÉ ENTRE L'ÉTAT LIQUIDE ET L*ÊTAT GAZEUX. - POINT CRITIQUE. — Non< devons maintenant compléter IVlude de la vajH.irisation d'un liqui :-* daii'* un espace vi le de fraz autre que sa valeur. |wir Tex- |>osê d'e\'t-'îi'*îi.t»< montrant qu'il e\i*»!e, daiis cerlaii.- - .■ ■:, i:.. .'i> lîe température et de ji^-sjon, un j>as-a^-.- o ::..:. u «ie IVtal parfaitemei^t liqiii«îe à Telat I oria-.tevv :.t j.-a/'r-ux, par une SfTJe •lt*l*l5 tlui»le> ii.i i:i. iairts. auxquels ou serait 'IiîI terrassa* tle «i.i.'.ier !•• :;om de liquide plnlOt -pio ••ehii de ^az. t"o- r\i"i. :.oes j»n.»uvent aus>i .jiraii-lessus d";::.e C;rt.ii:. - ;c;i.j-erature, dêsi^me ïO'is If nom •*> /■■..: ..-r. ::/■.:•, un corps ne j»eul prêa^oter que i' ;•: ^Aze:\ •:: :ie f»eut être liiinêtîe, quoique j:ni::*:: : :• >.,; ! •, ;rr>>:Dn qu'il sup[»orle.

En l^ii. r^-.^".:.ir ;-L;-.:.:':r fit Texjiériene»- suivante. Il ev:-L>:r::>.; u:; : .:*. ^ourl-^* en siphon lî^:. il^'. : r>-><.^:.:d:/4 u:.- ::>.::. :.r o:- .rie et lai^re et une autre I?::^^e t*. j : ;> e:.:.:e: dans la partie iulVneurt ^10 v-e :.->. .1 II..; du mercure: au-<lessus *W vrc'.u.-c;. !ji »r:ur:e rr*Lohe fut remplie p»ar de l'êtlier,

>>;. *«^ liu-.r-: p*ir de I-éj*. et les deux furent fenuée*

feaOk de ptipie^ Um, odÊKéWÊÊ

à la lampe : la longue branche constituait ainsi un manomètre a air comprimé. Cet appareil fut chauffé par un bain d*huile de température connue. Dès que celle-ci eut atteint le point où la force élastique maxima de la vapeur d'éther faisait équihbre à la force élastique de l'air contenu dans le manomètre, la vaporisation se produisit ; Tespace occupé par Téther (liquide et gazeux) augmentant, du mercure fut refoulé dans la longue branche, ce qui comprima Tair, et comme pour chaque température il y avait équilibre entre la pression supportée par la vapeur et sa force élastique, celle-ci était donnée par le volume de l'air dans la branche manométrique.

Or, Cagniard-Latour vit que vers 150** la surface de séparation entre le liquide et sa vapeur disparaissait, et que la courte branche ne contenait plus qu'un seul fluide aériforme n'occupant pas trois fois le volume du licjuide primitif. La force élastique de ce fluide était alors de 37 atmosphères.

Le sulfure de carbone donna des résultats analogues : la disparition du liquide avait lieu vers 220* et sous la pression de 78 atmosphères. Pour l'alcool, il en fut encore de même ; quant â l'eau, après de nombreux échecs, dus à ce que le tube éclatait avant la fin de l'expérience, Cagniard-Latour parvint à la réduire totalement en vapeur, dans un espace quadruple du volume primitif, à la température de fusion du zmc (410*').

Drion reprit les expériences de Cagniard Latour et étudia, à ce point de vue, l'éther chlorhydn((ue et l'acide sulfureux. Il enfermait ces licjuides dans des tubes de verre scellés plongés dans un bain d'huile transparente ; il pouvait voir ainsi ce qui se passait au moment de la disparition du liquide. Pour l'éther chlorhydrique vers 170®, pour l'acide sulfureux vers 140®, la surface de séparation du liquide et de sa vapeur devenait indécise, perdait la propriété de réfléchir la lumière ; une sorte de nuage la remplaçait alors. A mesure que la température s'élevait, ce nuage augmentait d'épaisseur dans les deux sens en devenant plus diaphane; puis, enfin, la transparence devenait complète dans tout l'intérieur du tube.

Les expériences d'Andrews sur l'acide carbonique (1869) sont encore plus instructives. L'appareil employé était une sorte de piézomètre (fig. 209) composé d'un tube, capillaire de a à fr.

ayant 0%25 de diamètre de & à f et 0^^25 de diamètre de c à /, On le remplissait en le faisant traverser par un courant d'acide carbonique jusqu'à ce que le gaz, recueilli à l'extrémité de ce tube, fut entièrement absorbable par la potasse. On fermait alors à la lampe Textrëmité capillaire a; puis, rextrémité f étant plongée dans du mercure, le tube était légèrement chauffé pour chasser un peu de gaz ; par le refroidissement il s'introduisait un index de mercure qui bouchait le tube.

Le piézomùtrc, ainsi préparé, était introduit dans un tube de laiton à parois épaisses, à l'exception du tube capillaire qui sortait par une ouverture pratiquée dans le couvercle. Ce tube de laiton était olein d'eau; une vis d'acier très longue (18 cent.) permettait^ en Teofonoant, de com[)rimer le litjuide.

Un piézomètre tout semblable, mais contenant de l'air, enfermé dans un tube plein d'eau communiquant avec le premier, faisait oflice de manomètre.

On perlait l'appareil à une température voulue pir

un courant d'eau circulant autour des tubes de laiton;

puis on comprimait les fluides, et l'on notait le volume

de l'acide carbonique et la force élastique dédmte dn

volume de l'air emprisonné dans le second piézomètre,

en faisant application de la loi de Mariotte.

La figure 210 représente le résultat des expériences.

Fii;. *». ^" y ^ porté en abscisses les forces élastiques, en

orilonnées les volumes. Chaifue ligne correspond à une

température qui se trouve inscrite à coté.

A 13*, 1 le volume du gaz diminue d'abord régulièrement avec la pression là peu près suivant la loi de Mariotte) josqu'i 00 que la force élastique atteigne la valeur de 48,89 atm., force élastique maxima de l'aoitle carbonique pour la température do 18* J. A jvtirlir do oo moment la liquéfaction commence, et lo volume du tluido diminue brusquement par la transformatiott du gaz on liquide, ce qui est représenté parla partie verticale de la ligne. Lo liquide forme, très compressible d'abord, dimimie do \olumo |>ar laugmentat ion <le pression , puis de>ientpr»qu'incompressible, comme les autres liquides dans lescircoostances

ordinaii'es : le volume ne varie plus que très peu avec la pression, ce que montre la partie à peu près horizontale de la ligne.

W^tf/'tvSS

CO b'é 70 ;•: 80 85 90 9S 100 105 110

FlG. S 10.

A 21', 5 mômes phénomènes, saufque la liquéfaction commence pour une force élastique plus grande, et que le volume que possède alors la vapeur est moins différent de celui du liquide qui résulte de sa condensation.

Mais à31*,l la liquéfaction ne commence plus brusquement : au lieu d'un point anguleux suivi d'une portion verticale, la ligne présente une courbe de raccordement entre la branche concernant l'état gazeux et celle qui concerne l'état liquide, prouvant l'existence non d'un mélange des deux états, comme aux températures plus basses, mais bien d'états intermédiaires. Du reste, l'intérieur du tube ne présentait plus aucune trace de séparation de deux états distincts de Tacide carbonique.

A 32**,5, à 35*',5 l'inflexion delà courbe de raccordement devient de moins en moins distincte : dans son voisinage les propriétés du gaz se rapprochent de plus en plus de celles du liquide. Efillo à 48°, 1 l'inflexion a comj)lùtemcnt disparu ; pour cette tem- |>érature et pour les températures plus élevées, quelque grande que soit la pression, l'acide carbonique conserve indéfiniment son état nériforme. La courbe qui représente alors sa compressibilité

est analogue à celles que fournît Tair dès la température ordi* naire (figurée en pointillé), sauf que la diminution du volume est plus rapide : la compressibilité de Tacide carbonique s*écaile plus que celle de Tair de la loi de Mariette.

Citons encore Texpérience suivante de M. Andrews, la plas concluante peut être. De Tacide carbonique à 50^ est comprimé depuis la pression d*une atmosphère jusqu'à 150 atmosphères. Le volume du gaz diminue régulièrement sans présenter aucune discontinuité dans son état. Le gaz est refroidi alors en maintenant la pression constante jusqu*à la température ordinaire. On n*observe encore aucun chaugement brusque ni dans le volume, m dans les propriétés optiques du fluide, qui conser\'e une apparence homogène dans toute retendue du tube. Or, arrivé à la température ordinaire, on constate, par rt'bullition qui se produit en di* minuaiit la pression, que le tube est rempli mainteneut par un liquide. Ainsi on est parti d'un gaz et, sans aucune discontinuité dans les proprit'^tés, on a obtenu un li(|uide.

Tous les ^ïiz aisément liquéliables étudiés ainsi (acide chlorhydriqui», aiinnoniaque, proloxyde d'azote, éther sulfurique et sulfure (le carbone > ont donné les mêmes résultats. Sans aucon doute il y a là une propriété générale de la matière quelle que soit sa nature : en faisant varier convenablement la température et la force élastique d'un liai le. ou peut l'amener, sans chan^ ment brusque dans ses propriélés, de Tétat gazeux à Tétai liipiide. Quand la température s eleve «le |»liis en plus, à partir d'un certain point, les propri«'lés «le l\''tat que nous appelons iiquitle « rapprochent «le plus en plus de celles de Tétat que nous apjK'Ions gazeux, jus pià une i«leuiilé complète atteinte pour une certaine température» le point critique.

Au-dessus île ce point critique un corps ne peut avoir qu'ua seul étal, celui de gaz. Au-dessotis «le ce |»oint, outre létal que nous conlinuemns à désigner indin\Teinmenl par les mots jur ou Ynpfui\ le corps peut i>rendre ilautres états, qui, à mesure que l'on s'écarte du point criti<|ue, prennent rapidement les prih priété> qui caractérisent l'état liquide. Entin, à des température» plus basses encore, la substance peut affecler les trois éu\s gazeux, liqui«le, solide, et souvent, |iour certaines temf»ératur«», des états iuleruKMliaires entre l'état liquide et rétat solide.

5.YAPORISATI0N DANS LES GAZ. — Voyons maintenant comment s'effectue la vaporisation dans un espace contenant un gaz différent de la vapeur émise par le liquide.

Comme pour la vaporisation dans le vide, c'est à Dalton que sont dues les premières expériences fjiitus à ce sujet.

L'appareil qu'employait Dalton pourcello élude (fig. 211) était un simple lube capillaire (0*^,17 de diam 'tic intérieur) en verre, fermé par le bas et gradué en parties d'égale capacité.

Une petite quantité du licpiide étudié était placé dans le fond ; au-dessus une colonne d'air ou d'un autre gaz, et enîm encore au-dessus une colonne de mercure de hauteur variable suivant les expériences. Cette colonne pouvait reposer en équilibre sur l'air à cause de la finesse du tube.

Dation plongeait l'extrémité inférieure de ce tube dans de l'eau plus ou moins chau<lc de ti'mp(''ralure connue. Le liquide se vaporisant el Vaii- ou lo j;mz se dilatant, la colonne de mercure remoniait. Li coiiiiaissance de la dilatation du ^^az. et du \oliiiiit' n.(iip<' |)ar celui-ci faisait conufiitro à ciiacpiii iuslaui >.j l'ovco ('lastique /i. La force ('lasliqui; totab? du ni/l.iii;;(; H était donnée par la haideur dt; la coloiiuu lucifii/iolle augmentée de la bauteur du mercure daiir. lo Ijai-omèlre. La différenc(î H — Il donuail la force < la.sli'iue propre A la va|ieiu* dans le méian^'^e j^'azeux.

C'e.>t avec cet appareil, dune extiéme sinq)licité, que Dalton (^st arrivé à la loi iuij)oriantc <{u«' voici :

La force fhtsliqua de lu vnpvur qui suture un espace contenant un gaz est toujours In uiônre t/ue crlle qui >^<c.fii. BBiure ù la môme tempe rature un espace primitivement TÎde^ quelle que soit la nature du gaz et <|uelle que soit sa force élastique.

Gay-Lussac a repris l'eHude de la vaporisation dans les gaz, et a vérifié l'exactitude de la loi qu'avait énoncée Dalton , avec un •ppareil plus parfait que nous allons décrire.

Il consiste (llg. 212) en un tube de cristal T fermé en haut et en bas par des garnitures de fer à robinet r et K; un second tube M,

vertical comme le premier, mais d'un moindre diamètre, h raccorde avec lui par la partie inférieure ; il est ouvert en hant, et sert de manomètre. Une règle graduée est placée entre Im deux tubes.

* 1 :,:'^.-;tf;r 'iu tilde T le pmJ*^ ■:r.s..:.,;;. P-yir cela, apfvs W*" ■..#sr r^:.r L* ^aruitiiTtf ua WlouB

enant ce gaz sous la pression atmosphérique. On ouvre le aet de ce ballon ainsi que le robinet r , et Ton fait écouler le merpar la tubulure K. Le liquide baisse plus vite dans la iche M, où la pression à la surface du mercure est constamt celle de l'atmosphère, que dans la branche T, où le gaz 'introduisant diminue de force élastique. On arrête Técoudnt avant que le tube M soit complètement vide, et l'on ferme *obiiiet r. Le gaz emprisonné en T est sous une pression ndre que celle de Talmosphère. Pour le ramener à cette ssion, il suffit de verser du mercure dans la branche M îu'à ce que le niveau, qui monte plus vite dans cette branche oit placé sur le plan horizontal du niveau du mercure en T. n note alors la division à laquelle affleure le mercure. /aut maintenant introduire le liquide. Pour cela, on remie ballon par un entonnoir pourvu d'un robinet à goutte R VMsse sur la garniture. La clef de ce robinet n'est pas "s^e par un canal comme celle des robinets ordinaires, mais Lilement creusée d'une petite cavité (R' ou R"). Quand î^^ité est tournée vers l'entonnoir (R'), elle se remplit du * ^qu'on y a versé, et, en faisant faire à la clef un demi- " *^ ), la petite quantité de lii(uide contenu se déverse dans le iliaque révolution de la clef introduit ainsi une nouvelle ^ de Hquide, sans permettre à l'air extérieur de s'intro- G^ns le tube, ni au gaz contenu d'en sortir, ^ue le liquide se trouve en présence de l'atmosphère du k:i voit monter peu à peu la colonne mercurielle de la ^ manométrique M : le liquide se vaporise lentement. Au 1. n certain temps elle s'arrête, et reste fixe tant que la Lture ne varie pas : la vaporisation a cessé, bien qu'il ^ excès de liquide non vaporisé ; l'espace est saturé de

tranchant de la force élastique totale du mélange celle

on a la force élastique de la vapeur. Gomme un peu

re a passé du tube T dans la branche M, pendant la vapo-

le volume du gaz a légèrement augmenté et sa force

98t devenue quelque peu inférieure à la pression atmos-

sa valeur primitive. Une mesure de volume et Tappli-

la loi de Mariette la ferait connaître aisément ; mais

5âi LIVRE IV. — CHAPITRE VU

il est plus simple de rétablir dans le tube le premier niveau, en versant un peu de mercui'e dans la branche M: le gazétantde nouveau sous la pression atmosphérique, la différence de hauteui* qu*on obseiTo alors entre les niveaux du mercure dans le» deux branches mesure la force élastique propre de la vapeur. On trouve ainsi le résultat énoncé plus haut, a savoir que la force élastique de la vapeui* est la même que la force élastique inaxima mesurée dans un espace primitivement vide.

Les expériences de Dalton ne sont pas très précises, celles de Gay-Lussac n'ont été faites qu'a la température ordinaire: on doit à Hegnault d*avoir soumis cette loi de Dalton à de noinbrtMises vérilications. Nous exposons plus loin (Chap. VIII, { 7}, à propos de la mesure des forces élastiques maxima des vapc^urs, les recherches de ce grand expérimentateur; eile> ont conduit leur auteur À admettre Texactitude de la loi de Balton.

Si Ton vient, soit à diminuer le volume, soit à refroidir un ^ saturô de vapeur, on observe une condensation immédiate : li force élastique de la vapeur ne peut dépasser la force élastique maxinui mesuive dans Texpérience de la vaporisation dus k vide barométrique.

Si l'on vient à augmenter l'espace offert à la vaporisâtioB. ou 21 élever la teuipt' rature, on observe une vaporisation lente qui s arri tt' «piand la vapeur a atteint la force élastique maiima correspondant à sa température actuelle.

En rt'sumé, la vaporisation dans une atmosphère couteoant m ga/ ou un mélange de gaz autre que la vapeur du liquide ne dirïèro lie colle qui a lieu au sein de sa propre vapeur que ptf la lenteur pius ou moins grande qu'elle met à se produire.

6. PRINCIPE DE WATT. — LVtude que nous venons de Ciire la vaporisation dans une enceinte qui possède partout la te«r.ivra;ure, nous {vnnot ôo prévoir aisément ce qui se quand v ette oonviiticm ne s<^ra pas remplie.

i.* ijL-.'.i.' r;> ex; mu. s^iLîe isai queiê température 7 du /vs:e .<:.:•: .-*iVs.w js k irmprrMure Iê fJas liasse de leaeâtÊi tig. £i^ . jV- ii^;..j( rfUfV c^ntmaellameid des v^pears qsi so cxià^nser Jajo i^ partie la pka froide. Si FâÊtcaiBÈi

reulerwo pas de gaz étrangers. In force élastique ne peut dépasser notablement la force élastique maxima correspondant à la leapéralare la plus bsese. Co principe énoncé pnr Wall povln son DOm.

Ui coiidjlioa d'équilibre exif^o, en cOTcl, •[uo la force lUasLicjue Ittopro à la vapeur soil la même i^ic- us-

(UdsIoiUc l'étendue de J'enceinLe;

PU outre, elle doit ître au plus cigale à Ib valeua- /' de la force

éltelique maxima corri;6|>ondaiit à la température la plus basse

/. r'eel-à-dire à la plus petite des forces élastiques maxlma

possibles. Or la vaporisation du liquide ne peut cessui' yu'au

tnoiDBiit oii la force élastique de sa vapeur a atteint la valeur

1 F pour sa température T : le liquide s'évaporera doni;

hJi^âoimeut. Dès que la vapeur auia atteint la force élus-

^e f, la volatilisa lion du liquide de la partie chaude, comme

i cause qui tend à augmenter la force élastique, dêter-

1 une condensation de la vapeur dans la partie !a plus

oide, pour liiquelle /"est la valeur maxima que peut prendre

*wolte force élastique, et celle condensation ramènera toujours

c«Ile-(û à la valeiu- /" inféi'ieure à F, Tout le liquide passera ainsi

pax disliUiitioii dans la partie la plus froide, si elle constitue

m» fond capable de le recueillir ; l'équilibre sera atlcint alors,

el la force élastique de lu vapeur sera exactement égale à f,

^as toute ïenceiate, qu'elle renfârme ou non un gaz auli^e que

la vapeur.

AiDsi le principe do Wnll, nu principe de la paroi froide, n'est qu'une conséquence des lois de la vaporisalion. JJ explique le pbé-

ttioiiuine de la disliUatiun, et son auteur en a fait une lieureuse ipplicaliun en inventant les condenseurs des macbineB à vapeur 1. ËTAPORATIDN. — La vaporisnlion peut s'effectuer de deux msnières bien distinctes, au moins en apparence. 1' Lb couche qui forme la surface libre du liquide émet seule àet Tapeurs; on réserve le nom d'évaporaliou à cette vaporialiOB superficielle.

i" Lt vapeur se produit à une profondeur quelconque dans le

liquide, et forme des bulles qui s'élèvent et viennent crever i . la surface : c'est ïébuUition.

Nous allons novs occuper successivement de ces deux modes de vaporisation.

Un li(juide s'évapore dès qu'il se trouve en présence d'une atmosphère ç^azeuse ou du vide. L'évaporation continue tant que la vapeur ne possède pas sa force élastique inaxima, dans l'ainiosphère qui surn)outc le liquide, pour la température de la surface de celui-ci : c'est une conséqifence des expériences de Dalton, rapportées plus haut.

C'est pourquoi un liquide, autre que Teau, exposé à Tair libre» s'évapore indéfiniment, puisque dans notre atmosphère la force élastique de sa vapeur est à peu près nulle.

L*air qui nous entoure contient normalement une certaioe quantité de vapeur d'eau, mais rarement il en est saturé. .Ausa, comme tout le monde le sait, une petite quantité d'eau linit-elie toujours par disparaître, quand elle est exposée à l'air libre.

De quoi dépend la rapidité de l'évaporation? Dalton a ré[«ndi en partie à cette question en trouvant la principale loi du |»bênomène.

Il plaçait de Teau ou un autre liquide dans un vase on t'tiio, cylindrique, plat et de large section 1 15 cent, de diam. 3,8 cent. •!* profondeur -, ce vase était soutenu par trois fils fixés sursoui^w^ tour et |H>uvait ainsi être accroché au plateau d'une balance.

Après avoir pris la masse du vase contenant le liqui«le.il laissjiit coluî-iTi sVvaj^orer à lair libre , puis il le pesait <te nouveau. En divisant la perte de masse par le nombre de secondes, il avait la masse de liquide évaporée dans l'unité de temps, c*est-è-ilire la ri/esse d évaporât ion.

11 a tr\>u\e ainsi que [X^ur les Uquides dont la vapeur n'exi: (>as dans notre atmosphère, c*est- à-dire |K)ur tous lesliqnidi sauf 1 eau. la \ite>se dV> adoration est proportiounelle à la for élastique maxime F de sa \~a4.ieur pour la température hquivie,

Daus le oas de IVâu. Daltoo mesurait en même temps la élastî.j';e *^,:e îa v*;vur d*eau ilans Fatmosphère, par un procftS^ q\.: u'i's: a,::rt^ q::e ^.vlu; i2d:q\iê p*r Le Roy, et q[ue nous décr»"*' wios p.us iou: Châv. XI. J 4 . U trouva que la vitesse d'é*^p*>^

ration de l'eau était proportionnelle à la différence F — / entre la force élastique maxima de la vapeur pour la température de ce liquide et la force élastique propre à la vapeur d'eau contenue dans l'air.

Cette loi comprend comme cas particulier la précédente, puisque pour les liquides autres que l'eau f est nulle.

Dalton s'est borné aux expériences que nous venons d'indiquer; il u'a pas cherché Tinfluencc que pouvait exercer la force élastique (lu gaz dans lequel se produisait l'évaporation (*), et il a atimis comme évident a priori que la vitesse d'évaporation était propirtionnelle à l'étendue de la surface libre du liquide, ce qui n'est pas douteux quand cette surface est assez large pour être plane (voir g 10).

On admet assez généralement que la vitesse de vaporisation ^'arie en raison inverse de la force élastique de l'atmosphère gazeuse qui entoure le liquide, parceque si celte force élastique "©vient nulle, c'est-à-dire si le liquide s'évapore dans un espace pHuiiiivement vide, la vitesse de vaporisation devient si grande qu'elle paraît infinie.

La raison n'est pas suffisante, et il est nécessaire d'en appeler ■ l'expérience.

t'I) Dalton présenle ainsi le résultat de ses expériences. Si m est la vitesse 'é^aporalion à la température d'ébullition du liquide, pour laquelle la force astique maxima de la vapeur est H, la vitesse d'évaporation v à une ^péreture où !a force élastique maxima est F, et dans une atmosphère ^ la force élastique de la vapeur de ce liquide est fy est donnée par

— ou V =

Or H est précisément la force élastique de l'atmosphère qui entoure le V^^id'i d'après la loi de l'ébullition.

li^lton a mesuré la vitesse m d'évaporation à la température d'ébullition, tft(\Yit loi a permis de verifler la relation indiquée ci-dessus; mais ses exfènenees manquent de précision.

l\ tfa pas fait varier du reste la force élastique H de l'atmosphère, dans. Viçwlle se produit Tévaporatinn, vu qu'il a toujours opéré à l'air libre.

On ne peut donc pas admettre qu'il ait établi qua In vitesse de vaporisation ▼•ne en raison inverse de la force élastique de l'atmosphère gazeuse, loi qui *» ««te ne parait pas être exacte, d'après les expériences de M. Laval.

528 LIVRE rv. — CHAPITRE Vil

C'est ce qu'a fait M. Laval. Ses recherches ont montre qie

la vitesse de vapoiisatioa vade proporiioimeUemeiit m --, ei

appelant H la force élastique du gaz qui surmonte le liquide* et n un nombre dépendant de la nature du liquide et de celle di gaz, mais indépendant de la température. Voici les valeurs dotnées par M. Laval pour le nombre «.

Du» l'air Dan

Eau 1,18 0,78

Alcool éthflique . . L0:{ »

■ méthylîque .1.08 >

Benzine 0.66 »

EUier 0.61 0,49

En résumé, il faut bien le reconnallre, la question de Vénf»ration est complexe, et ses lois sont encore aujourd'hui tsSB mal connues. Les expériences de Dalton cl celles de M. Liti' conduisent à la formule suivante :

r désignant la vitesse de vaporisation, S la section du^ise.F- /*, FI et II. ayant la sigoiticalion indiquée plus haut et K étant) c<.>eriioient, probablement variable d'un liquide a un autre.

Dalloii a trouvé que, les autres circonstances restant les iwoe»—Œ la vitesse irêvaporation est plus grande dans le cas d'un air que dans celui d*un air calme: tout le monde sait du rest(! le lingi* mouillé s<vhe plus vite quand il fait du vent.

La niis<.*n de cette éva^H)ratiou plus rapide est aisée i truuvtf les couches d'air voisiues de la surlaoe liquide s'ennchisàaot vapeur oi 1 cxajvratiou devient moins active si elles iies<»t remp:acét^ par d'autres; mais si ces couches sont enJe^i?*' un courant d'air, d'autres plus sèches arrivent au cooUrf liquutt'. et la vaporisation reprend une nouvelle activité.

Au»i. quand ou \eui apphquer la fonuule il» au cas ou n

t-on prendre an coefRciest K d'autant plus granf que itr est plus rspide.

partir d'une certaine vitesse, le coefQcient K devient it ce qui résulte des expériences Taites sur te psy- Mtde que nous rapportons plus loin (Chap. XI, | S]. Tée par Dalton nous explique pourquoi des liquides ;rcure, dont tique maxime ment feiimpéra turcs le semblent jr. Pour ces t très petit évaporation |u'il faut un le pour que prouve une sse appré-

OH. — Quand >lus en plus re d'un lii i l'air U-

im moment me dans le ' tes parois e penrerme,

vapeur qui ennent cre- ■t-e : c'est le de /■f'if///;- »*■ «*■

ation étant alors très active, l'air qui se trouve aujQÎàv ne larde pas à être complètement cliaesé par celui-ci. La vaporisation du liquide se faisant dès le sa propre vapeur, celle-ci prend sa force élastique ' la température qu'elle possède. D'autre part la force

élastique de cette vapeur fait équilibre à la pression de ratmo»phère qui la sui*monte, puisqu'elle est en libre communication avec elle, d*oii cette relation nécessaire : à la température de la vapeur d'un liquide en ébullition^ la force élastique maxima de celk^ ci égale la force élastique de P atmosphère qui entoure le liquide. En d'autres termes : la vapeur du liquide en ébuUiiioD possède la température minima qu'elle peut avoir soas la pression de f atmosphère qui Tentoure.

Les vapeurs d'alcool, de sulfure de carbone, d*éther ont une force élastique maxima équilibrée par 76 cent, de mercure, respectivement aux températures de 79°,7, de 48** et de K*. Or, à l'aide du thermomètre, on constate que, quand la pression atmos^ phérique est équilibrée par 76 cent, de mercure, la températuif de la vapeur de ces liquides en ébullition est respectiTement 79«,7, 48*> et 35«.

Daltori a vérifié de la manière suivante la relation que nous venons d'indiquer. Il plaçait sur la platine d'une machine pneumatique un vase contenant un liquide plus ou moins chaud; dins ce liquide plongeait un thermomètre, et le tout était recouvert par une cloche de verre. Un baromètre joint à la machine pneo- <nati(|ue permettait de connaître à chaque instant la force élastique du gaz contenu dans la cloche. En faisant jouer les pistons, oa raréfiait l'air, et il arrivait un moment où le liquide entrait ci ébullition ; on notait alors la température du liquide (peu différente de celle de la vapeur émise) et l'indication du baromètre de la machine.

Dalton trouva que cette force élastique était toujours égale i celle qu'il observait en introduisant un excès du même liquide i la morne température dans un tube barométrique (expër. du | t). Elle était bien égale, par conséquent, à la force élastic|ue maiiaa de la vapeur du liquide pour la température d*ébullitioD.

La relation énoncée ci-dessus, ayant reçu la sanction de Teipérience, mérite le nom de loi de fébullitioD,

De cette loi il résulte que la température d'un liquide en AuUilion est parfaitement invariable quelles que soient les cause» de réchauffement, tant que la force élastique de Tatmosphèiv qui surmonte le liquide est elle-même invariable. Mais si celld-d augmente /a température débullition s'élève; elle s'abaisse si

cette force élastique diminue. Ce n'est que sous la pression de 76 cent, de mercure que la vapeur d'eau bouillante possède exactement la température de 100°; sous la pression de 78*^,76 sa température est 101**, et 99° sous la pression de 73*,32; car à 101'* la force élastique maxima de la vapeur d'eau est équilibrée par 78% 76 de mercure, et à 99° par 73% 32.

Plus on s'élève en altitude, plus la pression atmosphérique diminue, et moins la température d'un liquide en ébullition est élevée. A Briançon qui est à 1330" au-dessus du niveau de la mer, la pression atmosphérique moyenne est celle de 64*^,5 de mercure, et la température de la vapeur d'eau bouillante est alors 95**, 5. Sur le sommet du Mont-Blanc (ait : 4816") elle n'est que 84%5 (i).

(1) Dalton d'abord, Magnus et Regnault ensuite ont mesuré avec beaucoup de soin la valeur de la force élastique maxima de la vapeur d'eau aux différentes températures. Or, il résulte de la loi d'ébuUition que Tindication d'un thermomètre sensible plongé dans la vapeur d'eau bouillante permet de connaître la pression atmosphérique, puisqu'il n'y a qu'à prendre dans les tables, que Regnault a construit pour cet usage, la force élastique maxima qui correspond à la température trouvé^.

Regnault a imaginé, pour faire commodément cette expérience, un petit instrument auquel il a donné le nom (Thyp- Momèlre (ûg. 215).

Il consiste simplement en un thermomètre très sensible, donnant le centième de degré dans le voisinage du point 100, et en une petite étuve à vapeur, comprenant une chaudière, pouvant être chauffée par une lampe à alcool, et surmontée d'une cheminée, destinée à loger le thermomètre pendant l'expérience. Cette cheminée est composée de plusieurs parties'pouvant rentrer les unes dans les autres, comme les tubes* d'une longue-vue, pour donner moins de volume à riostrument quand on ne s'en sert pas. Ce petit appareil, très portatif, peut remplacer un baromètre.

Il e»i fort commode pour mesurer les hauteurs des montagnes, d'après la valeur de la pression atmosphérique, et par l'emploi de la formule de Laplace.

Si l'on ne tient pas à une très grande exactitude, on peut se dispenser de faire le calcul un peu long que nécessite rasage des tables de Regnault et de la formule de Laplace, et se servir de

Fie. 915.

532 LIVRE IV. — GHAFTTHE Vil

En déûnitifve on peut faire booiDir Vemff et tous les liquides, à des températures quelconques comprises sur une portion très étendue de l'échelle thermométrique : il safBt de régler coih venablement la pression de l'atmosphère qui surmonte le li»iiii«!e.

On répète sou:\ent dans les cours rexj)érience de Daltonen plaçant sous la cloche d'une machine pneumatique de i'eau à 9 ou 30^ ; on arrive à produire i'ébullition, dès qu*on a sufllsammeni rarélié l'air. On peut même faire bouillir de l'eau a 0" ao mîliet de la glace ({ui se forme alors par suite de la chaleur détruite par la vaporisation. L*appareil Caire (décrit Lît. III, Chap. VI, Jd), étant spécialement constmit pour congeler Teau par ce procédé, est éminemment convenable pour répéter cette expérience.

9. RETARD A L*ËBULLITION. — ËTUDE PLUS COMPLÈTE DE a PHËNOMÉNE. — Le point d'cJjulJitlon d'un liquide pour une f<jive élastique détenninée est la température de la vapeur du liquide bouillant, quaml Tatmosphère ambiante possède cette force élasr tique.

Habituellement il suffît de porter un liquide à son point d'ébollitiou (lélini ainsi, pour qu*il se mette à bouillir ; le liquide et sa vapeur possèdent alors à très peu près la même température

Ptxu'tant, quand on a fait bouillir de Teau pendant longtemps dans un vase de verre, on remarque que Tébullition devient de plus en plus diilicile, que les bulles de vapeurs, quand elles te forment, ne piu^tent que de certains points détennioêSy ei qu't'oliD la température de IVau ]>eut sVlever notablement au-dessos de 100", sans que IVbullition se produise.

la .formuK' tns simpU- : h .= £»4t dans laqucll* A représenta e» diffèrvBi^o iraKitude do deux poini5 pour Lesquels la tempéraUire d'ibollilîM ililfrre dv.^ /* v\ ati^rakl^s. C'rsi M. Forbt» qui a proposé ceUe fèmik* ft M. S»nrt ^) ivov^anu ^^ar de uiuubivuses cooiparaisons anCre Wa reialiiii qu'elle C^urnit cl ceux ijuo la fv>ruiuic de Laplaca pemMl da caleukr d'afrfe* le» ial>îa$ de HogiMulu que rcrrcur luixima ne dépasse pas 24 mètres pMf d»s ailUudL'> îiiferi..*urv< i. :ï\^t* niiire*.

Fai$vHi> r. ::'..ir.v.;or c: tcru:t.-.j::; oo f^uiet, qu'à uoc arraur d^ 4i dLCIi

^■^^ lUU

dan> reva'.uili. a de la :emperacan< de la vapeur d*e«i booillaala, oorrri-

(H'iui u'.:e : rr^ .:r ik^^ cni:e J<: >.* .4h!7 dans la haateor de la colonne

qui sne«ure .ji | rr5sî,>ii aia:o>f^a«rf:u«..

Un liquide qui se maintient ainsi sans bouillir au-dessus de son point d*ébuilition est dit surchauffée

Si Ton vient à introduire dans un liquide en cet état ua corps solide (baguette de verre, morceau de bois, fil de métal^ etc.) Fëbuilition recommence vivement et les bulles se forment autoui* du corps introduit; mais celui-ci, après avoir été maintenu longtemps au sein du liquide bouillant, finit toujours par perdre la propriété de provoquer rébullilion du liquide surchauffé : il devient

On sait que les parois d'un vase, comme la surface de tout corps solide, condensent de Tair; d'autre part les gaz qui composent ce fluide se dissolvent dans l'eau et dans la plupart des autres liquides, et sont mis en liberté i)ar une élévation de température. On s'est demandé si Tair qui existe sur les pai'ois des vases, même remplis de liquide, ou les gaz qui se dégagent habituellement pendant TéchaufTement n'étaient pas indispensables au phénomène de rébuUition ; si la difiicullé qu'un liquide éprouve a bouillir, lorsqu'il a déjà subi une longue ébullition, ne tient pas à ce que les bulles de vapeurs en se dégageant l'ont privé de gaz et en ont purgé les pai*ois du vase ; si, eniin, l'ébuUilion active qui se manifeste autx)ur d'un corps solide plongé dans un li(|uide sui*chauffé n'est pas dû a l'introduction de Taii* condensé à sa surface, et la passivité qui se produit au bout d'un certain temps à ce que ce corps, comme les parois du vase, linit par être privé d'air.

Des expériences nombreuses et variées, sont venues coniii'mer pleinement celte conjecture.

M. Donny, professeur de physique a Gand, enferma (1846) de l'eau distillée dans un tube coudé EFGKMB (lig. 216). Le tube fut bien purgé d'air, ainsi que le li(|uide par une longue ébullition; puis il fut fermé à la Fio. iis.

lampe. M. Donny plongea successivement la partie ËFC dans des bains fournis par des dis» fiolutions de chlorure de calcium chauffées à 113", 12^1°, lâS"" et jusqu'à iâsî'^, ei constata que Tébulhtion ne se produisait pas

dans ce tube malgré la force élastique très faible qui existait dans les boules BB (force élastique maxinia de la vapeur «reau à la température ordinaire) à laquelle correspondait un point d'ébullition très bas. Mais le dernier bain s'étant échauffé jusqu'à 138*, une partie de Teau contenue dans la branche EFC se n^luisit instantanément en vapeur et le reste du liquide fut projeté dans les boules BB. La même expérience fut répétée avec de Teati non privée d'air, et l'ébullition se produisit quelques instants après avoir plongé la branche EFC dans le bain à 118* malgré une pression de 1,5 atmosphère maintenue dans les boules BB par une colonne de mercure.

Comme il est toujours très difticile d*enlever complètement Tair adhérent aux parois d'un vase, M. Dufour, professeur à rAcadcmic de Lausanne, a soustrait (1861) le liquide surchauffé au contact des parois par un moyen déjà employé par de Luc. Il consiste à maintenir le liquide en suspension sous forme de gouttes sphéricfues dans un autre liquide de môme densité non miscible avec lui. M. Dufour a employé, entre autres liquide!^, ud mélange d'huile de lin (densité 0,93) et d'essence de girofle (densité 1,05) en proportions telles (jue sa densité fut celK* de l'eau. En y introduisant des gouttelettes de ce liquide, il a po porter celles-ci jusqu'à 178** sans les voir se résoudre en vaiH^iu*.

Dans l'état de surchauffe, il suflisait qu'une goutte vnit à toucher le bord du vase, la »paroi du thermomètre, ou un corps solide quelconque plongé dans le bain, pour (pi'elle se volatilisât brusquement avec un sifflement semblable à celui que proiluit un fer rouge qu'on plonge dans l'eau.

Ces expériences prouvent bien qu'en l'absence de Tair ou d'un autre gaz, on peut élever indéliniment la température d'un liquide sous une pression constante sans (jue l'ébullition se pnxluiso. B reste à montrer maintenant que c'est bien l'air ou un autre fai qui provoque rébullilion dans les circonstances onlinaires.

Les expériences les premières en date, faites à ce siyel, sont dues à M. Dul'our; en voici une des phis nettes. Ce physicien introduisait de l'eau acidnh'e <laiis une cornue bien lavée à l'acide sulfuriquc (*> ; tlans ces circonstances l'eau pouvait être amenée

\\} Fin lui?>ant séjourner de la potasse ou de l'acide sulfurique dàw àit§

i 5* ou 6** au-dessus du point d'ébullition sans que celle-ci se manifestât. Les parois delà cornue étaient traversées par deux (Ils de platine, rendus passifs par les procédés ordinaires (*). Il suffisait de mettre ceux-ci en communication avec les deux pôles d'une pile pour faire apparaître des bulles d'hydrogène sur Tun des flls, d'oxygène sur l'autre. Or dès qu'on établissait la communication des fils plongés dans le liquide surchauffé avec les pôles de la pile une violente ébullition se produisait, et les bulles de vapeurs partaient de chacun des deux fils. En remplaçant les flls de platine par des (Ils de cuivre passifs, Tébullition ne se produisait (ju'autour du fil qui se couvre d'hydrogène lors du passage du courant, l'oxygène se combinant au cuivre de l'autre électrode et ne devenant pas libre ne provoquait pas l'ébullition.

Quelques expériences plus simples faites par M. Gernez (1875) ne laissent subsister aucun doute sur la nécessité de la présence d'un gaz pour que rébuUition se produise. Une petite cloche est façonnée à l'extrémité d'un tube de verre ; on intix)duit celle-ci dans un ballon de verre contenant de Teau dans un léger état de surchauffe. Par la manière même dont on introduit la cloche, il reste au sommet de celle-ci une certaine quantité d'air; or aussitôt la cloche devient le point de départ de nombreuses bulles de vapeur {{\g. 217).

En opérant dans un tube incliné avec une petite cloche disposée comme le montre la figure 218, on constate que dès qu'on a fait partir la petite bulle d*air, en tournant l'orifice de la cloche vers le haut, toute ébullition cesse.

Dans une de ses expériences, M. Gernez a reconnu qu'une bulle d*air de un millimètre cube peut fournir ainsi pendant vingt-quatre

Fie. «7.

de verre, en détruit les poussières organiques adhérentes aux parois •C qui, condensant de l'air, deviennent le point de départ des bulles de vapeur pendant l'ébullilion. Ce traitement est un des meilleurs moyens qu'on puisse •nploycr pour rendre passives les paris, et pour pouvoir amener à l'état de surchauffe le liquide contenu dans le vase.

(t) Un des meilleurs procédés consiste à porter les flls au rouge.

heures 500000 bulles de vapeur de 0^,5 de diamètre eorviroo, soii un volume de vapeur ayaot plus de âOOOOOûO de fois la voluK

de la bulle d*air.

Pour inen monàtm que chaque bulle de vapeur eotraine uw petite quaotilé û'm indispensable a sa te* mation, M. Germe m sert d'une petite docki; semblable à la préoé- ^•^- *••• dente , pleine d'eaa d

rendue passive par lei procédés ordinaires, pour saisir au passage une bulle de vapav qui se produit dans un tube où Tébullition commence à dewnir difficile. Aussitôt la cloche de^'ient le point de dépari de velles bulles de vapeur, et, en laissant refroidir le liquide, aperçoit au sommet de celle-ci une très petite quantité d*air était prifîiilivement contenue dans la bulle de vapeur dans la cloche.

L*expérience ayant bien démontré qu'une bulle gazeuse ffl en quelque sorte le noyau de toutes les bulles de vapeur qui produisent pendant rébuUition, il apparaît clairement que W] nomène u*est qu un cas particuher de Tëvaporation.

Quand on chauffe un liquide dans les circonstances ordinaiia;. il existe toujours de petites bulles d*air adhérentes aux parois du vase. La surface de chacune de ces bulles devient le ôéfi d une évaporation, et rapidemnnt la petite bulle est saUvée de va* peur. Désignons par V le volume très petit qu'aurait lamaKt de gaz qu'elle renferme à la température du liquide et pov une force élastique H faisant équilibre i la pression que B&fftK^ la bulle ; désignons par F la force élastique propre à la vapetf contenue dans cette bulle, et qui est la force élastique miiifli correspondant à sa température : la force élastique prqfireauftf n*est que (H — F) ; dès lors son volume V (volume total Je ^ bulle) est donné suivant la loi de Hariotte par la réialton:

V'(H— F)=VH

d*oii:

Tant que F est petit, V n'est ^uère supérieur à V et la petite bulle reste adhérente par capillarité a la paroi du vase; mais quand F tend vers H, V tend vers Tinfini, la buUe se gonfle, devient énorme par rapporta son volume primitif, et alors, la poussée du liquide surmontant Tattraction capillaire, la bulle s'élève, Tébul- Ution conunence. En partant cette bulle laisse adhérente aux parois une poi'tion de son atmosphère qui devient le siège d*une nouvelle évaporation, d'où la formation de nouvelles Iwlles de vapeur. Ainsi s'explique que celles-ci partent de points déterminés, ceux où existe une bulle gazeuse. Pourtant chaque bulle de vapeur entraînant une portion du gaz ipû a permis sa formation, la masse de celui-ci diminue de ^his «n plus sur les parois du vase, et bientôt l'ébullition devient difficile et même impossible : le liquide arrive à l'état de •urchaufle.

Quand un liquide est chauffé par le fond du vase, comme c'est le cas le plus habituel, les couches supérieures sont moins chaudes que les couches inférieures, au moment où les bulles de vapeur commencent à se détacher du fond. Celles-ci, en s'élevant dans le liquide se refroidissent. Dès lors, F diminuant rapidement^ il en est de même de V; la majeure partie de la vapeur contenue dans la bulle se condense, et celle-ci, réduite à un tout petit volume, vient crever à la surface. La brusque condensation qtt'épTonve alors chaque bulle de vapeur est accompagnée ffan léger bruit; telle est la cause du bruissement qu'on entend un peu avant l'ébullition : l'eau chante suivant l'expression vulgaire. Mais la condensation de la vapeur qui se produit dans les couches supérieures les échauffe rapidement, par suite de la chaleur de condensation, qui est considérable, comme nous le verrons plus loin ; bientôt toute la masse étant portée é la température pour laquelle F = H ( point d'ébullition ) les bulles de vapeur arrivent sans subir de condensation jnsqu*à la surface, ob elles crèvent : le liquide est ne pleine ébutlition.