H DH

dans le trajet de l'aréostat. VA ^ et ( V ^ ;

seront les poids de l'hydrogène qui gonflera le ballon , et

de l'air déplacé par l'appareil, à la hauteur Z. Or d'aprt»

un principe connu , en ajoutant P au premier de ces poids

on doit avoir le second , si comme on le suppose l'appareil

reste en équilibre dans la couche d'air située à la hauteur

que l'on cherche , on aura donc :

Cette formule donnera H -, on en déduira Z au moyen de h formule donnée plus haut (§ 3^3). Si au contraire Z est

donné, H s'ensuivra, et ^—^ sera la quantité d'hydrogène, à la pression de 0,76, exprimée en fraction de volume du ballon gonflé , qu'il faudra introduire dans l'appareil au moment du départ.

En tout autre endroit de l'atmosphère que dans la couche où il pourrait rester en équilibre , le ballon tendra k monter ou à descendre d'un mouvement accéléré : soit , outre les quantités de l'article précédent , h la hauteur barométrique correspondante à une hauteur quelconque z ,

VH

le volume du ballon sera -g— à cette hauteur ; l'hydrogène qu'il contiendra pèsera toujours VA le poids de Pair déplacé sera (v " + v>) D'après cela ,

(D — A) — P-f- ou d'après la formule tic

l'art, précédent, (A — H), sera la force motrice as-

censionnelle, si h est plus grand que H, ou z <Z. En changeant le signe de cette expression on aura la force motrice qui tendra à faire descendre l'appareil , si h est moindre que H , ouz>Z; dans ce dernier cas il faut supposer évidemment que le ballon ne soit pas gonflé totalement à la hauteur Z et sous la pression H , c'est-à-dire lorsque la force motrice est nulle.

Ainsi, soit qu'il monte, soit qu'il descende, le ballon tendra à prendre un mouvement accéléré. La résistance de l'air, agissant comme force retardatrice, diminuera celte accélération , et pourra finir par rendre le mouvement sensiblement uniforme. Lorsque le ballon s'élevant sera parvenu à la couche où la force motrice est nulle , il la dépassera en vertu de la vitesse acquise, et finira par s'y maintenir après quelques oscillations verticales ; il sera alors emporté avec la masse d'air qui l'entoure, dans la direction du vent régnant à cette hauteur.

Lorsque l'aéronaute veut faire descendre son ballon, il ouvre une soupape placée à la partie supérieure de l'enveloppe, au moyen d'une corde attachée à la tige de cette soupape et dont l'autre extrémité est à sa disposition -, une portion de l'hydrogène s'échappe , et l'appareil , devenant spécifiquement plus lourd que l'air déplacé, descend. Mais pour éviter les dangers d'une chute trop rapide , cette descente doit être faite par cascades; pour cela l'aéronautc jette de temps en temps une portion du sable qu'il a dû emporter, opération qui diminuant le poids total tend ù

f>44 COURS DE PHYSIQUE.

faire remonter le ballon -, il ouvre aussi de temps en temp* la soupape , autre opération qui tend à le faire tomber; un baromètre lui indique, par les variations de la hauteur du mercure, le sens dans lequel il marche et la rapidité de son mouvement-, il juge d'après cela s'il doit jeter du lest, ou ouvrir la soupape.

L'impossibilité qui existe encore de diriger à volonté le mouvement horizontal des ballons, n a pas permis jusqu'ici «le s'en servir pour voyager. Pour atteindre ce but , il faudrait pouvoir développer, au moyen d'uu moteur peu pesant, une force suffisante pour vaincre l'impulsion du courant d'air dans le lieu occupé par le ballon ; ou bien , après avoir reconnu les directions variables du mouvement de i'air, qui existent simultanément à différentes hauteurs, il faudrait élever et maintenir l'aérostat à la hauteur où le vent aurait précisément la direction que l'on voudrait suivre. Mais il y a encore un autre problème à résoudre , c'est de connaître , à chaque instant et dans toute circonstance , la véritable direction du mouvement imprimé au ballon; ici la boussole marine serait sans efficacité, puisque les aérostats ne laissent derrière eux aucune trace analogue au sillage des vaisseaux , que l'on puisse rapporter à la direction de l'aiguille aimantée-, placé au-dessus d'un nuage, l'aéronaute n'a plus aucun moyen d'apprécier le chemin qu'il parcourt*, il serait donc nécessaire de maintenir constamment l'appareil en vue de la terre. Il est probable que toutes ces difficultés ne pourront être levées qu'à la suite de progrès nouveaux et très étendus dans les arts mécaniques. Les ascensions aérostatiques ont fourni le moyen d'étudier l'état et la composition de l'atmosphère dans ses hautes régions. La plus remarquable de ces ascensions a été eié-

VUfGT- QUATRIÈME LEÇON. 545

cutée par M. Gay-Lussac; nous aurons l'occasion dé citer quelques-unes de ses observations.

3^5. Les phénomènes atmosphériques sont dus pour la Oboarration plupart aux variations de température de l'air atmospbéri- températures que , soit dans un même lieu aux différentes heures du jour dc Vnir et suivant les saisons , soit à la même époque dans des lieux différents. Il ne sera donc possible de trouver les lois que suivent ces phénomènes, que quand on connaîtra celles des températures à la surface du globe. C'est afin de démêler ces dernières qu'on a multiplié les observations thermométriques. Plusieurs précautions sont indispensables pour obtenir exactement la température de l'air, dans un lieu et à un instant déterminés. Il faut que le thermomètre ait le moins de masse possible, afin que ses variations suivent proroptement les changements de température de la couche d'air qui l'entoure -, l'instrument doit être placé à l'abri de toute chaleur rayonnante venant, soit directement du soleil , soit des corps qu'il éclaire -, il est bon de recouvrir le réservoir d'une feuille métallique, qui lui donne un grand pouvoir réfléchissant , sans altérer le pouvoir refroidissant ou échauffant de 1 air.

Malgré ces précautions, il arrive souvent que l'indication du thermomètre diffère de la véritable température de l'air. Pour constater et évaluer cette différence, on peut se servir d'un procédé ingénieux, pratiqué par M. Pouillet: le réservoir du thermomètre est plongé au milieu d'une masse F|C ^ dc mercure , contenue dans un vase de verre , où repose aussi une des boules d'un thermomètre différentiel gradué avec soin , et dont la seconde boule , dorée sur sa surface , est à l'air libre. Dans cet appareil , le thermomètre ordinaire donne la température de la masse de mercure, et le 1. 35

thermomètre différentiel , indiquant de combien cette température diffère de celle de l'air, donne la correction.

Pour résumer les observations faites dans un même lieu , on en déduit les températures moyennes de chaque jour, de chaque mois , de chaque aunée , et enfin celle d'un grand nombre d'années. Le rapprochement des températures moyennes correspondantes à différents lieux a déjà conduit à des conséquences importantes -, d'autres se déduisent de la comparaison des plus grandes variations thermométriques. Mais , dans l 'état actuel de cette partie de la physique générale , les résultats les plus précieux sont ceux qui permettent de réduire le nombre des observations nécessaires pour en conclure les données que l'on cherche. Ainsi, l'on a reconnu que , pour déterminer la température moyenne d'un jour dans un lieu donné , il suffisait de prendre la moyenne de trois observations fuites, Tune au lever du soleil , l'autre à deux heures de l'après-midi, et la troisième au coucher du soleil -, ou bien de prendre la moyenne entre la plus grande et la plus petite température de la journée. On a remarqué pareillement que la température moyenne de Tannée est sensiblement la même que celle du seul mois d'avril , et qu'on l'obtient encore en prenant la moyenne des observations faites tous les jours à une même heure , variable avec la latitude , et qui est celle de 9 heures du matin à Paris.

La température moyenne de chaque jour est l'élément principal de toutes ces recherches -, car on adopte pour celle de chaque mois la moyenne entre les températures moyennes de ses différents jours , et pour celle de l'année la moyenne entre les températures moyennes des douze mois. Le procédé le plus expéditif , et peut-être le plus

exact que Ton puisse employer, pour se procurer cette donnée fondamentale, consiste à déterminer la plus grande et la plus petite température du jour. On peut se servir à cet effet d'un thermomètre à maxima et minima.