CHAPITRE IV

Historique. — Expériences do Gay-Lussac. — Lois qui en résultent. — Formules exprimant la relation entre le volume, la pression et la température d'un gaz. — Dilatations sous pression constante et à volome constant. — Expériences de M. Regnault. — Comparaison des résultats obtenus. — Dilatation des différents gaz. — Dilatation sous des pressions différentes.

mSTORiaUE. — EZFÉBŒNGES DE GAT-LUSSAG. — Un très-grand nombre de physiciens, parmi lesquels il faut citer Uawksbée(*), Amontons (2), Lambert (•*), de Luc (*) et [)allon(5),onl mesuré la dilatation de Fair entre o et 100 degrés. Les résultats qu'ils ont obtenus ne sont ni assez concordants ni assez exacts pour (|u'on doive s'y arrêter. A répcf(|ue où ces expériences étaient faites, on ignorait complètement l'art de dessécher les gaz, et nous ne devons pas nous étonner de l'imperfection de ces premiers essais.

Gay-Lussac (^) reprit ensuite la (juestion; et, comme il flt autorité pendant longtemps, nous croyons utile de décrire et de discuter ses expériences. Il exécuta un premier travail, en

(') Ha\N'KSBEE, Transaction.'^ philosophiques f p. gS, 1708.

(') AmOîitoss, Mémoires de V Académie y 1699 ^' 1702.

(') Lambert, Pyrométriey p. 12; Berlin, 1779.

(*) De Luc, Recherches sur les modifications de l'atmosphère, t. IV, Chap. IH*

(*) Dalton, Mémoires de la Société de Manchester et Annales de Gil^rt, t. Xn, p. 3i3.

(•) Ga\-Lussac, Annales de Chimie et de Phjsif/ue, i"» série, t. XLUI, p. l37; ntfoir aussi Phjsique do Biot, t. i'% p. 183. Pour toutes les observations antérieures ù Gay-Lussac, on peut consulter le Dictionnaire de Phjsique de Gehlt^f t. 1", article Ausdehnung, ou les Annales de Gilbert, t. XXII, p. 267.

opérant comme ses devanciers sur des gaz qu'il ne desséchait pas ; il trouva les dilatations suivantes entre o et loo" :

Air.

Oxygène.

Azote.

Hydrogène.

fiientôt après, craignant avec raison que Thumidité qu'ils contenaient n'eût altéré la dilatation de ces gaz, Gay-Lussac fit une étude spéciale de l'air sec par le procédé suivant. Il prépara un tube thermométrique en verre composé d'un réservoir sphérique et d'une tige longue, fine, bien calibrée et divisée en parties égales dans toute son étendue; il l'emplit de mercure qu'il fit bouillir, ce qui chassa Pair et l'humidité, et il pesa séparément le mercure contenu dans la tige et celui qui emplissait le réservoir, ce qui lui permit de calculer le rapport de la capacité d'une division à celle de la boule, conïhie nous l'avons fait précédemment.

Pour introduire ensuite de l'air sec dans cet appareil [fig- ^6), on ajustait à l'extrémité B un tube C plein de chlorure de calcium, on renversait le tout et l'on faisait tomber le mercure en introduisant et en agitant un fil de platine dans la lige AB. A mesure que le mercure sortait, il était remplacé par de l'air, et comme ce gaz avait séjourné dans le tube C, on admit qu'il s'y était entièrement desséché. A la fin de l'opération on laissait dans la tige une petite colonne de mercure qui devait servir d'index et de bouchon mobile pour séparer de l'atmosphère le gaz emprisonné dans l'appareil.

Ainsi préparé, le tube AB fut introduit horizontalement dans une caisse en fer-blanc qui reposait sur un fourneau [fig. 9.7) ; on la remplissait d'abord de glace et on réchauffait ensuite. Des ' thermomètres C et D faisaient ci^nnaître Ja température, et des agitateurs la rendaient uniforme; à mesure qu'elle s'élevait, le gaz se dilatait, l'index a s'avançait, et en notant ses positions,

8( THERMOMÉTRIE. - DILATATIONS,

d'abord à zéro, ensuite à des températures de plus en plus élevées, on connaissait les volumes apparents de l'air. On Ql ensuite une série de mesures en laissant la caisse se refroidir, et, tous les résultats étant corrigés de la dilatation du verre et des variations de pression, Gay-Lussac retrouva pour la dilatation de l'air sec le nombre 0,3-^5, qu'il avait déjà obtenu pour l'air bumide. Il admit alors que la présence de la vapeur d'eiu n'avait point d'inlluence et que ses premières expériences étaient exactes aussi bien pour les autres gaz que pour l'air.

D'autre part, et avant (■ay-Lussac,Davj'( ■) avait fait quelques expériences sur l'air comprimé et raréllé, et il avait annoncé <jue la dilatation reste constante entre les mêmes limites de température, quelle que soit la pression du gaz. Dès lors, pour résumer les expériences de Davy et les siennes, Gay-Lussac énonça les trois lois suivantes, qui portent son nom :

i" Tous les gaz se dilaieni é(;alcmeni;

■«* Leur dilatation est indépendante de la pression;

3° La dilatation commune de tous les gaz est de o,3;3 entre zéro et loo".

Depuis ces travaux, plusieurs physiciens furent ramenés à 11-

(') 0*ït, Tiarii/icliotii jiAiloiiifi'iî'/uc