On dispose un vase en verre ADB {Jig. 18) qui a la forme

p d'un ihermomélre à poids, el l'on détermine : i" sa capacilé jt

en pesant le poids P de mercure qu'il contient à zéro; t'soa coedicienl de dilatation k par la méthode générale décrite précédemment.

II. On introduit le IiiIil da]i-> uni duvc en laiton, qui se compose d'une chaudière cjlmdnque contenant de 1 eau, d'un tube vertical qui s'élève en son mdieu et d un autre tube plus large E enveloppant le premier et formant autour de lui ud manchon qui empt^che son refroidi'isement C e^idans le tuyau intérieur que l'on fait plonger te tube VB, en le livani par un bouchon dans le couvercle. Le tout repose sur un fourneau, et, quand on cbaiifTe jusqu'à faire bouillir l'eau, la vapeur monte autour de AB, redescend dans le -manchon en passant par les ouvertures supérieures 1) et s'écliappe ensuite par un orîOce latéral.

L'extrémité B du tube lliermométrique est effilée en pointe et ouverte ; on la raccorde par un tuyau de caoutchouc avec

le série de tubes en U remplis de pierre ponce calcinée, imbée d'acide sulfurique concentré, et Ton fait communiquer le tmier de ces tubes avec une petite pompe à main P, que nous ons décrite tome I". On fait le vide, puis on laisse rentrer liret Ton recommence vingt à trente fois l'opération en mettant 1 peu d'intervalle entre deux évacuations consécutives. A laque fois il est clair que l'on enlève de l'air humide pour isser rentrer de l'air sec, et, comme la chaleur favorise l'éva- >ration de l'eau qui adhère au verre, on finit par enlever toute lumidité qu'il y avait dans AB.

Après la dernière rentrée d'air sec, on détache le tube de loutchouc du thermomètre à air et l'on ferme la pointe au oyen d'un chalumeau. On a emprisonné ainsi dans le tube fie certaine quantité d'air sec qui est à la pression H de l'atosphère et à la température T de l'ébullition de l'eau sous aie pression. La pression H est mesurée par le baromètre que m observe au moment même ; la température T est donnée

ir des Tables que nous ferons connaître, et le volume de l'air

;t égal à celui du tube à T° ou à :=-. [i-h /rT). En rame-

ml ce volume à zéro, c'est-à-dire en le divisant par (i -h aX) le multipliant par H, on a le premier membre de l'équa- >n (i), qui doit être constant,

P i4-frT 1) iH-aT

m. Il faut ensuite porter ce gaz à la température de zéro, ce li se fait dans l'appareil dessiné [fig- '?9f. Il repose sur une ise métallique d'où s*élèvent trois colonnes carrées C, C; elles ^utiennent un plateau circulaire à rebord, percé d'un trou en m milieu et muni d'un tube de déversement I). Ce plateau mne appui lui-même à deux tiges verticales reliées à leur >mmet par une traverse EE. Aussitôt que le tube thermométrile est refroidi, on le transporte dans ce nouvel appareil, on igage sa tige dans le trou du milieu où on le maintient avec s deux moitiés d'un bouchon percé ; on le place verticaleenl, le réservoir A en haut et la tige B en bas ; enfin, pour le cer invariablement, on le serre en A par une vis à extrémité

THERUOMÉTBIE. - DILATATIONS.

concave que l'on abaisse, et on le cale au-dessus du plateau pir trois tiges inclinées F qui sont terminées par des tètes de vi5 mobiles. Ce genre desa|h ports ne permet ni n

Fi(. 19.

ments verticaux ni dépiacemeiits latéraux.

Au-dessous du plateau descen d verticalement d'»

bord, puis se recourbe i angle droit, la tige B du vase ihermométrique dont on a fermé rexlréroilé.

Vis-à-vis de cette exuémité, on voit une petite cuiller en fer G, qui est remplie de cire molle, qui se règle par des supporta mobiles et peut glisser le long d'une coulisse horizontale; quand on fen "^j" " avancer cette cuiller, elle

rencontrera la pointe qui alors péiiPtrera dans la rire molle et s'y fixera.

Les choses élani ainsi disposées^ on place tout ce système au-dessus et autour d'un vase plein de mercure dans lequel plongent et la cuiller ei le tube Ii(i. Alors, avec des pinces de fer, on casse la pointe G, et le mercure remonte aussitôt dans la lige cl jusque dans le réservoir A, puisque l'air y est refroidi. On couvre ensuite le plateau d'un manchon de verre £E que l'on remplit de glace, et, après quelques minutes d'attente, le gaz ayant pris la température de zéro, on fait avancer la cuiller vers la pointe G qui se ferme dans la cire moUe ou on la laisse. Dans celte nouvelle phase de l'expérience, la mênfe quantité d'air est encore contenue dans le vase ABj mais elle y est à zéro sous une pression cl avec un volume moindres que précédemment, et il faut mesurer ce volume et cette pression. On peut d'ailleurs enlever la glace et le manchon qui la contenait; car, la pointe demeurant bouchée, l'air

se réchauffe sans que pour cela son volume augmente et que le mercure descende.

Pour que Ton puisse aisément mesurer la pression, Tappareil est muni d'une vis à deux pointes H que Ton fait affleurer sur le niveau extérieur du mercure et qui permet de relever au cathétomètre la hauteur totale h du mercure soulevé dans le tube. Si H' est à ce moment la hauteur barométrique. H' — // est la pression de Tair à zéro. Pour avoir le volume de cet air, on commence par éloigner la cuiller avec précaution, et, comme une petite quantité de cire a pénétré dans la pointe et qu'elle la maintient bouchée, on peut sans danger enlever le tube. En le portant dans la balance, on trouve le poids p du

mercure rentré ; — |r-^ représente le volume occupé à zéro par

p w Tair sous la pression H' — /i, et le produit — rr^ (IF — /i), qui

doit être constant, est le deuxième nombre de Téquation (i); en régalant au premier, que nous avons trouvé précédemment, on détermine a par la relation

Quatorze mesures très-concordantes entre elles ont donné à M. Regnault le nombre o, 366^3 ; il ne s'en est point contenté. Il y a toujours en effet des causes d'erreur inconnues, même dans les expériences les plus soignées, et il est utile de modifier les appareils, afin de changer le sens et retendue de ces erreurs ; car si, malgré cette modification des instruments, les résultats restent constants, il est probable que les inexactitudes soupçonnées sont négligeables. M. Regnault changea donc le tube à air ; il lui donna une capacité beaucoup plus considérable et lui adapta une lige très-longue. De cette façon, quand l'air se contractait par le refroidissement, le mercure s'élevait très-haut dans la tige et le gaz avait à zéro et à 100° des volumes sensiblement égaux, mais des pressions trèsdifférentes. Néanmoins le coefficient fut trouvé égal à o, 36633, c'est-à-dire qu'il fut sensiblement égal au précédent. On remarquera que ces deux nombres sont plus forts que

94 THERMOMÉTRIE. - DILATATIONS.

celui de Rudberg. M. Regnault explique cette différence pir une observation qui avait échappé à Rudberg. Au moment où Ton casse sous le mercure la pointe effilée du tube, une certaine quantité d'air provenant de la gaine gazeuse qui enveloppe Textérieur de ce tube pénètre à Tintérieur par un effei de succion et souvent divise la colonne de mercure en parties discontinues. On conçoit qu'après cette rentrée anormale le volume à zéro devient trop considérable et que la dilatation calculée se trouve trop faible. M. Regnault évita cette cause d'erreur en entourant le tube d'un anneau de laiton amalgamé, qui était mouillé par le mercure, ou en couvrant la surface extérieure de ce liquide avec une couche d'acide sulfurique.

DEUXIÈME MÉTHODE : DILATATION SOUS VOLUME GOHSTAIT. — Cet élément a été étudié par Rudberg, Magnus et M. Regnault. Le pyromètre à air de Rudberg a clé perfectionné par ces deui derniers expérimentateurs et employé par eux sous deux formes un peu différentes (').

L'appareil de M. Regnault, tel que TEcole Polytechnique le possède, se compose de deux parties distinctes : une chaudière et un manomètre (fig- 3o).

La chaudière A est un vase de laiton dans lequel on met de l'eau ou de la glace : elle se ferme par un couvercle muni d'un tube pour donner issue à la vapeur ; elle est supportée par un , pied de fonle le long duquel elle peut être élevée ou abaissée et iviv^Q^ par une vis K; elle peut se mouvoir en outre dans une coulisse horizontale O, ce (jui permet de la faire avancer ou reculer et de l'amener à la position qu'il convient de lui donner; enfin elle est chauffée par une grosse lampe à alcool, qui est supportée par le même pied, que l'on peut également faire monter ou descendre et qui sert «à mettre l'eau en ébullition.

(') I/appareil employé par Ma^rmis ne difTère de celui de M. Reg:nault qoe par le procédé employé pour maintenir constant le volume de Tair.

La tige recourbée du pyromètre porte un trait de repère et vient 8*cngager dans une cuvette analogue à celle du baromètre de Fortin, et dans laquelle s'engage aussi la branche ouverte du tube raanométrique. On maintient le toiume de l'air constant dans le pyromètre, en refoulant du mercure dans les deux tubes, au moyen de la vis de fond dont la cuvette est munie.

DILATATIOK DES GAZ. gi

Le manomèlre est disposé comme celui du volume nomètre que nous avons déjà décril lome I". I) est constitué par deux tubes de verre égaux en diamètre : l'un DE droit, vertical et ouvert; l'autre BC, terminé à son sommet par un tube B» horizontal et fin ; tous deux mastiqués à leur partie inférieure

Fie. 3o.

dans une pièce en fer munie d'un robinet à trois voies. On pourra, par conséquent, oti faire communiquer les deux branches entre elles, ou fermer Je conduit qui les réunit, ou faire écouler le mercure de l'une et de l'autre, suivant la position qu'on donnera au robinet. On a eu soin de dessécher parfaitement ce manomètre en mastiquant les tubes après les avoir chauffés et en les remplissant aussitôt après avec du mercure

96 THERMOMÉTRIE. - DILATATIONS.

sec et encore chaud. Je supposerai dans ce qui va suivre que le mercure affleure dans la branche BC à un repère a marqué à son sommet.

Voici maintenant comment les expériences sont conduites. On prend pour réservoir de gaz un ballon A de f de litre environ ; on soude à son col un tube cylindrique étroit, et Ton commence par exécuter avec cet appareil les opérations du thermomètre à poids, ce qui fait connaître sa capacité à zéro V et le coefflcient k de sa dilatation. Ensuite on le place en A au centre de la chaudière, en faisant passer sa tige par une tubulure horizontale et Ty fixant par un bouchon. Puis on dispose le manomètre vis-à-vis de la chaudière, et, grâce aux pièces qui permettent de déplacer celle-ci, on amène la tige km précisément dans le prolongement de nB. On réunit enfin ces deux tubes par un robinet ou mieux par un simple tube à trois voies mastiqué avec soin, dont la troisième tubulure communique avec des tubes à dessiccation H, et par leur intermédiaire avec une pompe à main P.

On dessèche le ballon par le procédé qui a été précédemment employé, c'est-à-dire qu'après avoir fait bouillir Teau dans la chaudière et fermé la branche BC par le robinet inférieur, afin d'immobiliser la colonne de mercure, on enlève Tair humide pour le remplacer par de Tair sec. Après avoir répété l'opération un grand nombre de fois, on refroidit le ballon, d'abord en le couvrant d'eau, ensuite en l'entourant de glace; et, quand il est arrivé à la température de zéro, on ferme avec du mastic, ou en tournant le robinet /i, la communication qui existait entre l'appareil et les tubes à dessiccation. On note à ce moment la hauteur barométrique H.

L'air que Ton vient d'emprisonner ainsi est à la pression H; il se compose de deux parties : la première est contenue dans le ballon, son volume est V et sa température zéro; la deuxième remplit l'espace compris entre la paroi de la chau* dière et le manomètre jusqu'en a. On a jaugé séparément chacun des tubes qui composent cet espace, et comme il est extrêmement petit, n'étant guère que la millième partie de la capacité totale, on peut admettre qu'il est constant, égal à c, et qu'il a en tous ses points la température ^de l'atmosphère;

la pression à laquelle il serait soumis à zéro, son volume de-

H meurant constant, serait j*

Pour passer à la seconde phase de Texpérience, il suffît de porter de nouveau Feau de la chaudière à Tébullition. L'air se dilatant fait baisser le mercure au-dessous de a ; mais on ramène le niveau à ce repère en ajoutant du mercure dans la branche .ouverte, et, quand Tétat stationnaire est établi, on mesure au cathétomètre la différence h des niveaux dans le manomètre et la hauteur barométrique H'. Alors la pression de l'air est H' -+- /i, et la température T d'ébuïlition de l'eau sous la pression H' est donnée par les Tables. La portion d'air contenue dans le ballon occupe maintenant à T^ un volume V( 1-4- ArT), très-peu différent de V. Si on le refroidissait à vo-

lume constant, sa pression deviendrait- -^rj. et l'air qui oc-

cupe le volume t' acquerrait de même la pression - -5 /'

étant la température de l'atmosphère. On a donc, en appliquant à zéro la loi de Mariotte et la loi du mélange des gaz.

Pour déterminer «2, on remplace «2 par la valeur a obtenue danslaYnéthode précédente, dans les lern(ies très-petits