POIDS D'UH VOLUME DE GAZ A ^ DEGRÉS ET A H MILLIHÉTBES

La connaissance de la densité des gaz ne suffit pas pour les applications ; il faut pouvoir calculer le poids d'un volume quelconque de ces gaz dans toutes les circonstances possibles de température et de pression. Or il est clair qu'il suffirait pour cela de multiplier parla densité du gaz le poids d'un volume d'air égal, pris à la même température et à la même pression. Cherchons donc le poids de i centimètre cube d'air normal, c'est-à-dire sec, à zéro età 760 millimètres. Nous emploierons le ballon compensé qui a servi à la recherche des densités; nous déterminerons le poids P de l'air qu'il contient à zéro et sous la pression II — A, et nous aurons le poids X de l'air qui le remplit à 760 millimètres et à zéro par la formule

H- A Ce poids étant trouvé, il n'y a plus qu'à mesurer son volume,

c'est-à-dire celui du ballon à zéro; il faut donc jauger ce bal-: Ion. Voici les détails de l'opération dans ce cas particulier.

Après avoir laissé le ballon se remplir d*air atmosphérique* on le pèse ouvert sans le compenser par un ballon semblable ; on obtient un poids apparent P^ Pour remplir ce vase avec de l'eau distillée qui doit être privée d'air, on visse à son goulot un tube recourbé en siphon et plongeant dans un réservoir voisin plein d'eau bouillante. En chauffant d'abord le ballon, puis le laissant refroidir ensuite, une partie du liquide pénètre à l'intérieur; en chauffant de nouveau, l'eau introduite entre en ébuUîtion, chasse l'air par un courant de vapeur et, quand le ballon se refroidit, l'eau du réservoir pénètre par le siphon dans l'intérieur et le remplit exactement. Comme elle était bouillante, cette eau ne contient aucune trace d'air. On abandonne ensuite à lui-même l'appareil qui reste plein, on l'entoure d'une masse de glace et on le laisse en cet état pendant une nuit tout entière, afin d'être bien sûr que toute la masse prenne la température de la glace fondante. Le lendemain, on ferme le ballon, on l'essuie et on le pèse. Comme l'eau se contracte de zéro à 4 degrés et qu'elle reprend à 9 degrés seulement le volume qu'elle avait à zéro, il n'y a aucun inconvénient à maintenir le ballon fermé et à le peser dans l'air après l'avoir laissé se réchauffer jusqu'à la température ambiante t, pourvu qu'elle soit inférieure à 9 degrés. Le poids réel (E)de l'eau contenue dans le ballon est alors égalau poids apparent trouvé P'^ diminué du poids apparent du ballon P' et augmenté du poids de l'air atmosphérique déplacé par

l'eau :

X(,-f-/rO(H>-|/).

(i + at) 760

Cette eau était à zéro quand elle remplissait le ballon; mais, en multipliant son poids (E) par 1 H-ôo, on obtient le poids de l'eau qui, à la température de 4 degrés, remplirait le volume V©, et le nombre de grammes que contient ce poids exprime le nombre de centimètres cubes qui se trouvent dans Vq. On a

(E)(i + ô.) = Vo.

On vient donc de trouver : 1° le poids X d'air normal qui rem-

plil le ballon à zéro; a® le volume Vo qu'il occupe; par consé-

quenl, ^^ sera le poids en grammes d'un centimètre cube d'air

à zéro et à 760 millimètres. Le nombre trouvé par M. Regnault est

Comme le poids d'un centimètre cube d'eau est égal à I gramme, le nombre 0,001293187 représente la densité de l'air par rapport à l'eau. Si Ton réduit ce nombre en fraction ordinaire, on trouve — 5? qui est fréquemment employé dans les calculs d'application. Le poids d'un litre d'air est

is'-,293i87.

En multipliant le poids trouvé pour l'air par la densité de chaque gaz, on forme le tableau suivant des poids de 1 litre de chaque gaz à zéro et à 760 millimètres :

Air 1,298187

Azote 1 ,256167

Oxygène i ,429802

Hydrogène 0,089578

Acide carbonique i ,977414

A une température t, sous la pression H, le poids de i litre d'air sec deviendra

Pour un gaz quelconque dont la densité est rf, ce poids sera, si l'on suppose la densité constante,

isr 203187- ^^ ^ *

Si legazeslhumideetquelaforceélastiquedela vapeur soit/,

^ ' iH-a/ 760

DENSITÉ DES GAZ. ii,

VABUTIOH DU POIDS DES GAZ A7EG L'ALTITUDE ET LA LATITUDE. — Les poids des gaz sont soumis à une cause de variation qui n'atteint pas les solides et les liquides. On sait que la pesanteur augmente vers les pôles et qu'elle diminue vers l'équateur; on sait également qu'elle décroît quand on s'élève au-dessus de l'horizon. Les poids des diverses substances ne sont donc pas constants; mais les variations que leur font subir les changements de lieu ou d'altitude s*exerçant à la fois sur toutes les matières et indépendamment de leur nature, elles se produisent aussi bien sur les poids que sur les corps pesés, et le nombre de grammes qui exprime le poids d'un corps reste le même sur tqus les points du globe. Ce qui varie, c'est la valeur du gramme, qui change proportionnellement à la pesanteur. On démontre que, si l'accélération de la pesanteur est g- au niveau de la mer et à la latitude de ^5 degrés, elle est exprimée à une latitude X et à une hauteur h par la formule suivante, dans laquelle R représente le rayon moyen de la Terre :

g^= g II jT-l (l O,OO2552C0S2X).

Cela posé, il faut remarquer que les gaz, pour être définis, devant être pris sous une pression convenue, on les ramène à la pression de 760 millimètres de mercure. Mais il est évident qu'une telle colonne de mercure pèse plus au pôle qu'à l'équateur, et que les gaz soumis à sa pression se contractent quand elle pèse davantage et se dilatent quand elle pèse moins. En prenant un gaz sous la pression de 760 millimètres de mercure, on le prend donc sous une pression variable, et si elle est i à la latitude de ^5 degrés et à l'altitude de zéro, elle est dans un lieu quelconque, et en négligeant une quantité très-petite,

2A p=zi — 0,002552 cos 2X.

Sx

Comme, d'un autre côté, le poids d'un centimètre cube d'air varie proportionnellement à sa pression, il changera de l'équateur au pôle proportionnellement à p.

Après avoir déterminé ce poids à Paris à une station dont la