EXPÉRIENCES DE ÉD. DESAINS, DE QUET, ETC

Une sorte de cathétomètre placé à distance visait alternativement les sommets des colonnes liquides élevées dans les tubes et la pointe R de la vis d'affleurement ; on en déduisait le niveau extérieur du liquide et Ton avait la mesure des élévations.

Chacun des tubes avait été choisi parmi ceux qui offrent le diamètre intérieur le plus constamment égal dans toute sa longueur; on avait mesuré son diamètre par la pesée de la colonne de mercure qui le remplissait; / étant sa longueur, P son poids, on calculait le rayon r par la formule

7rr2/D=iP.

On avait lavé ces lubes avec de Tacide sulfurique concentré, on les avait rincés ensuite avec de Teau distillée, puis avec le liquide que Ton voulait éprouver.

Voici quelques-uns des résultats obtenus :

Diamètres/'. Élévation z. . Prodoit s;- 2.

Eau

miD nmi min

1,90 i5,58 îi9,Co

Lames et eau ... . 1,069 i3,57 i4,52

Alcool \ ''^^

On remarquera d'abord, en ce qui concerne les tubes, que pour un même liquide, eau ou alcool, le produit du diamètre par rélévation est constant, ce qui est l'énoncé de la loi de Jurin.

En second lieu, deux lames parallèles, maintenues à une très petite dislance Tune de l'autre, ayant été plongées dans l'eau et la différence de niveau ayant été mesurée, on a fait le produit de la distance par l'élévation : il a été sensiblement égal à la moitié de celui qu'avaient donné les tubes, conformément à la loi de Laplace.

EXPÉRIENCES DE ÉD. DESAINS, DE ÛUET ET SE6ÏÏIN. — Les expériences de Gay-Lussac n'avaient subi d'autre correction que celle de Laplace, et n'avaient pu être étendues à des tubes très larges. D'autre part, des expériences intéressantes, mais

fautives, de Simon (*) (de Metz) avaient jeté xles doutes sur Texactitude de la loi de Jurin dans le cas des tubes très Gns. Il était donc nécessaire de reprendre le travail de Gay-Lussac, en lui donnant plus d'extension. C'est ce que fit Ed. Pesains (').

Ce physicien mesura le diamètre des tubes par la méthode de Gay-Lussac : il introduisait dans les tubes une colonne de mercure dont il déterminait la longueur a Taide d'une machine à diviser et dont il évaluait le poids P à la balance, li tenait compte des ménisques terminant aux deux extrémités la colonne de mercure, en se servant, à cet effet, d'une Table publiée par Danger. Pour des tubes plus larges, on prend de Teau au lieu de mercure; le tube, fermé par un bout, est d'abord pesé avec une certaine quantité d'eau, on le dresse ensuite verticalement devant un cathétomètre, et on vise la partie inférieure du ménisque creux; ajoutant ensuite une nouvelle colonne d'eau, on relève une seconde fois la position du ménisque, et on a la longueur d'un cylindre équivalent à la colonne liquide ; l'un des ménisques compense l'autre. Il ne reste plus qu'à peser de nouveau le tube, et l'on a tous les éléments nécessaires pour le calcul exact du diamètre.

Pour la mesure des ascensions capillaires, Éd. Desaios prend un trépied à vis calantes, percé en son milieu d'une ouverture dans laquelle il assujettit le tube à l'aide d'un bouchon. Il le rend vertical à Taide de deux fils à plomb, puis place sous le tube une soucoupe pleine d'eau, de telle sorte que le liquide forme au-dessus des bords une surface convexe. Il descend une pointe jusque auprès de la surface de l'eau dans la soucoupe et vise au cathétomètre successivement cette pointe et son image ; la position moyenne de la lunette donne exactement le niveau d^ l'eau dans la soucoupe. Il ne reste plus, pour trouver l'ascension capillaire, qu'à viser la partie inférieure du ménisque dans le tube.

Les tubes très étroits sont rarement des cylindres; on peut

(*) Simon, Annales de Chimie et de Physique, 3* série, l. XXXII, p. 5: i85i.

(•) Ed. Desains, Annales de Chimie et de Physique, 3" série, t. Ll;

INFLUENCE DE LA TEMPÉRATURE. 5y*

admettre que ce sont des cônes à section elliptique. Pour étudier la section de ces tubes, Éd. Desains projetait, à l'aide d'un microscope et d'une chambre claire, leur image grossie sur une feuille de papier sur laquelle il mesurait le diamètre du trou intérieur : le rapport du plus grand et du plus petit diamètre obtenus en faisant tourner le tube sur lui-même est le rapport des deux axes de l'ellipse de section; on s'en sert pour déterminer théoriquement l'ascension capillaire. On mesure aussi l'angle au sommet des cônes auxquels appartiennent les tubes; mais cet angle s'est toujours trouvé trop faible pour qu'il ait été nécessaire d'en tenir compte dans le calcul.

Pour les tubes larges, qui sont très sensiblement circulaires, il n'y avait d'autre correction à faire que celle qui se rapporte à la forme du ménisque. M. Desains l'effectuait en assimilant celui-ci à un demi-ellipsoïde de révolution, comme nous l'avons indiqué ci-dessus.

En résumé, les expériences d'Éd. Desains ont établi que la théorie de la capillarité suffit à rendre compte de tous les phénomènes; elles ont fixé la valeur de la constante capillaire de l'eau à 74,11 à la température de 8®, 5. A celte température, l'eau s'élève à 3o™^,o5 dans un tube de 1™™ de diamètre.

Quet et Seguin {\) ont réalisé de nouvelles expériences sur le même sujet et obtenu un grand nombre de mesures sur des tubes dont le plus large avait 27^^,85 de diamètre et entre des lames dont les plus écartées étaient à une distance de II™™, 20. Ils y ont joint les résultats de Gay-Lussac et de Éd. Desains, et appliqué à cet ensemble de mesures excellentes les formules de Quet pour la correction du ménisque. L'accord de la théorie et de l'expérience s'est toujours réalisé à quelques centièmes de millimètre près. On peut donc admettre que la théorie des phénomènes capillaires est absolument >rigoureuse.

nrLuacE de la températube. — ezpérienges de m. wolf. —

L'influence de la température sur l'ascension de l'eau dans

(«) Quet, Rapport sur les progrès de la capillarité. Paris, 1867.

les lubes capillaires a élé éludiée par Brunner (') et par H. Woir (*). Nous nous occuperons surtout du travail de c« dernier expérimentateur. La cuvette cl le lube capillaire étaienl enlièrement plongés dans un manchon de cuivre rempli d'eau, à travers lequel avaient été réservées deuï fenêtres pour Taire au caihélomèire la lecture des niveaui. Entre 0° et aô', la variation de température n'étail autre qut la variation naturelle de la température du laboratoire; mais, pour des températures plus hautes, on produisait dans le manchon une circulation continue d'eau chauffée dans un ballon à une température variable. On s'astreignait & faire affleurer l'eau à un point invariable du tube et l'on relevait ou l'on abaissait celui-ci de petites quantités, suivant le besoio. M. Woir a représenté le résultat de ses expériences par des formules paraboliques, telles que

(i5) s = a — bt-^cl'

l'une pour des températures conipri l'autre pour des températures plus é idées de Laplace, la hauteur saurait dû <le la densilé p de l'eau et du diamètre / par la chaleur. M. Wolf a Irouvé que par la formule empirique est beaucou| conséquence résulte des expériences

(') BnuNNBB, Annale» de Poggendorff, t. I (■) WoLf, Annales de Chimie et de Physii^

(>) De 0° à 15°, on peut remplacer la form

par la formule hyperbolique

"V496 + J;/ <(ui représente parfailecaent les expériences. Ai superficielle de l'eau diminue très approximar par degré.

De 0' à 100°, la tensioa superficielle de l'es