VASE DE MARIOTTE

TASE DE KAEIOTTE. — Le vase de Mariolte {*) est un autre appareil qui s'explique de lui-même, c'est un flacon contenant de Teau et surmonté d'un bouchon dans lequel passe un tube AB ijlg- i44) ; îl 6sl percé en C d'un orifice latéral étroit. Si au commencement de l'expérience le liquide est au niveau commun MN dans le ^^' '^^'

vase et dans le tube, la pression est égale à b

celle de l'atmosphère sur ce niveau, et sur

la couche FC elle est augmentée de la pression d'une colonne d'eau de hauteur NC. ^Jijv Le liquide s'écoulera donc par l'oriflce C ^' '■ ^^ sous l'influence d'un excès de pression ^^ mesuré par NC. Mais, aussitôt qu'il com- ^. mencera à sortir, , l'espace occupé par l'air augmentera- dans, le flacon et la pression diminuera; on verra donc le niveau baisser de plus en plus dans le tube AB et arriver à l'extrémité A.

Jusque-là, la pression intérieure a diminué progressivement et récoulement s'est fait en se ralentissant peu à peu; mais, aussitôt qu'on atteint cette limite, l'action change. £n effet, quand une nouvelle quantité de liquide s'écoulera, la pression continuera à diminuer dans le flacon, et par suite le niveau dans le tube tendra à baisser encore : on verra une bulle d'air descendre de A en prolongeant le canal et baisser de plus en plus; bientôt elle se contournera et remontera dans le flacon pour rejoindre l'air qu'il contient déjà; elle sera suivie d'une seconde et d'une troisième, etc. A partir de ce moment, il y a deux phénomènes distincts : un écoulement continu du liquide qui tend à diminuer la pression intérieure, et une rentrée continue de gaz qui tend à l'augmenter. Pendant ce temps, la couche DE est à la pression de l'atmosphère dans toute son étendue; la pression en ÇF est celle de l'atmosphère augmentée de la pression due à la colonne d'eau EC, et l'écoulement du liquide se fait comme si le niveau dans le flacon demeurait

{*) Mariotte, Traité du mouvement des eauœ. Le vase de Mariotte avait été imaginé ponr montrer les effets de la pression atmosphérique. 11 a été employé plus tard pour produire un écoulement constant.

28o HYDROSTATIQUE.

constamment fixé en D£; cet écoulement sera rapide si la hauteur C£ est grande, et sa vitesse diminuera si C se rapproche deE.

Pour résumer, désignons par H la pression de l'atmosphère en A évaluée en colonne d'eau : c'est la pression de la couche DE tout entière. Celle qui s'exerce sur FC est H 4- EC, et la différence des pressions intérieure et extérieure est égale à EC; elle peut être positive, nulle ou négative si C est au-dessous de E, ou confondu avec E, ou placé au-dessus de lui, et, dans ce dernier cas, de l'eau rentrerait par l'orifice et le liquide s'élèverait dans le tube AB jusqu'au niveau £. Dans tous les cas, la pression sur MN est H — NE : c'est celle de l'air confiné (•).

SIPHOlf. — Comme dernier exemple de ces sortes d'actions, nous citerons le siphon {fig. ï45); c'est un tube à deux courbures ABCD et dont les deux branches AB et CD ont des longueurs inégales h et K, Il est préalablement rempli d'eau. Plongé en A dans un vase contenant le même liquide, son autre extrémité D s'ouvre librement dans l'air. Les choses étant dans cet état, la pression atmosphérique dont la valeur en colonne d'eau est H s'exerce au niveau du liquide en A et tend à faire monter le liquide dans AB; au point B elle est H — A et dirigée de A en B. D'un autre côté, la pression qui tend à chasser le liquide de B en C est H — K au point C. Ainsi, sur le même niveau BC, deux pressions inégales agissent sur le

(*) Le vase de Mariotte des cabinets de Physique est en général muni de plusieurs orifices percés à différents niveaux.

Quand on débouche plusieurs ouvertures, il se produit des phénomènes variés d'écoulement de Teau et de rentrée de Tair, dont on se rendra compte aisément en évaluant statiquement les pressions qui s'exercent dans les deux directions opposées sur chaque orifice et à l'extrémité A du tube.

Ainsi soient deux orifices, l'un G au-dessus de A, Tautre G au-dessous; Veau s'écoulera par C, l'air rentrera par 0, et le niveau de l'eau dans le tube AB, devenu inutile, se maintiendra vis-à-vis de G.