ÉQUILIBRE DES GAZ. - BAROMÈTRE

Propriétés générales des gaz. — Mesure do la pression d'un gaz. — Expérience de Torricelli. — Baromètre. — Sa construction. — Baromètre fixe. — Baromètre de Fortin. — Corrections. — Baromètre de Gay-Lussac et Bunten. — Baromètre balance. — Baromètres enregistreurs. — Usage des baromètres. — Formule barométrique.

Poussée dans les gaz. — Aérostats. — Poids d'un corps dans l'air.

PROPRIÉTÉS ftÉKÉRALES DES GAZ. — Les liquides communs sont exlrêmemenl peu compressibles. 11 n*en esl pas de même des gaz. Prenons un cylindre de verre fermé par un bout, plaçonsle venicalemenl sur une table, engageons dans Touverlure supérieure un piston terminé par une poignée et chargeons-le d*un poids; nous voyons ce piston s'enfoncer dans l'intérieur d'autant plus profondément que TefTort exercé est plus grand; mais en même temps le gaz résiste de plus en plus à mesure qu'il se comprime davantage, et bientôt il fait équilibre aux poids. Il se détend ensuite et reprend son premier volume quand on rend la liberté au piston. On peut, par un eiîort suffisamment énergique, réduire le volume du gaz à la vingtième partie, par exemple, de son volume normal, et il est à remarquer que, si la compression est rapide, elle est accompagnée d*un dégagement de chaleur suffisant pour enflammer un morceau d'amadou fixé à la tête du piston. C'est l'expérience du briquet à air.

De même qu'on peut comprimer un gaz, on peut aussi l'obliger à prendre un volume supérieur à son volume normal. On met une vessie fermée et partiellement remplie d'air sous la cloche d'une machine pneumatique, on fait ensuite le vide dans cette cloche autour de la vessie, et Ton voit aussitôt celle-ci se gonfler, pour revenir à son volume primitif quand on

Fig. 8S.

PROPRIÉTÉS GÉNÉRALES DES GAZ. iSS

blssers renlrer l'air sous la cloebe {'). Cel air agit donc sor les parois de la vessie comme le Terait une pression exercéed« rméneur, et l'on est en droit de dire qu'un gaz, comme-un liquide, exerce des pressions sur les parois des vases qoi le (eo/ermenl ou à la surrace des corps qui y sont plongés. Notons lussi que, quand un gaz se détend brusquemcni, il se re^Idbi ainsi, quand dans l'expéiience précédente on ouvre loroblDeide It machine pneuntalique, les premières por- Ifons de l'air qui rentrent sous la cloche profluiscnl un brouillard <iù \\ l.i comiciisalion de la vapeur qui était contenue dans cet air.

En résumé, le volume d'une masse gazeuse n'est déterminé que par la pression qu'elle supporte. Quand cette pression augmente le volume diminue, quand elle diminue il augmente, et toute variation de volume est accompagnée d'un dégagement ou d'une absorption de chaleur.

Les gaz sont pesants; prenons [fig- 85) un ballon de verre de 5'" à lo'*' de capacité, fermé par une garniture à robinet. Commençons par enlever l'air qu'il renrerme à l'aide d'une machine pneumatique, fermons le robinet et suspendons l'appareil à une balance sensible en l'équilibrant par une tare opposée. Au moment où nous ouvrirons le robinet, nous entendrons l'air rentrer en siniani.jious verrons le ballon baisser, el son poids augmenter de \*',iqZ environ par htre de capacité. Celte expérience est due à Otto de Guericke (']. On peut la répéter en laissant rentrer dans le ballon un gaz quelconque, et l'on constate ainsi que tous les gaz sont pesants. MESUU BE Li TBE88I0H D'in UX. — Les particules gazeuses jouissent d'une mobilité au moins égale à celle des particules

(■) Cette II perle nce tt\ due aux Kcadcmicieni de Flonnce {Saggi Ji nmureii tperlriiie faite nelC ÀcndemiadelCimtBlo; Firente, 1667 et i6gi ; l> meilleure édition de cel OuTnge b été publiée en iS.^i, pir te erand-duc l.éopold 11).

(<) Cdilèe ii>ai( précédemmeiit démontré que l'air e*l peiant en délerminaiil le poliI> d'iiD balloo dont on anîl fait lorlir, en le cbiuOant, une eer- Uine quanlild d'air.

Fig. 86.

i;h> équilibre des gaz.

liiiuiiles, et, comme la grande compresslbilité parliculière aux gaz iraltère en rien les raisonnements par lesquels nous avons établi les lois fondamentales de THydrostatique, nous pouvons appliquer aux gaz le principe de Pascal et le principe d*Archîmède, avec toutes leurs conséquences. Nous n'avons à nous inquiéter que des vérifications expérimentales dont elles sont susceptibles.

L'expérience suivante nous montrera comment on mesure la pression d'une masse gazeuse. Prenons une cloche M fermée

de toute part [Jig, 86) et dans laquelle on peut à volonté puiser ou introduire du gaz au moyen d'une machine pneumatique (M. Un tube recourbé AMBC plonge par le bas dans le vase et, traversant la partie supérieure, s'élève jusqu'en C. Ce tube est fermé au sommet; il contient du mercure, et l'espace BC est entièrement purgé d'air. Si l'on fait le vide au plus haut degré possible dans le vase M, le mercure s'établit dans le tube AMB très sensiblement au même niveau AA' dans les deux branches; mais, au moment où l'on fait entrer de l'air dans la cloche, le niveau monte en B et s'y fwe pendant qu'il descend en A d'une autre part.

Puisque le mercure est maintenant élevé d'une hauteur ^ au-dessus du niveau A dans la branche fermée, il exerce sur la surface A une pression verticale de bas en haut, et qui est égale au poids d'une colonne de mercure qui aurait A pour base et // pour hauteur; et, comme l'équilibre est établi, il faut que le gaz exerce une pression contraire de haut en bas sur la même surface du mercure, et qu'elle soit égale au poids d'une colonne cylindrique de ce liquide qui aurait A pour base et h pour hauteur.

(*) Cette expérience est due à Pascal, qui l'appelait expérience du vuide dans le vuide.