La densîtë de Feau diminue peu à peu lors que sa fore
expflnsiTe
température s'abaisse au-dessous de 4^, 08 ( § 177 )*, mais de la glace, au moment de sa congélation il y a une augmentation sou^ daine et très considérable de volume , à laquelle aucun vase ne résiste , et qui peut produire des effets comparables à ceux de la poudre. On a f§it en Angleterre upe èxpëriencîe curieuse pour constater cette force : une bombe fut remplie d'eau , et son orifice boucbë avec un tampon de bois -, oii Fexposa ensuite à un froid intense ; Feau se dilata d'abord y mais au moment de la congélation le tampon de bois fut lanoé avec explosion , et il sortit par l'orifice un bourrelet cylindrique, de glace.
C'est à cette force d'expansion qu'on doit attribuer là dégradation de certaines pierres de construction qui contiennent de l'argile , lorsque Feau dont elles sont imprégnées vient à se solidifier. Ces pierres sont appelées géliues^ on a [trouvé un moyen de reconnaître si une pierre est gélive ou propre aux constructions : on en plonge un morceau dans une dissolution saturée de sulfate de soude, ou d'un autre sel qui augmente de volume en cristallisant, et qui produit le même effet que la congélation de Feau, si la pierre se laisse pénétrer par la dissolution. La fonte de fer et le bismuth produisent des effets analogues. C'est par l'expansion qui accompagne sa solidification que la fonte peut se mouler, et rendre fidèlement en relief lés traits les plus délicats et les plus variés. Si F on coule du bismuth fondu dans des tubes de Verre, on les entend se briser par la dilatation du métal , lorsqu'il se solidifié.
304. Mais de tous les effets mécaniques que la chaleur Théorie peut produire , le plus important est celui dû a la force des Tapeurs, élastique des Vapeurs, qui constitue maintenant un des
moteurs les plus rtEpandus. Cette circonstance suffirait à elle seule pour motiver Tétude que nous allons faire des Ydpçur^ , s'il n'était pas d'ailleurs indispensable d'exposer ces propriétés» pour conipléter la théorie physique des eorps à Tétat gaiseux. Nou9 considérerons d'abord les vapeurs seules , ou uon m<$langées avec des gaz permanens. Il importe de lemarquer que la température à laquelle «'op^ U Taporisation d'uu liquide dépend de ]a pression que apporte ce liquide. $i Ton preud un tube recourbé à braoches iuégale», la plus courte étant fermée, Tautre ou-
Fie. i55. verte} quQ Tqu {introduise du mercure danâ ces deux branches et un peu d'éther dans la plus petite , on observe ^u ploiigçant cet appareil dans un bain d'eau chaude , qae Fétber change d'état ou se gazéifie » en refoulant le mercure àm» h partie ouverte du tube. Si d'abord fe niveaa du mercure s'élève au-dessus du fond supérieur de la braBchf$ fermée , il faudra soumettre l'appareil h une température d'autant plu9 élevée j pour faire passer Téther à l'étdt dç vapeur » que U çolpnue de merci^e sera plus considérable» P.U qu^ I9 prç^siou supportée par le liquide à vaporiser aéra flm (q^-
Meêure 3o5t PaltQU est le premier physicien qi4 ait &it des exdes Tapeurs. pérîeuoQ^ CMCt^ daus le but de conitruire de$ tables indiquait }e$ forces élastiques ou 1^^ If usions des y^urs à diffépçutes températures . Son appareil ne peut convenir ^e jusqu'à la température d'ébullitiou du liquide éprouvé}
Fw. i56. il fm composa de deux tubes barométricpieç plongés dans la même cuvette ; un d'eux contient au-de^aus du mercurç uue çi^uche du liquida dont on veut étudier les vapeurs j un manchou de verre lea entoure et çert à recevoir de l'eau à diverses températurea> Le liquide supérieur au mercura^
DiX-Nl^UVlÈME LEÇOSf- 4^^
dans Tun 4e$ tubes , se vaporise à chacune ()e sds temperatures difiiîrentes , et la tefislon ou la ioT^e i$!|asti<{iie de ^a yapafiF f st m^surëe par la diff^^rence 4^ deux bi^Utem^ )>aroD4^tric|U6^ a r^me^ëe à upe tepip^ratOT^ uprm^d^ Afin de rendra t^us les rçS^ultatti comparahleA.
j4or4q[Ue Teau du laancbim efti fxt ^tuDition , i^l que le liquide e^ay^ ^t f^^m 4^ T^Wt fitp iNsquii^e que 1$) noierr cure du preuii^ l^^rom^tvfi «rt d^ppianë p^ U iF^penr juaqu^^u pif e%u de la curette j d'eu Ton oomclut qu'à la température de rébulUtion de Te^m, li^ Ti^p^ur de ce Uqoide > fo^uée dap^ un espape yide de toute {iutr(9 matière pandëfabl e, a précisément une force élastique égale à la presaÎQn de TaliBQspb^re, i)u éjtudiapt )es teusÎQUs de« yapeui^ d'autres liquidas, ds Tsilcocil et de l'étber , pai? pxero^e» ou reconuaît eejtte loi géniale , qu^ I# fpveia él^tiqui» 4® la Tapeur formée dans le vide par un liquide , à la tempésaturi^ de son ébulUtion h Tair ]ib»e, est égale à la pression atmosphérique.
U résulte de ce fait important qu9 p^^ltr mesurer les ton-* siofîs d^ Y^pwm à Ae» ibampératuises supéri^uves m degré d'^ë|>uUÂtiou du liquide qd lef fpuf^it • il feut nétî^s»^ipemeiiit émplpy^r un appai^ejl autre que le précédent v PW U force élastique de la ii^apeiir surpA9saRt la pessî/Qu atmosphâîquOf cette ?ap<?ur s'éeh^perait paj? le hom WTiept du tub^ à trsTisr? h werpui^ d9 la ifKUwt*e. Qtk f^t altm.se servir d'w tuba reee^urb^, liai qw? ç^luî d^^ w 1 3o4 > et ft\mUff du mercwe dar^s Ja brat^che «UT^e , juaqii'à /ee qpe la vapeuir pesse de s'échapper.. Sa tension «it vR^emée , dans ces eircioiistanees » par la coiofine d'un baromètre voisin y augmentée de la différence dl3 niveau diji m^rPlire dans les deu|[ brauches. S'il s'a^ ds vapeur^'eau 9 0^ em-*
4^6 COtJBS DE PHYSIQUE.
ploie un bain d*huile fixe , afin d'obtenir des tempëratures plus élevées que loo**.
M. Dulong a imaginé un autre appareil pour mesurer les tensions des vapeurs. Il est basé sur ce fait que lorsqu'un liquide, en contact avec une atmosphère de gaz ayant une pression constante, est de plus en plus échauffj^, il arrive un moment où ce liquide entre en ébuHition , pour conserver ensuite une température stationnaire ; la vapenr qui se forme alors ayant une tension, égale à celle de Fatmosphère gazeuse surperposée au liquide. L'appareil se Fie. 157. compose d^un ballon qui communique avec une machine pneumatique ou de compression, afin d'y faire varier à volonté la pression de Tair intérieur , qu'un baromètre permet d'évaluer-, le liquide à vaporiser est contenu dans une cornue placée sur un foyer, et communiquant avee le ballon par un tube incliné vers elle *, ce tube est entouré d'un manchon de verre où l'on fait arriver un courant d'eau froide ; enfin un thermomètre dont le réservoir est plongé dans le liquide indique sa température.
Dans cette expérience , le liquide s' échauffant atteint une température stationnaire, qui est celle de son ébullition sôus la pression de l'air intérieur. La vapeur formée va se liquéfier sur les parois firoides du tube de communication, qui par son inclinaison ramène le liquide précipité daâs la cornue*, ainsi, par cette disposition, il se forme constamment de nouvelles vapeurs, qui se condensent dans le tube réfrig^ant. En faisant varier la pression de l'air intérieur, la température stationnaire du liquide varie en même temps, et l'on peut par ce procédé construire une table de leurs valeurs correspondantes.
3o6. Il sen4>Ie résulter de ces divers moyens de mestirè
DI3l-»EUVI£M£ LEÇOK. 4^7
que tous les liquides peuvent fournir des vapeurs à toute température *, mais M. Faraday et d'autres physiciens ont fait connaître quelques exceptions à cette conclusion générale. Si Ton suspend une feuille d'or au bouchon d'un flacon qui contient un peu de mercure , on remarque au bout de quelques jours que la feuille d'or est devenue blanche, ce qui prouve que le mercure c'est vaporisé; mais si l'appareil est exposé à une température constante de — ^^'y la feuille d'or ne blanchit pas, ce qui' semble indiquer qu'alors il n'^y a point de vapeur mércurielle. Lorsqu'aux tenypérafureis ordinaires on met sous une même cloche deux vases ouverts, l'un contenant de l'acide sulfurique étendu d'eau, l'autre une dissolution de nitrate de baryte , on ne remarque dans le dernier vase aucun précipité, aucun nuage de couleur blanche-, on* conclut de là que l'acide sulfuriqué ne fournit pas de- vapeurs sensibles à ces températures. U n'est pas indispensable que ces expériences soient faites dans le vide \ il suffit de prouver qu'un certain liquide ne dégage pas de vapeur dans l'air ou tout autre fluide élastique, pour qu'on doive en conclure qu'il ne se vaporiserait pas dans le vide à la méme^température ; car, le diJgagement des ivapeurs n'est pas annuUé par Ja pression d'un gaz, la présence de ce fluide n'a d'autre eflet que de ralentir l'évaporation.
307. De toutes les expériences qui ont été faites dans Expériences le but de déterminer les forces élastiques de la. vapeur ]&f1M.Dulong d'eau à des températures supérieures à loo*", celles que les tensions MM- Dulong et Arago opt entreprises , sont sans contredit ® d'eau^^"'^ celles qui méritent le plus de confiance ,' tant par là grandeur et la nature des appareils dont ils se sont servis, que par les nombreuses précautions qu'ils ont prises' pour éloi-
giier lefe Cftuses d'ehréurft. Pairmi les lâoyenè iinagi»és dans lé bot Ae pnéven^r les e t plosions ded cbâudièrfes des Bsaehiiies à tttpeur , et qae la loi rend obligatoires ^ fl ete est un qui eti^e laebttllatsstmce exacte de k véritable Uâmpérâtale à laquelle là tape«ir d'eau acquiert ilâe teusibti donnée. L'Aeadétnie des Scienees^ conaultéeéur cet lobji^t^ sentit h néeessité d'entt^jptiebdiiâ des recbercbes expérmiétttàleë nouvelles, afin d'établir cette correspondance sur des i^ésilltats p^ëds et étendus. Le gouvernement ayant donné lea fencb qiie néeessiCiit ee ttravail , une commission filt ttoiùniée pour aviser awk moyens de r^téeuter. M. DulMg èeld rat t>a]rtilculiëk^ment chaîné de la eonsthictiën et de rébblûiiement des apparèSs^ les observations fturant ^ensuite fiAes par MMi Dulong et Âirago.
Telle est l'origine des redkeitbes dont fl a'agit. E31tis sont d'ime baute impcotanee dans là tbéorié ^yé^ûe de h ebaleor «t dans et^e des gax y elle» fournissent en outre des données indi^enaables à l'emploi de la Vapeur d'eaxi comme fon^ motrice. Quant au moyen dé sàrelé tju'elles avaient pour but d'éckilrer et de régulariser , la pi:alsqtte signide tMS les f onrs ees inconvéïrîéns et son inefficacité , et tout porte k etcitè c^*on né tardera pas à I-abandonneir. Nous allons donner la description de ces espérnànces, en adoptant à très peu près la marche suivie d&ns le rapport de M. Dulong, afin de ne négliger aucun des détails nécessaires pour comprendre les difficulléà ipi'il s'agissait de vaûaere^ les erreum qn'il fcJlait éviter, et loufe refficacité des moyens de mesure qu'on a dà dioisir. Il réanltjera ^e cette description détaillée une cpnvictbn fJus complète de l'exaclâitude des résultais numériques obtenus-, elle offiîra d'ailleurs l'exen^e le plus frappant que l'on puisse imagi-
DIX^MEtJVlkstE lÉÇM. 4^d
lier , pour donner une idée de tottte la rigueur qtl'etigent des expériences fondamentales, dont te bat eét de dëlertnincr des nombres indispensableé à la pratique dtàs ârt$ Mécaniques.
Les limites entre lesquelles la fbnre élastique de la vapeur d*eau peut être mise eu jeu dans les mackiiiea, e]Lige|iiefil que les observations ^^étendissent juaqu*à viûgt âtmospbèrà au moins; jusque alors ou n* avait pas été au-delà de tiuH. Plusieurs observateurs s'étaient servis, pour évaluer les tensions, d*une soupape chaînée d'un poids, que l'on déterminait de telle sortie qu'elle pût résister à Teffort de la Tapeur *, ce procédé de mesure était d'une exécution facile , mais comme il pouvait contre à des erreurs graves , on se détermina k recourir a un moyen plus pénible , mais beaucoup plus exact , celui de mesurer directement la co* , lonne de mercure capable de faire équilibre à Télasticilé de la vapeur. L'adoption de ce procédé, quoiqu'il fut le phis simple ett apparence, présentait cependant de grandes difficultéa ; car il s'agissait de contenir dans un tube de yerr* ' une colonne de mercure qui devait pouvoir atteindre !ao à 25 mètres de hauteur.
L'appareil eût pu se réduire ;i deux parties seulement : une cbaudiére ponr la génération de la vapeur, et le tube contenant la colonne mercurielle. Mais il était à craindre que l'accroissement trop rapide de la tension lors de réchauffement, et la diminution instantanée dlie au soulèvement de la soupape de sûreté , n'occastonassent des Secousses dangereuses pour les parois fragiles du tube , et la projection au dehors d'une grande quantité de mercitte. Dkns le but d'éviter ces accidens on ajouta un manomètre, pour servir de mesure intermédiaire ou de terme de com-
44o COURS DS PHYSIQUE.
paraisQD. Le travail général se divisa en deux parties successives : la graduation du manomètre 9 et la mesure de^ tensions de la vapeur au moyen de ce manomètre ^adué. Graduation 3o8. La première de ces. opérations fut exécutée dans
^mètper ^* ^^^ carrée , enclavée dans les bâtîmens du collège de Henri IV, et qui contient trois voûtes percées dans leur centre. Au milieu s'élève verticalement un arbre suffisamment bien dressé, formé de trois poutres de sapin de i5 centimètres d'équarrissage, assemblées à traits de Jupiter, pi solidement fixées par des liens de fer aux voûtes , et à Ja charpente qui supportait les cloches de Tancienne église de S^nte-Geneviève. C'est à cet arbre que fut appliquée la colonne de verre. Elle se (fompoaait de treize tubes de cristal de î> mètres de longueur, 5"* de diamètre et autant d'épaisseUr. Voici le moyen qui fut adopté pour décharger les tubes inférieurs du poids des tubes plus élevés et de leurs viroles 4^assemblage , qui eût été suffisant pour les écraser. Le mode de jonction de deux tubes consécutifs est re-. • présenté en coupe , élévation et projection horizontale , da^ns les figures i58, 169 et i6q. La virole qui termine le
Fie i58 *^® supérieur s'appuie par un bord bien plan , sur uû cuir qui recouvre le fond d*une cuvette formée par la virole du tube inférieur. Un écrou roulant, que l'on peut serrer avec une grifie , permet d'assurer, le contact parfait des surfaces de joint, de manière à, résister à la pression du liquide. Le bord ce' de la cuvette sert à contenir du mastic , que l'on coule , s'il est nécessaire , pour s'opposer à toute fuite du mercure , et assujettir en même temps , au n^byen d'un pied annulaire aa'j la languette de repère r qui sert à la mesure des hauteurs. Le tube inférieur est
et i'(wi. maintenu dans un collier en ferffy fixé par une patte à
DIX-KEUYIÈME LEÇON. 44'
Farbre de sapin*, la vis o) sert à maintenir Tassemblage dans une position à peu près invariable y de manière à évi- ,
ter les secousses latérales. Au-dessus de chaque virole à cuvette sont disposées deux poulies, sur lesquelles passent des ' . cordons attachés par un bout au^es^ous de Tassemblage, ^ et portant à l'autre ektrémité un seau de fer-blanc, où Ton mettait de la grenaille de plomb, de manière à compo^ ser un poids total équivalent à celui du tube soutenu et de ses deux viroles.
Cette disposition a pairfaitement rempli le b^it désiré \ les tubes n^étaient pas plus comprimés les uns que les autrès, et toute la colonne pouvait être soulevée facilement, pour opérer sa jonction aux autres parties de Tappareil; La première virole de la colonne par le bas s'appuyait sur lebord d*un canal communiquant avec un réservoir eu f,c ,5, fonte douce R , de 2 centimètres d'épaisseur et capable de contenir 5 o kilogrammes de mercure. Sur un autre orifice du même vase, opposé au premier, était fixé le manomètte. Il consistait dans un tube de ménle diamètre et de ménib épaisseur que ceux* de la colonne , mais ayant seulement i", 70 de hauteur.
Le manomètre , avant d'être placé, avait été gradué en parties d'égale capacité, mais sans faire aucun sillon sur la paroi extérieure, afin de ne pas diminuer la résistance qu'il devait opposer à de très fortes pressions. Dans cette opération, deux petites lames d'étain, appliquées sur la surface du verre avec du vcmîs , avaient servi dé points de repère ; .Je tube ayant d'abord été fermé à la lampe par le bas, et étranglé vers le haut de njanière à le terminer par un canal très délié, on l'avait placé dans la position même <iu il devait occuper Tors de l'expérience j puis introduisant
succefisivement des volumes ëgaut de mercure , on avAit dresse une table des longueurs occupas , et qui correspondaient ainsi à clés divisions dVgale capacité. Ce procédé avait pour but dVviter l'erreur qui eût pu résulter de la convexité du mercure , si les mesures du volume de ia masse d'air comprimé n'eussent pas été faites dans les mêmes cireonstances que la graduation.
Le tube ayant été coupé vers le bas fiit ensuite assujetti FiG. 163. ^^ moyen d'une virole particulière à Forifice du rjiJseryoir en fonte. Pour diminuer l'effort qu'il pouvait sufportei dans les expériences , son bord ^i'apguyâit sur la base delà virole 9 dans laquelle était pratiquée une ouverture circulaire , ayant précisément le même diamètre que la colonne de mercure. De cette manière la pression exercée contre la surface annuUaire du verre se trouvait supprimée. Cette disposition était nécessaire pour éviter que le tube ne fut arraché par cette pression , à laquelle les mastics n âuraieflt peut-être pas résisté -, la même précaution avait été pris| pour les tubes de la grande colonne. **
Avant d'être fixé , le tube manométrique avait ët#^séché intérieurement -, mais après sa pose, et pottr plus de sûreté, on fit passa* pendant long-temps, à l'aide d'une machine pneumatique, un courant d'air sec , qui entrait pan^ canal étroit existant encore à l'extrémité supérieure, et(p s'échappait à travers une couche de quelques centifflètres de mercure au fond du réservoir. Lorsqu'on put être <î«ftain qu'il n'existait plus d'humidité dans l'intérieur du ttibe, on fondit avec un chalumeau le canal capillaire , à un poJ^* marqué lors de la graduation , et le manomètre se troata fermé et rempli d'air sec.
Deux règles verticales en laiton s'élevaient près du flw-
noinètre, dans un.mén>e plan passant par l*axe du tube ; elles étaient assujetties vers le haut à une traverse en cuivre, et fi^iées par le bas sur la virole. L'une de ces règles était avisée en millimètres , et portait un vemier attaché k un voyant semblable à celui du baromètre de Fortin. Pour évaluer facilement et avec exactitude la température du manomètre, on taisait couler continuellement, dans un manchon dotit il était entouré , un courant d'eau qui s*échappàit par un robinet inférieur après avoir parçouili toute la longueur du tube. La masse de gaz du manomètre avait ainsi une température uniforme , qu^un thermomètre plongé dans le courant d'eau faisait connaître à chaque instant. Un système de poulies et un cordon de soie , dont il est facile de concevoir le jeu à Finspecdûn de la figure i6i , servait à manœuvrer le voyant, poui* prendre le niveau à chaque obsetvation. Ce mécanisme , la division de la règle et celle du vemîer , avaient été exécutés par Fortin.
Une troisième tubulure, pratiquée dans le fond supé^ rieur du vase de fonte, pouvait recevoir à volonté une pompe à liquide ou à gaz. On avait cru d'abord devoir se servir de la dernière pour éviter toute humidité -, mais, après avoir reconnu que la hauteur du mercure dans le réservoir était plus que suffisaute , pour empêcher l'eaù dé pénétrer dans le manomètre , on adopta la première comme beaucoup plus'expéditive. C'est donc en faisant agir la pompe^ à eau qu^on exerçait sur le mercure du réservoir des pressions Variables , qui d'tme part comprimaient l'air du manomètre , et de Tautre part soulevaient le mercure dans la, colonne de verre.
MM. Dulong et Arago commencèrent alors plusieurs, séries d'observations, par lesquelles ils ont déterminé les vo-
Jumes successivement occupes par Tair du manomètre , soumis à des pressions croissant depuis une jusqu'à vingt-sept atmosphères. Ce travail eût été inutile si Ton avait admis * que la loi de Mariotte existait réellement entre ces limites,
mais les expériences entreprises antérieurement pour vérifier cette loi n'étaieni pas assez étendues , et ne méritaient pas d'ailleurs une confiance entière. D importait donc de graduer directement le manomètre y pour éviter tout doute
} sur l'exactitude des mesiures qu il devait fournir ) ce qui
permettait d'ailleurs d'éprouver la loi de Mariotte, pour y des pressions plus énergiques que toutes celles essayées jus-
; qu'à cette époque. Voici maintenant en quoi consistait cha-
que observation.
Le volume initial de Tair sec du manomètre avait éti
I déterminé sous une pression et à une température coimues.
i \ Chaque nouveau volume qu'il occupait était donné par
jf l'observation du point de la règle correspondant au sommet
de la colonne de mercure, et en transportant les^mestffes prises sur la table de graduation. L'élasticité correspondante était égale à la hauteur du baromètre observée au moment de l'expérience, augmentée de la différence de niveau des deux colonnes de mercure, dans le grand tube vertical ouvert et dans le manomètre lui-même.
Pour évaluer facilement cette dernière différence on avait mesuré avant tout la distance verticale invariable de deux languettes de repère r, qui se suivaient sur la ligpe des tubes partiels , en se servant d'une règle divisée //', dont le zéro coïncidait avec la face supérieure du repère d enbas , et dont l'autre bout portait une petite règle mohue que l'on poussait jusqu'à ce qu*elle se trouvât dans le pian horizontal delà face supérieure du repère suivant. LereleK
DlX-REUVlfeME LEÇON. 44^
de toutes les distances entre les viroles consécutives étant ainsi détenninéy il suffisait de ccjnnaître le numéro du tube où se terminait la colonne de mercure, et de mesurer la hauteur de son sommet au-dessus du repère situé immédiatement au-dessous 9 ce^ui se faisait avec la même règle , mupie à cet eflPet d*un voyant et d'un vemier. On en concluait facilement la hauteur totale de la colonne au-dessus de la virole qui la terminait ve^s le bas , à laquelle on pouvait rapporter le nivei^u du liquide dans le manomètre , à ïaide d'une lunette mobile sur une règle verticale ( § i66 ), ou de tout autre moyen micrométrique.
Les tubes ayant le même diamètre , on était dispensé dé toute correction relative à la capillarité. Six thermomètres distribués sur toute Tétendue de la colonne permettaient d'appflBter la densité du mercure ; ltpr§ réservoirs plongeaient dans des portions de tube ayant les mêmes dimensions que ceux de l'appareil, et' remplis de mercure. Des ^chafauds avaient été construits de a mètres en a mètres sur toute la hauteur de l'arbre de sapin , avec des échelles de communication *, cet établissement avait paru indispensable pour effectuer, les manipulations assez délicates que devaient nécessiter la jonction des tubes. On pouvait alors observer fisicilement les indications des thermomètres, et placer l'œil au sommet de la colonne liquide , en quelque point qu'elle se trouvât^ 309. Les résultats de trois séries d'expériences faites au Vérification
, .1 . # ... de la loi
moyen de. cet appareil gigantesque, etnéanmomstrèspré- de MarioUe. <^i8, ayant été convenablement corrigés et ramenés à une niêmé température, ont donné les^valeurs exactes du volume de la masse d^air du manomètre correspondantes à toutes les pressions comprises entre une et vingt-sept atmosphères.
ïlp
J ^46 COUKS DE PHYSIQUE.
' Ce8 valeurs, rapprochées de celles qu'eut donné la loi de , Mariette , n ont offert que de très faibles différences , qui
^ pouvaient s'expliquer facilement par les petites erreyrs que
comporte inévitablement le mode de graduation du tube [ ' manométrique en subdivisions d^ égale capacité. On doit
conclure de ce rapprochement que la loi de compression de Tair atmosphérique » énoncée par Mariette 9 est vérifiée )usf qu'à vingt-«ept atmosphères.
' Mesure des 3 10. La seconde opération du travail général , ceUe de
tensions' de I& mcsure des tensions de la vapeur au moyen du mano-
' Vêan"'^ mètre gradi^é, fut faite dans une dos cours de T Observatoire.
i, • La crainte d'une explosion qui pouvait entraîner Tébou-
lement des voûtes de la tour, occasioner de graves accidens, et même compromettre les bâtimens voisins, exigeait im- \ périeusement ce dépjac^nent. La translation du Jpaomè-
. * ,tre et du réservoir en foute fut faite en prenant des précau-
tions multipliées , afin d'éviter que la masse d'air intérieure ne subit quelque changement \ des vérifications ultérieures ont prouvé que ce but important avait été rempli.
La figure i63 représente l'appareil imaginé pour obtenir FiG. t63, 1^* résultats charchés. La chaudière A avait une capadiié de 80 litres enviroja *, elle était compesée de trois niprc^ux de tôle de première qualité fabriquée exprès , ayant 1 3 millimètres d'épaisseur dans la partie cylindrique , et beaucoiç plus vers le fond et près de l'orifice. Cet orifice, de 17 c^citimètrt s de diamètre , était iespoké par une plaque circulaire de fer battu de If^'i^ d'^aisseur et de 26 centimètrss d(î diamètre , qui était boulonnée fortement en-dess«is du bord recourbé de la chaudière^ des lames de plomb, interposées dans les joints , s'étaient étendues p^idaut le serrage de manière à les fermer hermétiquement. Cette chau-
ilière avait été soumise, au moyen d'une pompe à eau , ;V uae fi)fte pression intérieure , jusqu'à ce tfie l'eau introtliitltfi a'^ehappât par les fisaures et les joints riWs , cette éprouve dtait nAjesBaire pour s'assurer d'avance que les parois pouvaient rëùster aiu; tensions qu'on se proposait d'éprouver. Le fourneau wr lequel la chaudière fut établie Bvrà aae masse asse^ considérable pour que le système n'é- -prouvAt pu des variations trop brusques de température. Une soupape de sûreté d'une forme parBcolière fut adapta en 3s's" ; elle avait pour objet de donner une libre issue à la vapift: aussitôt que son élasticité dépassait un tçrme donné. Les ^ids mobiles sur les deux bras de levier qui fomuient le mécanisme de cette soupape, étaient composés du plqsieurs parties qu'on pouvait séparer ou réunir, afin de faire varier la grandeur de la |H«snoa qu'on voulait atteint. D est beile de voir qu'au moindre soulèvement la soupape devait ^tre écartée définitivement par les poids, glissant l'un vers le centre du mouvement, l'autre vers rt-xtrémité la plus éloipiée de Tautri: bras du levier, de telle aorte que Torifice restant constamment ouvei-t , offrait une iame libre à la vapeur.
Vn tayaa de fer tt't", composé de plusieurs canons de fasUa I s'élevait d'abord verticalement àu-dessns du converels, et par une braocfae indinée comnHiniquait avec la Udralivs ntpérieure- du réservoir en fonte -, c'est par ce imymi. que la tenaten de la vapeur se c^^umuniquait au manoDSiètre. La eapacïté du réservoir au-dessus dn mereuri' , et le tuyan t'i", jusqu'au coude f, étaient rempHs d'eau . ijaim optistenait k une température constante, au moyen «l'an courant extérieur d'eau froide tombant sur le coude même, et qiû circulait ensuite dans uo manchon. Lachau-
44^ COUKS DE PHYSIQUE.
dière en activité étant purgée d*air, il fl*opërait alors une ' distillation continuelle qui remplaçait les portions de li-
quide que raceroissement de tension de la vapeur refoulait dans le réservoir de fonte , en sorte que le mercure était [ surmonté , vers la chaudière , d'une colonne d'eau froide
ayant constamment son niveau supérieur en %',
Quant au niveau variable rw! du mercure , il était aperça au dehors dans un tube de cristal vi^ fixé sur l'orifice latë^ rai opposé au manomètre ^ et communiquant aussi par le haut avec la capacité du réservoir au moyen d'un tube de plomb. On y observait la hauteur du mercurAu-dessas ^ d'un point de repère fixe, à Taide d'une règle divisée et
munie d'un voyant et d'un vemier. La tension de la vapeur
s'obtenait en ajoutant à l'élasticité de l'air du Hianomètre
déduite du volume quil occupait, la hauteur du mercure
' ( dans cet instrument au-dessus du niveau nriy et retranchant
1 ensuite la pression due au poids de la colonne dWu com-»
prise entre ce niveau et le coude i.
Deux canons de fiisil fermés par le bas, et amincis an point de ne conserver qu^une épaisseur suffisante pour ne pas être déchirés par la tension de la vapeur, avaient ét^ introduits dans la chaudière. L'un descendait presque jusqu'au fond, .l'autre allait au plus au quart de la profon* deur totale \ leurs extrémités supérieures traversaient le couvercle , où ils étaient fixés solidement et leurs joints lûtes* .Ces cylindre^.,, ouverts à l'extérieur, contenaient do mercure et les réservoirs de deux thermomètres ; l'un de ces instruniens devait donner la température de l'eau, le second celui de la vapeur. Cette disposition avait para indispensable pour qu'on ne fut pas obligé de tenir conspte de la contraction des enveloppes, si les réservoirs des ther-
mil^mùsÉEMûs. LËçtt^. 449
TtKym^res aTaient ël^ exposes Inttnëdfetetniettt aux pfoaftbns iotërieureéde la chaudtâre > correcUoa qu'il eût été difficile d^ë^Iuer exactement. La tige de dncua des tbtrmoinètres se it^coiirbait. horii&Qiitaletnetit à la siortie du cylindrei et Fie. 164. cette iMMMXche était entonrëe d^uii manchon où eiioiilaî^ un* courant d*eau. Les temp^ratoiés des cooraiiB qui bajgtiaieiit les deux tiges étaieilt mdiipilesfar de petits thenndmètres herkout&ttXy et Ton awiit ainsi le moyen d'ë^ahier exfiete-^ meut les. vërîtid^les tempénatutes corvespûBdantes «ax ksdi* cations des deux grands tibermomètres ( §- 167 ).
^Le^ofaeervatipQS forent conduites de la inamère suivante. La chaudière conteq^nt la <|lianlitë d'eau convenable pour que le plus court dés eylindies aux thermomètres fut eojtière*nieatBU-dessusdesaêarface>ont«iaitIeUquideen4buUitîon pendant 16 à 20 minutes, en laissant la soupape ouverte ainsi que 1^ branche verticale du tube-tf'/^, Tair intérieur tétait alors ei^ulsë pas la vapeur. Celafait , ou fermait toutes les ouvertures, et Ton réglait les robinets d'écoulement au^* tour du mauomète; mm le tuyau indmé ^i*^ et enfin autour des ti^ faorkontales dsA thermomètres. Le fouï^eâu était ensuite charge de la quantité de combustijble jugée .néèçssairepour atteindre à peu près le degré où Ton ^ pro]^osait de faire une observation; on attendait que la marché ascendante de la température se raleia.tit , et, lorsque réchauffe* m«t ne faisait plus que^d% progrès très lents , on uotait Içs indications simultanées des 4 thermomètres de 4a chaudière, du Manomètre et du tube latéral u^ On prenait ainsi des nombres très -rapprochés, jusqu'à ce que Ton eût atteint le maximum \ Tobservation correspondante à ce point était ;5Çule ealtuléc *, tes précédeotes et les suivantes ne servaûspt qu*a garantir des erreurs de lecture.
45o CéUBS 1^ VHX^QVE»
Ijifvqaale owiMiètrectleslheniioinète^ aiRuartsefféb]emen%im9$éf on ajoutait une noa^elle dose de combustible y «t Y on proc&lait à une nOnvelle obfiervatîoa.QB tief>ouvait pas aînaî déterminer direotameiH k preim -coiteipoadante à une terop^tara donnée; maiacaniidlih pliant beanconp les expériences , MM. Dnlong et Ango ont obtenu des termes sqflWwnment laj^iroGhés, àam tonte rétendae de Téobelle qu'il» ont pu paiconrir. lia cbandiktt perdatit une grande quantité d'eau , il a âé impossible d'aller au-delà de wgt^qi^tre atmosphèro* D«ns toutos les obserratioDâ > ka tsmfNtnitnraa conospoodantes de l'ean de la cknudîàfe et de. la yapenr , déAiites des indications des thermomètres, ont éto sensibleinest égales entre elles ; les faibles dîffîrences qu'elles préaen* tident s'expUquaielit d'aflleurs par les conditions spéciales de l'appareil.
Tables des 3 1 1 . MM. DulôDg et Atago ottt aînsî détemûné Ift fom la Tapeur élastique de la vapeur d'eau , à toutes les températures cosi- ^^' prises entre loo"* et 2^4%^) -ils ont troiiré qu'elle varie entre ces fimltes de une à YingtHqoatie atmosphèses» Voici le tableau qu'ils. ont construit diaprés leurs obserr^tioi»*
mX'NBUVIBMS LEÇQir.
Ml
ASTICITE
en
AtmoBJ^hèrM.
màm^éÊÊt^
