VINGTIEME LS€QN

Formation de la yapairdans un espaœ limité. — > PhëooméDe de,

l'ëbultition. — Marmite de Papin. — Gondensenr d« Watt*

Propriétés générales des vapeurs. — Mélanges des gaz et des vapeurs. — Échauffement d'un liquide à l'air libre. — Correction du point fixe de rébullftion de l'eau. ' — {problème sur les va-» peurs. -^ Manomètre de BertboU^.

3 lit Lorsqu'on fait passer un Kquide-cbns le vidé bo- Formation

* * * . de la Tapeur

romëtrique de l'appareil de Dalton, la vapeur s'y dëire-^ dansievide loppe instantanément. Si le tube qui sert à faire celte ex- que. pMence, et la cuyette qui le reçoit , ont des dimensions convenables , on <d)serve qu'en soulevant ou abaissant rapidement le tube 9 ee qui tend à ajigmenter ou à diminuer la cbambre baromârique, le niyeau du mercure reste tou-< jours à la même bauteur au-dessus de celui de la cuvette. La force élastique reste donc constante y et comme la tem^ pérature est maintenue stationnaire pat le liquide du maUr ebon , on doit en concIm*e que la vapeur conserve la même densité, et que sa masse. augmente ou diminue propprtionnellement à Tespace qui lui est offert* lua vitesse avec laquelle la vapeur se forme dans ce genre d'expérience^est très grande et inconnue. ••

4S4 C01IJI3 JBC I0EIT8I<^.

• Si le manchon est élevé succeagivemenl; à différentes iem*> pc^raturas, la* force ëlastic^e observée chance de Fnne k l'autre, mais reste encore constante pour chacu» d'elles, quand on augmente ou diminue l'espace que peut occuper h vapeur, poiyrvu ijm I0 Uqpide qui Ift fouin^t reste toujonn en excès. Ces faits démontrent que la tension , et par suite la ensilé de la vapeur qui se forme dans le vide, ne dépendent que de la température.

. Ce qui caractérise principalement l'ébuIlitioA d'un liquide ^ c'est TégaUté mtr« la prçasioa extérieure et la force élastique dei U vapeur qui se forme»; qiULut à Tapparitioii des huiles, elle n*aecompagne pas toujours hi fermation Uhre de laTapetlr . Ainsi dans rexpérience précédente , lorsqu'on soulève le tube barométrique, la vapeur qui se forme a précisément une tension égale à celle de la vapeur ptéexî»taHte, et cependant où n'observe pas^le phénomène app-? rent de rébuUition. Qdh tieuV ^ <?e que , r«$p4qe é\^\ li- • mké et très petit, la vfip^ur s'y dévelppp^ dw^ W Wwpi très <H)urt et inapprécinhlSf

Formation '3i5« Eu effet , quMid i^espao^ offert à U vapeuMr ^Xi^" dl^r^^ àéGwi % k pbéR.oQiàne d/e l'Apparition dçs boUos a toi^ow*

^Ddéfini^T lieu , à moins que par o^rtainea cireooatance» h vapeur m se forme plus tôt à la sui&ee du liquide qu'eu d'^utre^poîQt de sa masse. Si l'on place un vase contene^At d^- Te^u flW le récipient de bi machine pneuma^qae , on soutire à ch^^ que coup de pistou une portion de la vapeur qui revpilis^t le réeipietnt , ce qui produit le même effet qu^uu espace m-* défini au-dessua du liquide à vaporâen Aussi obsenreit-OP une éhulUtion très vive lorsque le >eu de la machine a sQ^r sammcDt diminué la pression intérieure , quelle cpi^ ^^ . d'ailleurs la température du liquide.

3i6. Si'FonB^QppôattauGèfttfyÂTeàUfloitiA.delavapettt Formation en plaçant Je llqtddd dftûs'tsa vato Ifittité et feroië de toute ^ dan?^^' paft, lors^Mkémtf qa'on ëiève Ja tëmpëcatureoti ne dtfteix ^iSté!^ arine pa^^d'^idlkioii apparente. La yap«!ur augmente œpisftdai^t en masse , car sa tension et sa -densité doîvenl: crottré avec la temprfretare ; nae ^^uVette eoairenable , pkc^ daoi Tespace formé y jndiqoiç en effet uo accrûSsie^ Aient dé tenrion.

' M. Cfl^poiard-Latoitr a observe qiie dans ces citons-» tancés; reéru, Féther et d'autres liquides finissent par se gazéifier en^ totalité li une certaine température très élevée , e'etf<4-dire (pi'ils passeat* alors instantonément de Pétat liquide à l^état gazeux , sanjl que leur volume augmente dans une gran^ p):^portion. 9ar exemple , si Ton expose à une -Mes haiite température un fort tube def verre contenant un quart dé son volume d^ea*, et que Ton a fermé à la lampe quand le liquide était en ébuttition, ou voit à une certaine époque la masse liquide d&paraftre tout-à-coup , et occup43r ainii , à Tétat de vapeur, un espace seulement, quafare fois plus grand qu^tson volupté à Tétât Ikraide.

Pour faire ce genre d'expérience de manière à évaluer la tension de la vppeur, M. Cagniard-Latour s'est seryi'd'un Fig. ifiS. tijibe recom^ , semblable au baromètre à sjphon, mais beaucoup plusr épais. La longue branche fermée, ajibnt seulenîetnt un millimètre de diamètre, renferme de Tàîr et sert de manomètre. La pl|i$ courte, beaucoup plus large , a 4'5 millimètres de diamètre -, elle contient du mercure et le liquide qu'il s'agît d*éprou1rer-, on la ferme à la lampe au moment où le liquide est en ébullition. Quand il s'agit de l'éther ou de Talcool , on peut plonger Tapparell dans Hn bain d'huile placé sur un foyer, et dont la tem-

456 COUAi 0£ PUltfl4^W.

pérature est inâicjfiée pagr uo tWotoaièCré convenable* M. Cagiiiard a trouvé de cette raanièi^ que Téther soifuriqae se réduit totalem^it ea* vapeur à aoo'» dansuQ espace moindre que le double de aoa volume li^de , el que laienaiou de cettf vapeur esid'envirp&^S atmosfhkii»- A a59^, Valcool se vaporise totiikmeut ftous uu v^uiae triple de celui correspondaut à Tétat liquide >^ exerce alors une pression de 1 19 atoiosphères. Le biûn d'I^uile m peut s'écUauffer assez, pour produire le aiém«.pl)^nofiiène sur Teau y il faut porter la température de l'appareil jusqu'à celle de la ft^ion du zinc ; mes h tul>e recourbé s'éliuit toujouiis brisé dans cette circonataape , on n*a pu évaluer la tension correspondante. Ces expériences confirment une conséquence déduite des tabjes e^ des lois empiriques indiquées dans la leçon précédrate, savoir, quie la tension etK densité des vapeurs au^euteo^ beaucoup plus oapifîem^t que leur températqre.

de p^\n. 3 17. Considérons toujours le ca^ d'un vase fermé, cqq-^ tenant un liquide et sa vapeur. Si la température de ce vase est supérieure à celle de j'ébullitipii à Tair libre da liquide éprouvé , Ja tension de la vapeur intérieure sorpaS' sera la pression de Fatmospbère ; en sorte quersr Tob rend libre une ouverture pratiquée dans la paroi, la. vapeur s'échs^pant avec force , le liquide poun» manifester les signes ordinaires de Tébullitioa. Ces phénomènes peuvent être observés au mojen de l'appareil appelé marmite de Papin. C'est un vase cylindi^i^e de bronze iÇort épais ^ Fie i66. lorsqu'O est rempli d'eau, on le recouvre d'une feuille de carton imprégnée d'huile , sur laquelle on presse fortenient le couvercle , à l'aide d'une vis mobile dans un écrou de fer lié invariablement à l'appareil*, par cette disposition te

VIHGTIÈMB LEÇON. 4^7

îointi^se trouvent hemu^tiqoeineiit fennës. Une petite ou* -verture , pratùpiëe dans la partie snpërieure de Tap*pareiU est bouchée par une soupape, qa*un levier chaîné d# poids convenables presse contre cette ouverture.

Lorsqu'on 4ehaufie cet appareil fermé, le liquide iii^* rieur passe à des températures de plus en plus élevées. La Tapeur qu^il forme om qu'il tend à former acquiert des ten«» sions de plus en plus grandes y qui s'exercent sur les paroif du vase, et qui .finiraient par le briser sans la présence de la soupape. Gelle4;i à une certaine époque est pressée de dedans en dehors avec une intensité égale à sa oliarge ; elle s^ouvre alors, et doime issue à la vapeur qui'nq|péut plus acqtk^rir une ibrce Hëlastîque supérieure à celle nécessaire pmir produire cet effet. La charge de la soupape éflnt arbitraire ^ on en dispose pour limiter la tension finale de la vapeur, et par suite la température maxima de l'appareil; on peut ainsi éviter sa rupture, et c'est par oette raison* qU on doim^ au n^écanisme dont il-s'aj^t le nom de sfupapç de sûreté. Lorsque la marmite de Papin est ^nveifa-* blement échauffée, et qu'on enlève la soupape , la vapeur s'échappe avec sifflement -, la température baisse jusqu'à loo^, et lie phénomène 9.e réduit à celui dgil'ébullition ordinaire de l'eau. ^

3 18. Au lieu de donner issue à la vapeur, qui s'est for- Condenseur

.11. / • 1» 1. . 1 <*o Watt.

mee dans la partie supéveure d un vase coatenatit un liquide

suffisamment échauffé, par un orifice que l'on .rend libre comme dans l'appareiUprécédent , on peut fair^ naître le phénomène de l'ébullitioii en mettant un corps firoid en contact avec la paroi supérieure, qui reste alors hermétiquement fermée. On peut se servir à cet effet d'un matras de verre à moitié plein d'eau que l'on échauffe-, 'quand le

4^ CeVKS DE PHVSIQVB.

liquide eêt en pl^ne ëbullition , on retire le mfttrat du &yttr pour le loucher faLeralétiqll^Rlent ^ le rcfbTerser enfiiito. Lorsqu'il est maintenu dans cette position, tofite appareim

Fie. 167. d'ébullition cesse , imajs le dontact d'un moroean de gladè, ou^simplement àb l'eau froide projetée sur le fend du vase, détermine la fomuitiw d^ bulles 'dans la masse liquide intérieure. L'explication de ce phénomène est fiioile à trqa^ Ter : )a vapeur en contact evee la paroi se isefroidlt, s y liquéfie en partie, et la tension^restante ayant diminué, W liquide peut alor^ foprnîr de nouvelle Vapeur. '

Ce fîdt «(rt de base à la théorie du condenseur de Watt; il peut é|^ âinçi généralisé. Lorsqu'un espace ùanoè con^ tient un liquide et sa vapeu^r à la température T , et c^ putre ùn^orps , ou simplement une surface entretenue à vtbn température t moindre que T , la vapeur se liquéfie sur la surface firoide , jusqu'à ce que^tout le liquide chaud.se soit gaeéifié. Quand l'équilibre estrétabli, et le liquide précipité < vew la paroi firoide à la température f , la vapeup qui remplît Tespace fermé ne possède plus que la force élastique correspondante à cette dernière température. ' P'après ce principe , supposons que Fespace fermé soit

fiG. i68. partagé en troi% parties , Tune A contenant Teau. chaude , l'autre B la vapeur, la troisième C le réfrigérant, et qae des robinets R et R' permettent d'interrompre ou d'établir les cpmmunicatioliâ entre la seconde partie et les deux autres. Quand R ser^ ouvert et R' fermé , B se remplira de vapeur à l^ température T ; si l'en^ferme au contraire R et qu'on ouvre R' , une partie de la vapeur de B se liquéfiera, et elle n'aura plus lors de l'équilibre que la tension conrcspondante à la température du réfrigérant. Cet appareil composé existe dans toute ipachine k vapeur : la chaudière

TÎNGTIÈME LEÇON. 4^9

est la capacité 11 , le cylindre l'espace B , et le eondenseuf^ le féfingdrant C* Le cylindre contient tin piston , que la diP'fôrence des teiisions de la Tapeur, correspondante? aux deux états d'équilibre , détermine à se mouvoir tantdt dans un sens tantdt dans l'autre. ' '

Dans la machine k vapeur de Watt dite à simple effet, •* la tige du piéton est fixée par une artieulatton à une extré- ^iç. 169. ilrité d^un balanciez , qui porte a l'autre bout un contre-, poids convenable. Lorsquele cylindre communique avec la chaudière , la vapeur qui le remplit a une force élastique égale k la pression de Tàtmosphère , qui équivaut à environ, 0*576 de mercure. Le piston est «il ors autant pressé par-dessôns qu'en-dessus, et le contre-poids agît pour le soulever. Quaifd il est au plus haut de sa course , la communication R avee la chaudière se ferme \ celle R' avec le condenseur s'ouvre en même temps. La vapeur du cylindre n'p bientôt plus que la tension correspondante à la température du tônr • denseur, habituellement de 3o*, cette tension équivaut îi quelques centimètres de mercure seulement. Le piston est alors pressé plus fortement en-dessus par Fatmosphère ^il cède à cet excès, et s'abaisse en soulevant le contre-poids on la résistance à vaincre , dont la grandeur doit être telle que cet effet puisse être produit.

Dans la machine à vapeur à double efibt ] les communi-* cations sont doubles , ainsi que les robinets II et R^ Une jj,c. i^^ow des parties du cylindre séparées par le piston commutiique avec la chaudière , tandis que l'autre communique avec le condenseur. Le piston est donc pressé d'un côté avec la tension existant dans la chaudière, et de l'autre avec cell e du condenseur \ il marche -dans la direction de la plus grande pression. Lorsque sa course est achevée dans un sens , les

'Tpt- , ■' ■' ■■■■■» ^^mtÊm^ ■ ■ ii^^pi ■■< -^^^

46o COURS DE PttïMQW.

communications s'établissent dans un ordtefBTarse, et soa mouvement change de direction. La tige du piston trattne le fond supérieur du cylindre dans une boîte à cuir , pour agir sur ime des extrémités du balancier , et le forcer à vaincre les résistances applicpées à son autre extrémité.

Le condenseur est ordinairement une cavité dans laquelle on £dt arriver 1 eau froide par une pomme d*arrosoir -, c'est le contact de cette eau avec la vapeur qui détennine lali» quéfaction de cette derrière ou sa Condensation. Lorsqu'on emploie la vapeur comme fovce motrice à des températures supérieures à loo"", ou ayant une force élastique de plusieurs atmosphères, on se contente souvent de mettre en communication avec Tair extérieur la partie du cylindre cm la pression doit être la plus faible -, Tair est alors le véritable condenseur ; la machine à vapeur est dite à haute pvession. XJne soupape chargée de poids convenables, disposée à la partie supérieure de la chaudière , comme dans la marmite (le Papiû , donne le'mQyen d'obtenir la vapeur motrice à h tABsion voulue.*

Le fait physique de la condensation de la vapeur est sans contredit la cause fondamentale de Teffet des machines à

&U| mahil n'entre que pour une très faible partie dans la description de ce genre de moteur. Pour en donner une théorie complète il faudrait détailler les nombreux tnéca* nismes qui servent à transformer le mouvenfent du piston pour produire un effet utile , à xmvrir et fermer les robinets aux instans convenaUes y à introduire Feau froide dans le condenseur, à alimenter la chaudière-, il faudrait décrire f n outre les moyens de chauffage les plus économiques oa les plus rapides , et les nombreuses précautions qu'il faut prendre pour maîtriser la fsrçe de la vapeur , et prëvenii:

le danger -des explosions. Ces détails et cette description^ \ qui composeraient seulS un cours fort étendu , ne peuvent trouver place dans celui qui nous occupe.

3 1 g. Le fait sur lequel est fondé le condeoseur de Watt , TcMi©»»

, des Tapeurs

est aussi le principe d'un appareil imaginé par M. Gay- à de basses Lussàc pour mesurer les tensions des vapeurs , à des tem- tures. pératures égales ou inférieures à o*". Le tube barométrique ou Von introdutt le liquide à vaporiser est recourbé à sa Fio.i7u partie supérieure j et entouré en cet endroit d*un mélange féfirigérant ayant la température à laquelle on veut obser« V6r. Le liquide se vaporise totalemmit, pour se liquéfier et même se congeler sur la partie froide du tube. Lorscjoe rëqmKbre eitiste , la vapeur n'a que la tension corres* pondante à la température du mélange réfrigérant. Un ba« romètre voisin penvet d'évaluer la dépression occasionna pur cette tensiopi. M. Gay-Lussac a ainsi trouvé que la force plastique de la vapeur d'eau était de 5 millimétrés environ à o** , et de | de miUim. à — ao*.

3aoi Les faits que nous avons cités suffisent pour faire gé^^S? eonnaître les propriétés générales des vapeurs. On peut ^^ ^^ï^"*** ' les résmn^ ainâ «full suit. Lorsqu'un espace, vide de tonte VM^ matière pondérable , renferme toute la vaj^isr ^'il , peut contenir à la température à laquelle il est exposé , on dit que cet espace est saturé de vapeur. Ce fkiide possède atprs la pltis grande ten$ion , et la plus grande densité qu'il puisse avoir à catte température; il est dit ^vapeur à satu* ration j ou vapeunau maximum de tension. >

Le volume ne Variant paa» la tension et k densité de la vapeur à saturation, eiicontactavecsonllquide, augmentent etàiHiinuetU; avec la. température -, .niais elles obéissent nlors ^ des* Jais triis éîff^iréntes de celles que suivent la pitossiou

46^ ÉOUBS DE PHYSIQUE.

et là densilé d'un gaz pennanent. Car lorsqu'un mâme vdlam« de gaz est porti; de la température de o"", à celle de I oo"" , sa densité ne change pas ^ et sa force élastique n'augmente que de I à ifijS) tandis qu'entre les mêmes linûtei de] température , un même VQlume de vapeur d'eau, par exemple, en contact ayec ce liquide > augmente beaucoup en densité , etaequiert une force élastique plus graude dans le rapport de 5 à 76a miUi|nèttes , ou de i à iSa.

Si la vapeur n est plus en contact avec squ liquide, ^ puÎBi^ en augmenter la masse lorsque la température s'ëlève, sa teusion sous le même volume augmente aloirs avec k température suivant la même loi que la pression d'un ga2 placé dans leÀ mêmes circonstances^ Si reépace- n'est pdt saturé de yiyeûr , en sorte qu'elle a'ait pas aôn wi^xinuMn ele ténôon , sa forée élastique eûtnmepce k dkuinuer avec la température , comme celle d'un gaz permanent, msit oettè vapeur, dont la densité ne chailge pas, finit par sa^ turer l'espace proposé, à une certaine température in^ rieure à celle d'^où i'on est parti \ la l<n de diminution des tensioUÂ change à cette époqUe, cai^ là vapeur ae liquéfiées partie païf un nouvel abaissemeôt dé tivipératiirev ^ ^ trouve eq^cwHîaet avec son liquide «aminé dans lc6 cas ptré» oéden&j

J^a. tempéifàtui!^ i^estant constante , ^ le vohutie variant^ la màsÂe dé vapeur à saturation aùgmbnie et diminua pro* portioUneUement au volume^ si elle est«n contact avec son liquide *, sa d^asîté et sa prcsnon nacfaangent pas , bien difi^enie en cela d'un gaz peqpanent^ .dont la densité ^ la forte élai^ique varient en jraison invetsadU volume^ pesr la méme^niasse et la même teiUpératiu^. Si la Videur mkf» dans )'es{]^e'firoposé sans seu liquide ^ ^ttnaieti et sa dm-

siié dimumeiift , lorflqi|ie lé volmue augmeote , to suivant la )oi de MariotCe. Si oelte vapeur ûe abture pa8 l'espace , eto, tensioa auginooite comme eélle d'uk» ^àz ,, lorsque le volume dim&ioe sans changement de tenap^ral^re , jus(|u*à ce i|ue ce volotne soit àssea diminuié pour ipie la quantité de va* p«ur primitive puisse ilatura: Tispace réduit \ à partir de cette ifpûque 1» tension de la y^fifeuJt rest^^coUstAnte*

On voit par ott expoàé des propriétés générale» des vapeurs, en quoi elles diffèirwt* des gaz permaneos» Timt qn^eUeaae sont paè en contact^vec leur liquide, ou qu'elles nj sont pas amenées f elles se edmportent comme les gais qpottnd le veUauae et la .teB^p<k«tore varient. Mais lorsqu'au -cfipdtraireielles sont en présence de leur liquide » ou qu'elles sûiftt; amenées à seliquâCiet, Ito veipeurs .suiYei^t.de$ loia p.artiçulièra^> et tràs difféi^iites àe ceUe^dejS gaz., perma* tiens.'

3(ai . Néatimôins il jn'y a âfictine raifton d'établir une di&- identité ftketiee de natilre entre les ga^ periixanens et les vapeus» ^ des%M^9 on. doit au toniraîre admettre leur identité. Car le$ viq)€nirs répandues dans un espèce qu'içllés.ne satiir^nt paâ se tu>ii^ âui^^ comme ks gaz,. par les tariationa de température et de pression qui île leur font pas a4<teîndr)é TétaUde satviration ', et réCqpiroquemeiM^ les gà^ pertnanens se çondwiSent comii^e de^ vâpeuraqni ont dés températures plus élevées » ou des denaità moindres.qué celles coi'^espottdantes %leut {mî^t desaturAtion.; C!et|e idieiitité, a d'ailleurs été vérifiée pa{r ' la. liquéfaction de certains gaz^, regardés autrefois comme peri^anens^ et. que l'on a obtenus à, 1. état liquide ? soit en leuc.faisant subir de.|^sMBdefl ps^^WHIs^À la çoéme tetapéra* lare , soit en les expoaaut à. des twi^.ératui^s tr^basses ums la même ptessiop. * > . ^

4^4 COQRA BB PHVStQfJE.

Mélanges 323. DaHon a démontaé que lorsque dés Vapeurs se tué-

, des Y^fieurB. langent à des gas , h force élastique du mélange ait la

somme des forces élastiques des vapeurs et des gaz cornposaus , chacune d^elle étant rapportée au volume total. C'est en se fonc\ant éur ce principe que M. Gay-Lussac a imaginé mi appareil qui sert à vérifier cette loi lemarquar ble, que la force élastique'de la vapeur capable de satunr un certain espace, à une température donnée , est la même, que cet espace soit vide, ou ^^il contienne un ou plusiears

; gaz plus ou moins dilatés. Cet appareil se compose d'an

lai^ tube en verre, vertical, gradué eu parties d^égale ca-

^ FiG. 17a. p&cité , soudé par les deux extrémités dans des boites m^

talliques munies chacune d'un robinet , et qui co^imunicpie par le bas avec un petit tube de verre se recourbant yerti«-

^ calement pour aboutir ouvert dans l'atmosphère.

Le grand tube étant plein de mercmre , et les robiaets fermés , on visse an-dessus de l'appareil un ballon renversé, dont la tubulure est fermée par un troisième robinet, et qui contient un gaz très sec. On ouvre ensuitedes trois ro- . binets *, le mercure s'écoule par le bas , et une partie >da gas sec du ballon entre dans le grand tube. Quand la cpantité de gaz introduite parait suffisaute , on ferme les commuaications ; on ramène la pression du fluide intérieur à celle de l'atmosphère en versant du mercm» par le petit lobe, juscpi'à ce que ce liquide s'élève au même niveau dans ks deux branches -, on observe alors 1q volume V occupé^^ar le gaz sec.

Après* cette première opération, on enlève le balloa pour visser à sa plac^ une. petite Cttvette métallique conte* Fie *^3 ^^"^ an' liquide , et^qot le fbnd est traversé par un cylindre plein et horizontal. Ce cylindre présente une cavité aar

sa surface , «t peut fieiire une dêmi-révolutian de manière à présenter cette cavité latérale , tantôt au fond de la cu« vette où elle se renarpUt 9 tantôt vers le bas pour qpit la goutte prise tombe dans le grand tube, dont oa ouvre le. robinet supériair. On répète plusieurs fois ce double mou* vement jusqu'à ce que le gaz , sec d^abord^ soit enfin satiné de Tapeur-, ce but est atteint quand le niveau du mercure dans le tube étroit cesse de s'élever.

Quand le gaz est satu^de vapeur, son volume s*est augmente , mais on le ramène à sa première grandeur Y en versant du mercure par le petit tube. Lors de cet état, la différence de hauteur a des niveaux dans les deux branches, mesure évidei^ment Taugmentation de force élastique due à la formation de la vapeur daùs le volume invariable occupé par le gaz , ou la tension de cette vapeur seule. Or si à la température de rexpérience^ on introduit quelques gouttes du même liquide dans le vide d^un baromètre , il en résulte une dépression àans la colonne, que Ton trouve précisément égale à a. Ainsi la tension et par suite ladensité de la vapeur, qui sature un certain espace à une tempécatiure donnée, restent les mêmes, que cet espace soit vMe ou déjà occupé par un gazi

Lorsque Texpéiience précédente se fait sur Téther , il arrive souvent que ee liquide dissout le corps gras dont le robinet supérieur est enduit pour fermer plus exactement \ il. en résulta alors une fuite de fluides élastiques, ou Tin* . troduction de l'air extérieur parJés joints. Pour éviter cette cause d'erreur, M, Gây-Lussac a modifié son appareil, en supprimant le robinet ëupérietu*-, on le remplit alors de paercure par le bas. On le dispose ensuite dans sa position ordinaire sur une cuve à mercure ;,pour y faire passer le"

Fig. 174.

466 GOTIRS DE PHYSIQUE.

fluide élastique*, puis on ferme le robinet. On verse dam le tnbe latéral une petite colonne d'^éther ; dé là onfaitpatser oe liquide dans le grand tnbe , en laissant écoder du mercure par le bas pour diminuer k pression du gaz, ea SOTte que le niyeau dans le petit tube puisse 8*abaisser jusqu'au-dessous de son orifice dans le grand. Enfin on ifmet du mercure par le bout ouvert^ et Texpérience s'achève conune avec Fancien appareil.

n suit de ces diverses eipëri^pses qU*un espace limité en contact avec un liquide y et contenant un gas » se sature de vapeur comme s'il était vide. U n'y a d'autre ^Kffifrence que dans la rapidité aveô laquelle s'opère cette évaporation ; . car elle se fait instantanément dans le vide , tandis que k vapeur emploie un certain temps pour se fonner dans iid beu déjà occupé par un fluide élastique. La même indépendance existe encore lorsque l'espace proposé renfenoe plusieurs gaz , et même d'autres vapeurs qui ne puissent agir cbimiquement sur celle que l'on éprouve; cette dffniëre*se développe toujours en même quantité que si Te»pace ne contenait aucune autre matière pondérable. Échattffe- 323. Il est facile de se rendre compte maintxmant de liquMeàrâlr Réchauffement d'une masse liquide y contenue dans un vase iu>re. ouvert à l'air libre et placé sur un foyer. Les couches en contact avec les parois s'échauffent et s'élèvent à la surface, oA elles développait de la vapeur qui se mélange i Tair} elles sont remplacées au fond du vase par des couches plus firoides qui s'échauffent et s'élèvent pareiDement-, de cette manière la température moyenne du liquide va en augmentant. ÂucunebuUe ne peut apparaître h cette époque , car la tension de la vapeur est encore inférieure à la pression atmosphérique.

yiNGTIBME i.EÇON* ^fj

Par suite du progrès de rëchauffement , les couches in»-' £érieiires finissent par atteindre une température telle 4jue la tension de leur vapeur surpassé la pression atmosphëri* que du poids du liquide qui les surmonte ; il se forme' alors des bulles de vapeur qui s'élèvent du fond du vase. Mais les couches supérieures ayant encore une température pltffi basse, les bulles , obligées de les traverser, s'y oondensent et disparaissent avant d'atteindre la siiùrfàce. Ce phénomène produit un frémissement dans la masse liquide, d'où résulte le bruit particulier qui précède toute ébullitîon.- *

Enfin la chaleur cédée par les bulles précipitées accélère réchauffement ; la température de toutes les parties. du liquide atteint bientôt celle où la t^ision de la vapeur est égale à la pression de l'atmosphère , et les bulles s'élèvent partout jusqu'à la sur£|ce ; elles conservent toute la chaleur qu'elles ont reçues des parois et qui a déterminé leur formation , en sorte que la température du liquide restant devient stationnaire. Le phénomène de TâHillition est alors complet.

Sa/t. Diverses circonstances peuvent retarder TébulH- ^ Reiaid

^ V * du degré de

tion d'un liquide. M. Gay-Lussac a observé que l'eaù bout rébullition. plus tard, ou à une température un peu plus haute, dans un vase de verre que dans une envelop{7e métallique; il attribue ce retard a l'action attractive du verre sur le liquide» laquelle s'ajoute à la pression extérieure, et exige que la vapeur ait une plus forte tension pour parvenir à se former. Aussitôt que sa force élastique a ac^pns un accroissement suffisant pour vaincre cet excès de résistance , une bulle se forme , et le liquide n'étant plus directement en contact avec la paroi, cette bulle augmente rapidement de

i|68 COURS DK PHYSIQUE.

volume 9 et soulève en qudque sorte instantanéoiient toute la masse liquide» Cest là Forigme des soubresauts que*roQ remarque quand on fait bouillir de Feau .dans un vase de verre ) et qui produisent souvent sa ruptuœ. On les évite en projetant au fond du vase des parcelles métalliques *, on voit alors de petites bulles prendre naissance autour d^elles^ et Fébullitîon s'opère aussi tranquillement que dans une enveloppe de métal.

En général le degré de FébuUition d'un liquide n'éprouve aucun retard de la part des corpuscules sdiides qu'il tient en suspension. Mais il peut étre*beaucoap cbangé par les substances dissoutes dans le liquide , ou cond^inées chimir queinent avec sa masse. Par exemple, le degré de Fébullition de Feau est retardé de 9 degrés par le sel marin , de i4 par le muriate ^ammoniaque, de 4o par le sous -carbonate de potasse 9 quand le liquide est saturé de ces dffî^ rens sels* Correction 325. C'est ici le lieu d'indiquer la correction que nér

lixe deTébui- cessite la Variation de la presnon atmosphéiique , lorsque 1*4* de Pm. ^^^^ détermine le point fixe de Fébullitîon de Feau sur les

thermomètres. Sans nos climats la pression baiométrique varie de o",73 à o",78 -, on la suppose de o",76 lorsqu'on marque la température de loo"*. L'expérience a indiqué <|u*une diffàrence dans la hauteur barométrique de 27 millimètreS) en plus ou en moins de la pression normale o'^yTÔ, en apportait une d'un degré dans le même ^ens sur le point d'ébulUtion de l'eau* Or on peut supposefr y entre les limi^ tes extrêmes et peu distantes de la pression atmosphérique 9 que la différence des températu^s de FébuUition. est proportionnelle à la différence des hauteurs barométriques; il suffira donc de diviser la distance comprise sur le thermo-