Ô COURS DE PHYSIQUE

de dilatation linéaire, mais comme ils sont toujours contenus dans des vases qui se dilatent en même temps qu'eux-mêmes, il y a à tenir compte de leur dilatation apparente et de leur dilatation réelle. Si les volumes V^ et Vo qui entrent dans la définition de a

Vr ~ V

sont mesurés dans un vase gradué qui se dilate, a est le coefficient de dilatation apparente. Si l'augmentation de volume est mesurée dans sa valeur absolue, ou corrigée (49) de Tinfluence de la dilatation du vase, a est le coefficient de dilatalion absolue, celui qu'on envisage d'ordinaire, parce qu'il est seul caractéristique du liquide.

Avec les gaz, au contraire, le physicien français Charles a reconnu qu'ils avaient tous à peu près le même coefficient de dilatation. Ceux qui sont solubles dans l'eau et facilement liquéfiables se dilatent pourtant un peu plus que les autres. Mais les différences sont faibles; nous admettrons qu'elles sont nulles, et que tous les gaz ont le même coefficient de dilatation*

Ce coefficient est plus élevé que pour les liquides et les solides, mais il ne faudrait pas croire à une séparation tranchée, sous ce point de vue, entre les trois classes de corps. Les liquides très volatils que l'on chauffe à une température supérieure à celle de leur ébuUition sous la pression ordinaire, en les empêchant de bouillir par une augmentation convenable de la pression, se dilatent de plus en plus pour des élévations égales de température, et leur coefficient de dilatation finit par égaler et même dépasser celui des gaz.

56. En restant dans les conditions ordinaires, et en comparant solides, Irquides et gaz entre eux, on trouve toute une série de corps de transition reliant les unes aux autres les trois formes connues de la matière. Voici, pour le prouver, une table de coefficients de dilatation qu'on a multiphés par 100000, pour les débarrasser de la série de zéros qui empê-

THERMOMÉTRIE.

chenl de se faire une idée de leur vraie grandeur. Sous celte forme, ils prennent en outre une signification concrète, car ils représentent le nombre de centimètres cubes dont s'accroît, de 0^ à 100^ un décimètre cube ou un litre des divers corps, mesuré à 0^.

Diamant 0c<^,l3

Silicium cristallisé. . .. 0cc,20

Platine 0^s92

Fer doux tcL-,23

Argent icc,93

Cristal 2*:c,27

Plomb 2«c,94

Zinc 2CS97

Sel gemme . 4ciî,03

Soufre 6 0,75

Mercure idtc.13

Kau 42ec-,99

Alcool ilUc-,97

Ether i83cr,06

Aldéhyde 2>4co,38

Air 367cc,00

Acide carbonique . . 371 «^c^qq

Acide sulfureux . . . 390'î«^,3

Avant de quitter ce sujet, il est utile de combiner les notions nouvelles que nous venons d'acquérir avec quelquesunes do celles que nous possédons déjà.

67. Variations de la densité avec la température. — La masse d'un corps quelconque, solide, liquide ou gazeux, ne varie pas avec sa température. Si donc on représente par D^, Do,V/,Vo sa masse spécifique et son voliuïie à {^ et à 0", on aura

Y,Do = V,U, d'o.ù ;f = ^^ =

Do

Vf 1 4- af

D'où

La densité décroît donc à mesure que la température s'élève, du moins tant que le volume croît. Pour Teau, qui se contracte de 0"* à 4®, la densité est maximum à 4**, et J'eau devient plus lourde à mesure qu'elle se rapproche de cette température. On le montre par une expérience très simple, due à Hope. Une éprouvette pleine d'eau (fig, 38) porte à moitié hauteur une galerie qu'on remplit de glace. L'eau, qui se refroidit au contact delà glace, tombe au fond quand ellç atteint la température de 4**, et on voit, en effet, un thcrmo'

Fig. 58.

mètre /', implanté au fond de Téprouvette, se refroidir et rester à 4<>, pendant que le thermomètre /, placé au-dessus

de la glace, reste stationnaire ou à peu près.

Mais à partir d'un certain moment, quand les couches inférieures ont atteint leur maximum de densité, Teau, qui se refroidit au-dessous de i^y remonte, parce qu'elle devient plus légère, et c'est au tour du thermomètre supérieur do s'ahaisser et de marquer une température inférieure à celle du thermomètre du bas.

II en est de même dans la nature, et on s'explique ainsi comment dans les lacs, les étangs et les masses limitées d'eau douce qui se refroidissent par la surface, les parties profondes peuvent se maintenir longtemps à 4°, alors que la surface est gelée. Si le froid persiste, la perte de chaleur au travers de cette couche de glace, faiblement conductrice, fait que cette couche s'accroît par-dessous et peut gagner le fond, mais le temps nécessaire pour cela augmente beaucoup plus rapidement que l'épaisseur à congeler, à cause de la résistance croissante opposée à la perte de char leur par l'épaisseur croissante de la glace.

58. Variation de la pression d'un gaz avec la température. — En combinant la loi de Mariotte avec la loi de la dilatation des gaz, nous allons trouver une autre conclusion intéressante.

Soient V et H le volume et la force élastique d'un gaz à la température t, Vq et Ho le volume et la force élastique de la môme masse de gaz à 0^. Pour pouvoir appliquer la loi de

THERMOMÉTRIB. iOl

Màriotte, nous avons d'abord à chercher ce que devient le vohime V en se refroidissant jusqu'à 0° sans changer de pression. Le coefficient de dilatation est alors le coefficient de dilatation à pression constante que nous avons déterminé (56) et appelé a. On a donc pour le volume à O^sous la pression H l'expression :

.1 + af

et

si le

gaz

suit la loi

de Màriotte, on Y H - ^"

i peut

écrire :