CHAPITRE XI

FORCE ÉLASTIQUE DES VAPEURS

117. Formation des vapeurs dans le vide. —Nous n'avons étudiéj'usqu'ici que le côté calorifique de la formalion des vapeurs. 11 nous reste à examiner le côté pression. Pour étudier la pression des vapeurs, nous les produirons d'abord dans le vide, de façon à n'avoir pas à tenir corupte de la pression de l'air mélangé. Pour cela, dans ua tubd barométrique aussi long que possible, et placé sur la cuve profonde, nous faisons arriver, en lés poussant par la partie inférieure au moyend'unepipette recourbée, quelques gouttes de liquide, par exemple d'éther. Sitôt qu'elles sont arrivées au haut de la colonne barométrique, deux effets se manifestent.

Le premier est un abaissement brusque du mercure, qui s'arrête à un niveau très inférieur au niveau primitif. Cette dépression est évidemment due à la vapeur formée brusquement dans le vide barométrique. Cette vapeur a donc une force élastique, exerce une pression, mesurée par la différence de niveau du mercure dans un baromètre normal et dans le baromètre mouillé. Voilà sa ressemblance avec les gaz.

Voici maintenant la différence. Si c'était un gaz qui avait produit la dépression observée, on pourrait, en soulevant ou abaissant le tube, faire varier le volume occupé par le gaz et faire varier en même temps sa pression. Il n'en est pas de même avec la vapeur. A la seule condition que tout le liquide ne soit pas vaporisé, et qu'il en reste un peu à la surface du mercure, on peut, en soulevant et abaissant le tube, faire

FORCE ÉLASTIQUE DES VAPEURS

varier le volume occupé parla vapeur : la hauteur mercurielle soulevée ne change pas (fig. 81), ni par conséquent là pression de la vapeur. Le seul effet visible de Texpérience est de vaporiser une partie du liquide excédant quand on augmente le volume offert à la vapeur, de condenser une partie de cette vapeur quand on le diminue ; mais la pression de la vapeur est indépendante du volume quon lui donne à occuper. On exprime quelquefois ce fait en disant que la vapeur ne suit pas la loi de Mariette. Rien n'est plus incorrect. L'énoncé de la loi de Mariotte exige que la masse de gaz soit constante : celle.de la vapeur ne Test pas. Quand elle Test, c'est-à-dire quand on a assez augmenté le volume qu'on lui offre pour que tout le .

liquide excédant soit vaon trouve au contraire que la vapeur suit à peu près la loi de Mariotte, c'est-à-dire que si son volume double , sa force élastique tombe à moitié de ce qu'elle était; mais si au lieu d'augmenter son volume, on le diminue, dès qu'il y a condensation , la force élastique devient indéi)endante du volume^ et V comme tel est le cas le plus général ^ dans la nature, surtout pour la vapeur d'eau, c'est cette notion capitale qu'il faut toujours avoir dans l'esprit, quand on étudie des vapeurs.

Celte force élastique que prend la vapeur, en présence d'un excès du liquide générateur, et qu'on ne peut ni augmen-

porisé

Fig. 82.

COURS DB PUYSIQUe.

ter ni dimiouer, est ce qu'on désigne d'ordinaire sous le nom de force élastique inaxima de la vapeur.

Elle varie d'un liquide à l'autre, pour la même température. On s'en assure en introduisant trois liquides différents dans trois tubes barométriques B, C, D (Gg. 82), plongés dans la même cuve et appliqués contre la même échelle. Le quatrième tube A, qui reste à l'état de baromètre, sert de comparaison. On voit ainsi que l'alcool déprime le mercure plus que l'eau, Téther plus que l'alcool, et en général les liquides volatils plus que ceux qui le sont moins ou ne le sont pas.

118« La force élastique maxima d'une vapeur aug^mente avec la température. — Pour un même liquide^ la force élastique maxima de la vapeur augmente avec la température suivant une loi particulière à déterminer dans chaque cas. C'est surtout pour Teau que cette détermination est importante, à cause des machines à vapeur, et de la nécessité d'être exactement renseigné sur la variation du la pression avec la température. Aussi les études sur ce point ont été très soigneusement faites. Voici, d'après Regnault, les forces élastiques, mesurées en colonnes de mercure, de la vapeur d'eau à diverses températures T.

Tableau des forces élastiques de la vapeur d'eau, évaluées en centimètres de mercure à O», de 10» en 10^.

FORCE ÉLASTIQUE DES VAPEURS

Les expériences n'ont pas été poussées au delà de cette limite» pour laquelle la force élastique de la vapeur est mesurée par une colonne de mercure de plus de 20 mètres.

Plusieurs choses sont à remarquer dans ce tableau.

119. On voit d'abord qu'à 0°, et même aux températures inférieures, la force élastique de la vapeur d'eau est encore sensible. Nulle part, par conséquent, sur la surface du globe, la vapeur d'eau ne disparait de l'air sous l'action du froid, et quand on songe à son rôle de régulateur, le fait prend de l'importance. Toutefois, dans les régions polaires, la force élastique de la vapeur d'eau est faible, son action régulatrice Test aussi, et ces climats seraient exposés à des variations extrêmes si les brouillards apportés par de l'air plus chaud ne venaient un peu les protéger.

Fig. 83.

120. On voit aussi que la force élastique de la vapeur croît peu aux températures ordinaires jusqu'à 40% mais qu'au