SUITE DE LA DILATATION DES LIQUIDES

Dans la dernière séance en parlant de la glace, nous avons dit qu’elle était plus légère que l’eau et que c’était une raison pour laquelle la glace devait se former constamment à la surface ; et cela est évident, parce que l’eau qui est au maximum de densité à 4° ira nécessairement au fond. Cependant l’on trouve quelquefois de la glace au fond des rivières, qui ont un courant rapide et qui n’ont pas une grande profondeur. Voilà comment on peut concevoir ce fait : lorsqu’il fait froid et que l’eau est parvenue à la température zéro , il se forme constamment par le contact de l’air et de l’eau de petits glaçons qu’on peut considérer comme invisibles; ce sont des molécules de glace qui se forment comme les molécules de sel dans une dissolution saline. Les petits cristaux de glace n’ont pas le temps de se réunir dans une eau courante, et ils sont entraînés au fond parce qu’ils suivent l’eau dans ses tourbillons. Il est démontré que l’eau parfaitement tranquille peut rester liquide jusqu’à 3°, 4% et même io°. 11 est facile de s’en assurer en mettant de l’eau bouillir dans un vase, avec une couche d’huile par-dessus. En exposant cette eau à un froid de io°, vous la verrez rester liquide. Si ensuite vous remuez cette eau d’une manière quelconque, ou si vous y introduisez un corps étranger comme du sable, ou, ce qui réussirait encore mieux, un petit morceau de glace, à l’instant toute la partie de l’eau qui peut se congeler se congèle, et la température remonte à zéro.

De même lorsque vous avez de l’eau qui est remplie de petits glaçons, de petites molécules cristallines, on conçoit qu’un moment ces molécules peuvent adhérer à des cailloux, à des pierres qui sont dans le fond de la rivière, comme on voit des cristaux se former sur un corps solide. Une fois

qu’il s’est formé de ces petits glaçons , il s’en forme d’autres sur ceux-ci ? et ainsi de suite. C’est ainsi qu’on conçoit que l’on peut trouver de la glace au fond des rivières. Lorsque ces glaçons acquièrent ensuite un volume assez considérable , comme ils n’ont que les du poids de l’eau , il en résulte qu’ils font effort pour se soulever, et finissent par venir à la surface en entraînant avec eux de la terre ou d’autres corps étrangers.

Dans la dernière séance nous avons vu que la principale difficulté,qui s’opposaitàla véritablemesuredela dilatation des liquides , était la dilatation des vases solides qui les contenaient. Nous avons montré un appareil au moyen duquel on est toutà-fait à l’abri de cette difficulté. Ensuite, nous avons tiré parti de la dilatation même des solides pour corriger la dilatation des capacités des substances solides avec lesquelles ces vases sont formés, et nous avons vu que, pouvant mesurer la véritable dilatation d’un vase qui contient un liquide , on peut avoir avec une grande exactitude la dilatation absolue de ce liquide.

Réciproquement, si vous admettez qu’on connaisse exactement la dilatation d’un liquide , du mercure, par exemple, vous pourrez vous en servir pour connaître la dilatation des corps solides. En effet, je suppose que nous ayons rempli un vase de fer avec du mercure que nous ayons bien fait bouillir pour être certains de ne laisser aucune humidité qui occuperait une portion de l’espace; cette opération étant faite , nous prendrons le poids de ce vase vide et ensuite le poids du même vase rempli de mercure, et nous aurons, par conséquent, la quantité de métal liquide contenu dans le vase. Cela fait, nous porterons ce vase, que nous supposons d’abord à la température zéro, à celle de 100 degrés. Il arrivera nécessairement que le mercure qui est plus dilatable que le fer, s’échappera en partie de l’intérieur du vase. Il est certain qu’il ne sortira pas assez de mercure , ou en d’autres termes, qu’il en restera trop dans le vase; car puisque le vase se dilate, il est évident que la chaleur ne fait pas sortir toute la quantité de mercure due à la dilatation propre du mercure. Mais admettons que nous connaissions bien la dilatation du mercure, nous pourrons calculer quelle est la quantité de mercure qui devrait s’échapper du vase dont la capacité est connue, en passant de la température zéro à la température de ioo°. La différence entre la quantité absolue qui devrait s’échapper et celle qui s’échappe réellement, nous donne Sa quantité restée pour remplir l’augmentation de ca-

pacité, ou, ce qui est la même chose, la dilatation cubique du métal qui forme le vase. Il ne reste plus qu’à prendre le tiers de cette quantité pour avoir la dilatation linéaire. La dilatation des solides s’obtient ainsi avec plus de précision que si on cherchait à la mesurer directement : car avec le procédé que nous venons d’indiquer, on a la dilatation cubique, qui est trois fois plus grande que la dilatation linéaire, de sorte que l’erreur se trouve réduite au tiers.

Ce procédé peut s’appliquera plusieurs autres substances; cependant on ne peut employer le mercure pour mesurer la dilatation de l’or, de l’argent, du cuivre, parce que ces corps agissent réciproquement les uns sur les autres, que le mercure dissout l’or et l’argent, et qu’il adhère au cuivre. On peut alors prendre d’autres liquides, l’eau, par exemple; mais dans ce cas, voilà ce qui arrive. L’eau étant extrêmement dilatable , si l’on se trompe sur la véritable température, l’erreur sera très grande et portera en entier sur la dilatation du métal. Il importe donc, pour faire ces sortes d’expériences, de prendre un liquide très peu dilatable.