RÉSUMÉ DE LA VINGTIÈME LEÇON

Nous nous sommes occupés, dans la dernière séance, de ta dilatation des fluides élastiques. Nous avons reconnu une cette dilatation était la même pour tous les fluides élastiques gaz ou vapeur, et que la loi était extrêmement simple; puisque, en partant d’une masse que l’on prend pour unité, les augmentations de volume étaient proportionnelles à la température mesurée par le thermomètre à mercure, dans une elendue qui est comprise depuis la température de 4o° auc essus de zéro jusqu’à plus de 5oo°, pour lesquels Pexpérience a ete faite, mais que l’on peut supposer indéfinie.

Nous avons ensuite comparé les dilatations des corps solides, celles des liquides et celles des fluides élastiques et nous avons vu que les corps solides se dilataient d’une manière très irrégulière , même d’après le thermomètre à mer-' cure, dans des températures très élevées, et, à plus forte raison , lorsqu’on prend le thermomètre à air pour mesure de la chaleur. En effet le thermomètre à mercure s’écarte du t rermomètre a air et présente une différence de 14 0 à la température de 5 oo °. D’après cela nous avons concu que, si l’on voulait construire un thermomètre très exact , il fallait prendre non pas les solides ou les liquides, dont la dilatation est irrégmiere , mais les fluides élastiques, qui tous se dilatent d’une manière uniforme. Parmi les differens fluides élastiques c est 1 air atmosphérique qu’on a choisi pour en faire un thermomètre.

Vous avez vu que l’appareil que nous avons appelé le thermomètre a air, rie différait pas sensiblement de l’appareil que nous avons employé pour mesurer la densité des fluides c astiques. Tl se compose d’une boule surmontée d’un tube

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tellement gradué, que les divisions qu’on peut trouver sur le tube , aient un rapport déterminé avec la capacité de la boule.

Le thermomètre à air doit en général rester ouvert; et alors il devient baromètre. Il y a deux effets, celui de la pression et celui de la chaleur, et pour parvenir à s’en servir, il faut, chaque fois qu’on veut faire une expérience , le graduer ou le mettre au point.

Nous avons vu qu’en prenant une masse d’air dont le volume serait représenté par 267 , et qu’en éehauffant cette masse à partir de zéro jusqu’à 1 °, 20, 5°, etc., alors cette masse devenait successivement 268, 26g, 270, ainsi de suite indéfiniment; de telle sorte que, si l’on échauffait un volume d’air quelconque jusqu’à 267 0 , son volume se trouverait doublé. Ensuite, en descendant au-dessous de zéro, la masse 267 diminue de volume et devient successivement 266, 265, 264 et ainsi de suite. Voilà donc un thermomètre dont le langage est un peu différent de celui à mercure, qui commence à la température zéro, et qui , à l’eau bouillante, marque ioo°, au lieu que le thermomètre à air, à la température zéro, marque 267°. Cette division est analogue à celle du thermomètre de Farenheit. On a été forcé de prendre le nombre 267 pour éviter des fractions ; pour chaque degré du thermomètre centigrade , c’est une unité qu’on ajoute ou qu’on retranche. Ce langage avec lequel il faut se familiariser, est extrêmement simple. Si, par exemple, on me dit que le thermomètre à air marque 280, sachant qu’à 267 il marque zéro , retranche 267 de 280, et la différence i3 m’indique que le thermomètre à air indique i3° de chaleur; si l’on me dit que le thermomètre à air marque 25o°, la différence de 25o à 267 est de 17 ; par conséquent je conclus qu’il y a 17 0 de froid.

Cette manière de compter les degrés dans le thermomètre à air est très commode pour évaluer les variations de volume qu’éprouvent les fluides élastiques. En effet , en comparant deux degrés de ce thermomètre , on a le rapport des volumes d’une masse d’air portée à ces deux températures. Un volume d’air, qu’on vous donne à une température déterminée, doit se comporter par rapport au volume de la même masse d’air à une autre température, comme la première température se comporte relativement à la seconde.

Nous avons, par exemple , un volume F, à la température 278° du thermomètre à air, ou 1 1 0 du thermomètre centigrade , et nous voulons savoir ce que deviendrait ce volume à une autre température; par exemple, à la tempéra-

îure o 0 du thermomètre centigrade ou 267 0 du thermomètre à air. Nous aurions la proportion suivante :

Lors donc qu’on a deux températures mesurées par le thermomètre à air , et ensuite le volume correspondant à l’une des températures, on peut en conclure l’autre volume; et réciproquement, quand en connaîtra V et V' et l’une des températures, on pourra en conclure l’autre température.

Au moyen de ce que nous venons de dire, il devient extrêmement facile de trouver la température d’un mélange frigorifique. Pour cela, on prend un tube qui n’est pas précisément divisé comme le thermomètre à air ; mais il a des divisions quelconques; il faut seulement connaître le rapport de ces divisions a la capacité de la houle. Ce qui oblige à prendre ainsi une graduation quelconque, c’est qu’il arrive souvent que le mélange frigorifique est en trop petite quantité pour qu’on puisse y enfoncer tout le tube , et qu’on est alors obligé de se conformer à la nature du mélange. Dans ce cas on met la boule dans le réfrigèrent, et on fait descendre le petit index au moyen du fil de fer, de manière que toute la partie d’air au-dessous de l’index se trouve à la température du réfrigèrent. Je lis le volume de l’air à cette température qui est inconnue, et je suppose qu’elle soit de 1 5 1 ; je repré-

sente par x la température que je ne connais pas. Je porte ensuite le tube dans de l’eau chaude qui marquerait au thermomètre à air 277% c’est-à-dire, io°. Le. volume d’air qui était i5i se dilate et devient, par exemple, 190. Voilà donc deux volumes qui me sont donnés par l’expérience , et j’ai de plus la température 277 0 correspondant au volume 190. J’établis la proportion suivante :

% : #77 : : 1 5 1 , 6 : 190 , d’où je tire pour la valeur de x:

En faisant l’opération, nous trouverions 221, c’est-à-dire que le thermomètre à air, plongé dans le réfrigèrent, marquerait 2210. Traduisant 2210 en degrés centigrades, nous trouverions, pour la température du mélange frigorifique, 46° au-dessous de zéro. Vous voyez combien il est facile de trouver les températures avec cet instrument, qui revient au thermomètre étalon sur lequel on trace des divisions quelconques.