ÉLASTICITÉ OU RESSORT DE L’AIR

Une portion quelconque d’air que nous isolons par la pensée, a ses molécules rapprochées, puisqu’elles sont comprimées de toutes parts par l’atmosphère, dont la pression nous est connue. Supposons, pour mieux fixer nos idées, que ce soit de l’air enfermé dans un flacon : toutes les molé~

culcs qui sont dans ce flacon sont comprimées par ia colonne d’air qui exerce sa pression par l’ouverture du flacon; cette pression est celle du baromètre. Les molécules qui sont dans le vase, jouissant, comme nous l’avons établi, d’une force répulsive, font effort contre les parois de ce vase pour augmenter; et si les parois devenaient tout-à-fait flexibles, et qu’il n’y eût point d’air autour du vase, les molécules s’éloignant de plus en plus, le volume augmenterait indéfiniment. En effet, nous avons dit qu’un volume d’air égal à un centimètre carré pourrait remplir tout cet amphithéâtre, si aucun obstacle ne s’opposait à son expansion.

Par conséquent, puisque l’air tend sans cesse à augmenter de volume, et qu’il ne le fait pas par un obstacle qui agit contre lui, il réagit donc lui-même, et fait un effort pour augmenter de volume. C’est cet effort qu’il fait constamment que l’on désigne par le nom à' élasticité, par le nom de force élastique, qu’on désigne encore par le nom de tension de l’air.

Puisque l’air a été ramené à cet état de compression qui le fait ainsi réagir comme un ressort, par la pression seule de l’air, il est évident qu’il se sera comprimé tant que la pression aura été prépondérante ;. mais nécessairement il arrivera un terme où il y aura équilibre entre la pression de l’air et la force élastique; car si la pression de l’air était plus grande que la force élastique, c’est-à-dire que la réaction fût moindre que l’action, l’air diminuerait encore de volume; si la pression était plus petite, l’air augmenterait de volume. Ainsi donc la force élastique de l’air est toujours mesurée par la pression que ce même air éprouve.

Cette pression de l’air n’est autre chose que son poids. Dans une colonne liquide, le poids de cette colonne est déterminé par la somme de toutes les molécules qui composent cette colonne. De même, dans l’atmosphère, le poids d’une colonne fluide et la pression qui en résulte est égal à la somme de toutes les molécules matérielles composant cette colonne.

Supposons maintenant que le vase que nous considérions tout à l’heure comme ouvert, soit fermé : l’air enfermé dans ce vase se trouve dans le même état qu’auparavant; il exerce toujours une pression semblable à celle qu’il exerçait d’abord; mais, puisque la communication avec l’air extérieur est interceptée, il en résulte que l’effort que l’air enfermé dans le vase fait contre les parois n’est plus déterminé ici par le poids de l’atmosphère, mais seulement par le ressort de l’air, qui est déterminé par la pression atmosphérique. Par conséquent, la colonne barométrique mesurera deux choses : elle mesurera

, , , ,, • Pnn<;iflAré comme matière. Que ce soit

,e P°r^eÜnl iauide ou un fluide élastique, le baromètre meun solide, un liqmcl clirface de la terre. La co-

„ . . et a fiirP cette résistance que i an ~

1 an-, P est-‘ ' . ’ tQ uiours égale à la force comprimante.

PrC’est ce que l’on démontre plus clairement au moyen de c est ce que utre ch0se qu’un baromètre a sy-

1 appareil, fig- a, qui lampe , la petite branche,

ph0n d0ntoir°îaissê ernre’r de l’air “Imis à fa pression ordinaire de^atmosphère. Lorsque le baromètre était en .

— : avec l’air, la colonne demeure mirait le poids

rest^'à'la'mêm^hauteur^Mais nous ne pouvons ^us dire, alors nue la colonne fait équilibre au poids de 1 air, pui qu’elle *a cessé d’être en communication avec ce poids Le mercure fait donc équilibre à autre chose qu a la colonne

d L’âir qui était dans la petite branche du baromètre^nmiitivement en c°m“ contre l’obstacle.

C est cette leac i iiastique. Cette force élastique est

que nous appelons la fmwetart q c la commu-

^Vaticm l'a forcfélastique^soutiendra la colonne barométrique; et'nouspourronsdire J,e la colonne barométriqm. mesure le . j ™ • ci lp baromètre est ouvert, ou s il est ici me,

nous* dirons qu’elle mesure alors, non plus le poids, mais a

"if fa uTtàcher de nous rendre bien familiers avec ces expressions uni se rencontrent à chaque instant dans l’etude de la

physique. S C’est pourquoi je crois devoir vous citer encore

qUWoSons“nbSaromètre dans la cour; vous concevez très ! 'pn nne c’est l’air qui agit verticalement pour faire montei le mercui-e Je suis sûr qu’à beaucoup de personnes se preenteTa cette objection , que dans un appartement comme beoteia c J sun plafond qui paraît soutenir îe poids

de vT ÆX n" devrait p?s s’élever à la même ban- ? i „ p. rour Cette objection ne serait pas fondée.

L’air n’entrerait ici que par une ouverture extrêmement petite, que le baromètre serait à la même hauteur que < an

'a Toutes les couches inférieures de l'air sont au même degré

de compression , laquelle compression est déterminée par le poids de la colonne immédiatement au-dessus. Ainsi, dans cette enceinte, l’air a été comprimé par la pression de l’air qui se transmet dans tous les sens à la hauteur de la couche où se trouve l’ouverture ; de manière à opposer ensuite une résistance du dedans au dehors, justement égale à la compression qu’il aurait éprouvée. Car il a été comprimé jusqu’à ce que sa force élastique fût en équilibre avec la pression qu’il supporte.

Le baromètre peut donc, d’après cela, être considéré comme étant la mesure de deux choses liées ensemble; car ce n’est que la traduction d’une chose dans une autre. Il mesure évidemment la pression de l’air; c’est ce que vous avez très bien conçu, et ensuite la force élastique dé l’air qui est mesurée par la pression que cet air supporte.

Pour bien concevoir l’effet de cette force élastique de l’air, nous n’avons qu’à nous représenter un ressort. Vous savez que tout ressort que l’on comprime tend toujours à réagir, et qu’il résiste d’autant plus que l’on cherche à le fermer davantage. Si vous mettez sur ce ressort un certain poids, il se fermera d’une certaine quantité; si vous mettez un poids plus considérable, il se fermera davantage; en un mot, pour un poids déterminé , il aura toujours une fermeture déterminée.

II en est absolument de même de l’air ; il faut considérer comme des ressorts les petites molécules dont il est composé, et qui se repoussent indéfiniment, lorsqu’aucun obstacle ne s’oppose à leur expansion.

L’air que vous considérez dans les régions inférieures de l’atmosphère, est comprimé par la colonne qui va jusqu’au haut de l’atmosphère. Toutes les molécules qui, comme nous l’avons dit, forment autant de petits ressorts, se sont rapprochées de manière à faire équilibre au poids de la colonne qui pèse sur elles. Supposons que la communication entre l’une de ces molécules et l’atmosphère soit interceptée , le ressort n’en reste pas moins tendu et réagissant avec la même force. La tension élasticpie de la molécule sera donc toujours égale à la pression qu’elle a éprouvée. A “

Le baromètre dont je vous ai parlé tout à l’heure, et qui est maintenant fermé, peut être considéré comme un ressort qui ne se détruira pas pendant longues années, parce que la seule altération qu’on pourrait craindre ne pourrait provenir que de l’oxidation du mercure, mais le mercure n’est pas sujet à s’oxider. *

P.ourra se servir de cet appareil pour mesurer l’inten- 1 e de la pesanteur dans divers lieux de la terre; nous avons vu que le pendule peut aussi servir à cet usage.

insi air renfermé dans notre baromètre est un véritable ressort, et ce ressort sera toujours le même tant que la température ne variera pas. 1

. Supposons que nous transportions cet appareil vers les régions polaires où la pesanteur est plus considérable ; sa pesanteur étant plus grande, que va-t-il arriver : la colônne de mercure sera évidemment devenue plus pesante ; or le ressort est reste le même. Donc, la colonne de? mercure ne pourra plusconserverla même hauteur, elle diminuera. Pourprendre de» nombres ronds, supposons que la pesanteur soit deux fois plus grande vers les pôles. Alors une colonne de mereure moü tie plus petite pèserait autant sous le pôle que sous l’endroit où nous sommes Par conséquent pour faire équilibre au ressort de 1 air, la colonne de mercure se réduirait à moitié En eé neial nous verrions que les intensités de la pesanteur sonfen laison inverse de la colonne de mercure. Il faudrait supposer que la température fût exactement la même dans le- deux endroits ou 1 observation se ferait. On parviendrait facilement a remplir cette condition en plongeant le baromètre dans un bain d eau que 1 on ramènerait à une température constante Maintenant que nous connaissons la loi suivant laquelle 1 a, r diminue de volume par la compression, nous pouvons nous fane une idee plus exacte que nous ne l’avons^ait ius qu a présent, de l’air dans lequel nous nous trouvons L’ai'r s un fluide compressible, et vous concevrez tout de suite que, s. nous nous devons dans l’atmosphère au moyen d’un ballon, ou sur une montagne, à mesure que nous nous élevons nous laissons des couches d’air au-dessous de nous, qui par’ conséquent, ne posent plus sur nous ni sur notre instrument

De sorte qu a mesure que nous nous élevons lo t i , ’

rom être doit aller nécessairement en diminuant Ai fd s ^ ^ montagne très élevée le baromètre peut descendre^ Un6 de 3o centimètres, et cela est toEt simple

que les couches qui pèsent sur le baromètre qui déterminent la colonne barométrique à s’élever. 1 uueiminent

D après la loi de la*ct>mpressibilité des flmdpq ;i n . » . dent que les couches d’air n’ont pas la même densité T‘ ' hauteurs différentes, puisque, dans chaque éndroff îv * rait une hauteur barométrique différente Or V t u-3j

donc, lorsque nous nous serons élevés a e la pression atmosphérique serait réduite d’air aurait une densité moitié moindre, sur cet objet dans le résumé de cette

séance.

comprimante. Ainsi une hauteur telle qu à moitié, la couche Nous reviendrons

IMPRIMERIE T»E E. DTJYERGER ,

JUJH DE VEIXNfîllJL , N. 4-