MACHINE PNEUMATIQUE

Il faut toujours dans un instrument distinguer deux choses: ce qui est essentiel dans cet instrument, et ensuite la construction que l’on a employée pour plus de commodité. Ainsi il ne faut pas voir dans la machine pneumatique un instrument compliqué.

Il faut simplement concevoir un cylindre ABCD , fig. 1, portant un piston P, armé d’une soupape s qui s’ouvre de bas en haut; il faut concevoir ce cylindre communiquant par un tube inférieur T, avec le vase V dans lequel on fait le vide, et qui porte une soupape S s’ouvrant dans le même sens que la première. "Voilà quelles sont les conditions essentielles à remplir indépendamment de la perfection du travail que je suppose toujours. Une autre condition nécessaire est que le piston puisse s’appliquer exactement sur le fond du cylindre, et qu’il ne laisse absolument aucun espace si petit qu’il soit, où l’air puisse se loger. Ainsi il faut que la soupape étant fermée se noie absolument, de manière que sa surface inférieure soit de niveau avec le reste du piston; car si elle était saillante, le piston ne pourrait s’appliquer exactement sur le fond; si elle était rentrante, il y aurait un espace dans lequel l’air pourrait se loger.

Supposons, en effet, que cette condition dont nous venons de parler ne soit pas remplie et que le piston, gêné par un obstacle, ne puisse venir s’appliquer sur le fond de ce cylindre, de manière que l’espace qui reste en dessous et où une certaine quantité d’air pourrait se loger, soit, par exemple, la dixième partie de l’espace total du corps de pompe. Je dis que dans ce cas, on ne pourrait faire le vide dans ce vase.

qu’à un dixième près. Si cet espace est d’un centième , an ne pourra faire le vide qu’à un centième près; si cet espace est d’un millième, on ne pourra faire le vide qu’à un millième près. Mais un millième est déjà un très beau résultat, et on n’a point de pompe qui aille réellement au-delà.

Il est aisé de concevoir pourquoi cette condition est essentielle. Quand le piston en descendant laisse un espace d’un dixième d’air, lorsqu’on vient à soulever le piston , cet air occupe un espace dix fois plus grand, et la raréfaction dans ce vase latéral parvenue à ce terme , l’air ne pourra jamais venir de ce vase dans le cylindre , puisque nous aurons un dixième de part et d’autre.

Par conséquent le degré de vide sera déterminé par le rapport de l’espace laissé libre au-dessous du piston à l’espace total.

Les machines pneumatiques ordinaires se composent de deux corps de pompes. Los tiges des pistons sont à crémaillère et s’engrènent sur un pignon, de sorte que quand l’un monte, l’autre descend. Cette disposition permet de faire le vide plus promptement que si l’on n’avait qu’un seul corps de pompe. Il ne suffît pas que deux surfaces soient taraudées avec soin et qu’elles soient parfaitement usées Tune contre l’autre. Si on no met un corps gras entre ces deux surfaces, il est impossible de faire tenir le vide. Voilà pourquoi on enduit toujours ou de suif ou d’huile les pistons ainsi que les bords des vases que l'on doit mettre sur la platine de la machine pneumatique.

ÊPBOUVETTES.

Maintenant que nous savons comment on peut faire le vide dans un appareil , nous allons effectivement le faire , et reconnaître à chaque instant dans quel état se trouve l’air que nous raréfierons successivement. Au lieu d’une cloche simple, nous allons nous servir d’une cloche À B, fig. 5, garnie de deux tubes , dont vous allez très facilement concevoir l’usage. Portons d’abord notre attention sur le tube d e , qui est un baromètre àsyphon dont la branche ouverte se trouve sous la cloche. L’air qui se trouve sous la cloche a un ressort égal à celui de l’air extérieur, et lorsque la cloche est placée sur la platine de la machine pneumatique , la colonne barométrique se soutient comme avant qu’on ait intercepté la communication avec l’air extérieur. Si à présent je donne un , deux, trois coups de piston, j’enlève une certaine quantité

d’air de dessous le yase ; enlever de l’air, c’est diminuerfe nombre des ressorts. Par conséquent la colonne se trouvant moins pressée doit baisser : c’est effectivement ce qui arrive. Si je continue à faire jouer le piston , j’ôte de plus en plus d’air. A. chaque nouveau coup, la densité de l’air qui reste, ou si vous voulez, sa force élastique va en diminuant, et par conséquent la colonne qui n’est soutenue que par cette force élastique, doit baisser de plus en plus, et descendre jusqu’au niveau de l’autre. C’est oe qui arrive sensiblement , et ce qui arriverait rigoureusement si le vide était parfait ; mais nous avons vu qu’on ne pouvait parvenir à obtenir un vide parfait.

Portons maintenant notre attention sur l’autre tube fg , qui est une autre espèce de baromètre composé d’uu réservoir soumis à la pression de Pair extérieur et d’un tube qui s’élève à la hauteur des baromètres ordinaires, se recourbe ensuite et descend sous la cloche où il est également ouvert. Supposant que l’air souslacloche ait le même ressort que l’air extérieur, le mercure doit être de niveau dans le réservoir, puisqu’il est également pressé des deux côtés. Lorsqu’on a lait le vide sous la cloche. Pair n’exerce plus d’action de ce côté, par conséquent la colonne de mercure ne se trouve plus soumise qu’à la pression extérieure, et elle doit s’élever à une hauteur de 76 centimètres pour faire équilibre à cette

pression.

Si maintenant je remets les choses dans leur état primitif, c’est-iWdire , si je rétablis la communication entre l’intérieur et l’extérieur de la cloche^ à mesure que l’air entrera, le mercure montera dans le tube de , et descendra dans le tube f g.

Çes deux înstrumens, au moyen desquels on peut s’assurer à quel point on a fait le vide dans l’appareil, s’appellent des éprouvettes .

Ces grands tubes sont Incommodes, et d’ailleurs, quand on fait le vide, on veut le faire aussi parfait que possible : on u’a doncpas besoin de connaître ce qui se passe avant d’arriver jusqu’au vide. C’est pourquoi on se sert de petits tubes qui peuvent se placer sous la cloche même. Nous allons répéter notre expérience avec trois petits tubes a, é, e, de diverses grandeurs qui sont des baromètres à cuvettes, et avec un petit tube recourbé, d, qui forme un baromètre à syplion , fig. /j . Ces petits tubes ne peuvent faire baromètre que dans une atmosphère qui serait très rare. Car pour faire baromètre, il faut nécessairement que le mercure se détache du haut du.

tube; c’est dans ce cas seulement que nous pouvons être sûrs que la colonne fait réellement équilibre au poids de l’atmosphère. Tant qu’il reste collé contre la partie supérieure, rien ne nous indique que la colonne est suffisante pour faire équilibre à la pression de l’atmosphère. Lors donc que j’ai enfermé ces petits tubes sous une cloche placée sur la platine de la machine pneumatique, et que je donne un , deux, trois coups de piston, je n’aperçois aucun changement dans les petites colonnes de mercure.

En continuant à faire jouer le piston, j’arrive à un terme où la colonne la plus longue commence à laisser un espace vide audessus. J’en conclus que la colonne qui reste suspendue fait équilibre à la pression de l’air intérieur, ou, pour mieux dire, à son ressort. Les autres colonnes n’ont pas encore changé ; mais si je continue à faire le vide, elles se détachent l’une après l’autre , et finissent toutes par marcher de front. Comme je cherche le moment où j’aurai fait le vide, je n’ai pas besoin de prendre un tube très long, et avec le petit tube c j’en saurai autant qu’avec les autres; seulement la colonne se déprimera plus tard.

Ce sont ces petites éprouvettes qui sont connues sous le nom d 'éprouvettes de Mairan ; parce que c’est lui qui le premier les a adaptées aux machines pneumatiques, pour connaître le degré de vide que l’on faisait.

On peut regarderies machines pneumatiques comme parfaitement construites, lorsqu’elles ne donnent pas une différence de niveau, dans les éprouvettes, qui dépasse un millimètre rparce qu’il suffit qu’il yait dans l’appareil quelques traces d’humidité, pour que l’eau, se réduisanten vapeur, détermine une certaine élévation du mercure,