MACHINES A COMPRESSION

Connaissant la machine à faire le vide, nous n’aurons qu’un mot à ajouter pour faire comprendre la théorie de la machine au moyen de laquelle on comprime de l’air dans un espace déterminé. On se sert à cet effet d’un appareil analogue à celui qu’on emploie pour faire le vide, avec cette différence seulement que les soupapes, au lieu d’ouvrir de bas en haut, s’ouvrent de haut en bas.

Nous voulons, par exemple, faire entrer de l’air dans un vase,F\ fig. 5, supposons que les soupapes S s étant ouvertes, on descende le piston. L’air qui est en dessous du piston se comprime, et il ne peut s’échapper dans l’atmosphère, parce

qu’en se comprimant, il ferme la soupape s. Mais la soupape S, restant ouverte, l’air se loge dans le vase V . On retire ensuite le piston, et alors la soupape inférieure se ferme nécessairement, parce que nous avons le vide en dessus de cette soupape et qu’en dessous il y a une pression considérable. Mais la soupape supérieure est pressée par l’air extérieur qui la force à s’ouvrir de manière qu’on soulève le piston avec une grande facilité. On redescend de nouveau le piston, et l’air se comprime dans le vase. On parvient ainsi à comprimer de l’air de manière à avoir deux, trois, quatre, vingt atmosphères. La compression se mesure par une éprouvette analogue à celle dont on se sert pour mesurer le degré de vide dans la machine pneumatique.

Nous allons passer à quelques applications relatives à la pression de l’air.

Nous examinerons d’abord quelles sont les pressions qui ont lieu dans la colonne barométrique. Il est évident que l’extérieur du tube supporte dans toute sa longueur la pression de l’air atmosphérique exprimée par 76. Dans l’endroit du tube où il n’y a rien, où l’espace est vide, i! faut que les parois offrent une résistance capable de résister à la pression extérieure de l’air. Si nous prenons un endroit quelconque de la colonne , l’air extérieur agit toujours avec le même poids, et tend à enfoncer l’endroit du tube sur lequel il pèse. Mais nous avons, depuis la surface supérieure du mercure jusqu’à l’endroit que nous considérons , une colonne qui exerce dans tous les sens une pression seulement égale à sa hauteur. Si nous prenons un point plus bas, nous ferons le même raisonnement ; mais la pression de l’air extérieur ne changeant pas, et la pression intérieure, qui est toujours mesurée par la colonne de mercure au-dessus du point que l’on considère, augmentant de plus en plus, on arrive à un terme où les parois du tube sont également pressées en dedans et en dehors. Ce point est celui du niveau du mercure, parce qu’alors la pression intérieure est mesurée par 76 centimètres, qui est aussi la mesure de la pression extérieure.

Si donc on devait construire le tube de manière à résister à la pression de l’air, il faudrait porter toute sa force sur la partie supérieure du tube ; car c’est % où rien ne contrebalance, dans l’espace vide, l’effort de l’air extérieur. On peut diminuer la force de résistance des parois à mesure qu’on descend, parce que la colonne barométrique contrebalance, en raison de sa hauteur, la pression extérieure. Enfin, au

niveau, où les deux pressions sont égales, les parois pourraient être extrêmement minces.

Nous avons dit tant de fois que Pair supporte une colonne de mercure de 76 centimètres, ou une colonne d’eau de 10 mètres, que nous pouvons maintenant rendre ceci bien palpable, en maintenant une colonne suspendue par la seule pression de l’air. Supposons que nous ayion3 rempli d’eau un vase AB si nous retournons ce vase, l’eau se précipitera aussitôt, parce que la colonne sera divisée par l’air, qui glissera le long des parois et viendra se loger dans la partie supérieure, où il agira pour faire tomber la colonne , non pas en vertu de son poids, qui est infiniment petit, mais en vertu de sa force élastique, qui est égale à 76 centimètres de mercure. Pour empêcher la colonne de tomber, il suffit d’appliquer une feuille de papier sur la partie supérieure du tube supposé parfaitement rempli ; et, dans ce cas, lorsqu’on retournera le tube , la colonne ne tombera pas, parce que l’air extérieur agit de bas en haut avec une force égale à 5a pieds d’eau; de sorte que la colonne pourrait être de 5a pieds et ne pas tomber, si l’air ne pouvait s’introduire dans la colonne et la diviser.

Une seconde application de la pression de Pair consiste à avoir une vessie dont les parois soient supposées flexibles, et dans laquelle nous ne laissons qu’une très petite quantité d’air. Dans cet état, l’air intérieur est tellement pressé, que par son ressort il fait équilibre à la pression de l’air extérieur. S’il n’y avait pas équilibre, si, par exemple, le ressort intérieur était plus faible, la vessie se rapprocherait davantage. Si le ressort intérieur était plus fort, il écarterait les parois de la vessie, et le volume de l’air augmenterait. Nous allons prouver ce que nous avons déjà avancé en parlant des fluides élastiques, que leurs molécules sont dans un état de répulsion, de manière qu’en diminuant la résistance qui s’oppose à cet écartement, le volume devient de plus en plus grand. C’est ce qu’on démontre en mettant la vessie sous le récipient de la machine pneumatique, après l’avoir fermée au moyen d’un robinet qu’on y adapte. A mesure qu’on fait le vide , le volume de la vessie augmente et il finit par occuper tout l’espace laissé libre sous le récipient. Si on fait rentrer l’air, les molécules de l’air renfermé dans la vessie se rapprochent jusqu’à ce qu’elles fassent équilibre par leur ressort à celui de l’air extérieur.

Une troisième application consiste à faire le vide sous un

vase qui, au lieu d’avoir une paroi supérieure très résistante? est fermé par une peau de vessie ; à mesure qu’on fait le vide? la pression extérieure devenant à chaque instant plus forte que la pression intérieure, la peau se courbe et devient concave. En continuant à faire le vide, la vessie qui ne peut résister à une pression égale au poids d’une colonne de mercure qui aurait pour base la paroi du vase, et pour hauteur 7 (5 centimètres, doit finir par se crever, et en effet elle éclate avec un bruit semblable à un coup de pistolet.

HÉMISPHÈRES DE MAGBEBOURG.

tTne autre expérience, propre à montrer la pression de l’air, mais qui n'est pas nécessaire pour vous en convaincre, est une des premières expériences qui aient été faites après la découverte de la machine pneumatique, découverte due à un bourgmestre de Magdebourg, qui avait borné la machine pneumatique à une pompe qui était dans l’origine très grossière. Ce n’est que successivement que la machine pneumatique a été portée à ce degré de perfectiou qu’elle a aujourd’hui.

Cette expérience consiste à prendre deux moitiés d’une sphère creuse qu’on appelle les hémisphères de Magdebourg. Les bords de ces deux hémisphères sont usés de manière à s’adapter parfaitement l’un contre l’autre. Dans cette position 011 peut les séparer facilement avec un effort égal au poids du disque supérieur; mais si on fait le vide dans l’espace compris entre ces deux hémisphères, il faudra, pour les séparer, une force capable de faire équilibre à une pression mesurée par une colonne de mercure qui aurait pour base la surface des hémisphères et pour hauteur 76 centimètres, c’est-à-dire, par une colonne qui pèserait plus de 3oo livres.

Enfin, la dernière expérience, par laquelle nous allons terminer. consiste à faire passer des liquides à travers des corps poreux en augmentant la pression d’un côté ou en la diminuant de l’autre. Je suppose que l’on prenne une rondelle de bois coupée perpendiculairement au fil. Le bois est poreux , les instruirions d’optique très précis permettent d’apercevoir ces pores ; mais ils sont assez petits pour que du mercure ne puisse s’y introduire ; de manière qu’un vase fait avec un morceau de bois ne laisse pas échapper le mercure. D’un autre côté il faut remarquer que le mercure est pressé à sa surface supérieure par tout le poids de l’air, et ensuite que

Pair passant par toutes ces petites ouvertures , le presse en dessous avec une force parfaitement égale.

Si, maintenant, on prend un tube fermé dans le haut par la rondelle de bois , qui forme le fond d’un vase , le mercure que nous mettrons dans cette espèce de coupe ne tombera pas. Mais si on met ce tube sur la platine de la machine pneumatique et qu’on fasse le vide , Pair extérieur pèsera seul sur le mercure , et cette pression que nous connaissons forcera ce mercure à traverser la rondelle de bois et à tomber dans le tube sous forme de pluie.

Ceci trouve naturellement une application dans le corps de l’homme et dans ce qu’on appelle l’écoulement des liquides par des tuyaux très fins.

IMPRIMERIE DE E. DÜVERGER ,

sole de VERtïürrt. , sr. 4-