DENSITÉ DES SOLIDES

Il s’agit, par exemple, de connaître la densité d*un morceau de bismuth. Je commence par en prendre le poids exact dans l’air, avec la balance ordinaire. &p rès cela, il faut trouver le poids du volume d’eau qu’il déplace. Je prends le flacon dont je viens de parler, je le remplisd’eau distillée, et je le ferme avec le bouchon conique. Cela fait j’enlève l’eau qui mouille l’extérieur du vase avec un linge ou avec du papier brouillard ou papier à filtrer : car c’est une condition indispensable qu’il ne reste pas d’eau autour du vase ; il faut même attendre quelque temps pour que la couche d’humidité qui reste, quoiqu’on ait bien essuyé, ait été enlevée par l’air. Lorsque l’extérieur du flacon est bien sec, on en prend le poids. Si maintenant j’enlève le bouchon , sans perdre de l’eau, et si je mets dans le vase le morceau de bismuth, n’est-il pas évident que ce corps tient la place d’un volume égal d’eau ; par conséquent, si je remets le bouchon , il faudra nécessairement qu’il s’en aille de l’eau, de manière que j’aie dans le vase une quantité d’eau moindre que celle qui y était, de tout le volume du corps.

Je suppose que l’eau qui est sortie du flacon ne se soit pas perdue, et qu’elle se soit logée dans un appendice autour du col du vase. Il est évident qu’en pesant le flacon il doit être plus pesant de tout le poids du corps qui est dedans. Mais si je laisse tomber l’eau, le flacon avec Se corps sera plus léger de toute la quantité d’eau qui s’est échappée, c’est-à-dire du poids d’un volume d’eau égal au volume du corps.

Je suppose, par exemple, qu’on ait pris un morceau de

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verre, et que ce morceau de verre pèse dans l’air.

Qu’on ait pris un flacon plein d’eau, et que le flacon, plus l’eau qu’il contient, pèse 120 sr- 102;

Et enfin qu’on ait pris le poids du flacon rempli d’eau, mais renfermant aussi le corps, et que le flacon, plus l’eau qui peut y rester, plus le corps, pèse 129 sr- 77 5.

Que faut-il avoir? il faut avoir le poids de l’eau qui s’est échappée. Nous avons le poids du corps dans l’air, lequel est égal à 16 sr- 2i3; puis le poids du flacon plein d’eau, lequel est égal à 120 sr- 102. Ces deux quantités réunies donnent i36 3i5.

Maintenant nous avons pour le flacon contenant de l’eau et le corps 129 775.

En retranchant cette dernière somme de i56 sr- 3i5 nous aurons. 6 540..

Cette quantité de 6 zr- 54o est égale au poids de l’eau que le corps a déplacée.

Il ne reste plus qu’à diviser le poids du corps, 16 sr- 2i5 par 6 sr- 540. Le résultat de la division sera 2,4792; ce qui veut dire que le verre pèse près de deux fois et demie plus que l’eau, sous le même volume, ou que la densité du verre est près de deux fois et demie plus grande que celle de l’eau.

Cette méthode est indépendante de la cause d’erreur que nous avons signalée dans la balance hydrostatique, et qui provient de ce que l’eau tend à adhérer au fil.

Au lieu de se servir d’un flacon, 011 peut avoir un cylindre AB 3 fîg. 5, que l’on remplit d’eau, et que l’on ferme au moyen d’un disque a h qui s’adapte parfaitement sur les bords supérieurs du cylindre.

Les corps plus légers que l’eau, comme la cire, ne présentent pas plus de difficultés que les corps solides. L’opération se fait absolument de la même manière. Le disque force ces corps à plonger dans l’eau, au lieu que dans la balance hydrostatique il faut employer des moyens particuliers lorsque l’on a à connaître la densité de corps plus légers que l’eau.

On a souvent à prendre les densités de corps réduits en poudre très fine. Or les corps en poudre logent de l’air en quantités plus ou moins considérables, et vous sentez que, si vous ne délogez pas cet air, quand la poudre sera plongée dans l’eau, elle occupera un plus grand espace et déplacera par conséquent un plus grand volume d’eau. On peut être ainsi trompé sur la véritable densité des corps ; et l’erreur

que Pou est exposé à commettre est telle qu’il est arrivé que certains corps qu’on a trouvés plus légers que l’eau, pèsent néanmoins trois fois davantage, il faut donc avoir égard à la quantité d’air qui peut se trouver dans les interstices; et pour délerminer la véritable densité d’un corps il faut commencer par déloger cet air.

Cette observation s’applique non-seulementaux poudres , mais aussi aux corps solides. En plongeant ces corps dans l’eau, il y a une foule d’endroits, de petites cavités où l’eau ne pourrait se loger, parce que l’air y restera. Dès lors, la nécessité de placer le corps dans le vide.

Si après avoir mis le corps dans un vase plein d’eau on met ce vase sous le récipient de la machine pneumatique, et qu’on lasse le vide, on voit aussitôt une grande quantité de bulles s’élever du corps. Ces petites bulles , qui étaient imperceptïbtes pour nous, occupent, quand on a fait le vide, un espace 5oo et 600 fois plus grand; devenant par conséquent

incomparablement plus légères que l’eau, elles doivent s’élever à sa surface.

. Cette opération terminée, 011 fait rentrer Pair sous le récipient, on prend le vase qui contient le corps et on le pèse dans cet état; on peut même retirer le corps pour le remettre dans un autre vase , parce que restant mouillé d’eau , l’air ne

peut rentrer dans les interstices où il était logé avant qu’on eût fait le vide. " 4

Ainsi une attention que je recommande expressément avant de peser un corps dans l’eau, est de soumettre ce corps

a 1 action du vide, afin que l’air qui était dans les interstices puisse s’échapper.

Mais on ne peut porter le vide qu’à deux millimètres et par conséquent il pourrait rester de Pair dans les cavités du corps. Je vais vous faire connaître un procédé au moyen duquel on parvient beaucoup mieux à chasser Pair oui ^ trouve dans les interstices du corps. 1

Je prends un petit flacon, j’y loge une certaine quantité de verre en poudre, dont je veux connaître la densité! Il Va eaucoup d air dans les interstices que laissent entre elles les particules du verre. Je dis que nous pourrons chasser cet air sans nous servir de la machine pneumatique; ce qui est un très grand avantage pour les personnes qui n’ont pas un cabinet de physique tout monté, et même on pourra faire beaucoup mieux que la machine, c’est-à-dire qu’on pourra dépouiller complètement d’air les interstices. Il suffira de aiie 0111 lr beau, et de l’agiter avec une baguette. Les

bulles d’air monteront à la surface du liquide, parce qu’une • fois que l’eau sera en ébullition, pour une goutte d eau qui se vaporisera, vous aurez un volume de Tapeur 1700 fois plus “and; cette vapeur chassera l’air, et n’en laissera pas un

millième « pas même un vingt-millième. , , .

Si on faisait cette opération dans un flacon très épais, 1 pourrait arriver que ce flacon se brisât par l’action de la cha- Feur. On peut, au lieu d’un flacon épais, se servir d un petit matras mince à col épais, qu’on fait boucher a 1 emen, de manière qu’on pourra le faire chauffer sans aucun danger. Onand on a fait bouillir le liquide , on laisse refroidir ; Pal ne peut plus se loger dans les interstices; on achève de remplir le vase d’eau , on le bouche , et on en prend le poids. Cette méthode se prête à tout, aux corps solides comme aux poudres, ce qui est une chose extrêmement importante. Relativement aux poudres, voici une question qui peut se

■nrésenter et ciui est cissez curieuse.

Un solide aura-t-il la même densité qu’un corps en poudre . c’est-à-dire un corps solide, réduit en poudre, conservera-t-il

dans ces deux circonstances la même den®,**?J) sonnement, nous devons trouver ngoiireuscme.it la meme densité pour le corps dans ces deux états diffeie s.

Voici cependant une cause qui pourrait changer la densite, c’est que tous les corps solides, même ceux qui nous paissent avoir le moins d’affinité pour l’eau , adhèrent avec ce liquide. Ainsi je prends un morceau de métal que je plonge dam l’eau; ie l’en retire mouillé ; les gouttes qui restent sm

pendues après ce morceau de métal me montrent que par une puiuucs l , il y a une action chinai-

attraction entre 1 eau el le wrpa. ü y ,|e

p action chimique? c’est de rapprocher les molécules des corps, conséquemment d’augmenter leur densite, en dégageant une quantité de chaleur qu’on peut apprécier dans u 1 p-rand nombre de circonstances.

g S’il SC dégage de la chaleur, il faut une certaine condensation à la Surface du corps solide et de l’eau. Il en resuite donc qu’en prenant un corps solide, il aura dans cet état une surface déterminée. Si vous le réduisez en poudre fl aura une surface mille , cent mille fois plus grande, car réduire un corps en poudre, c’est en augmenter les surfaces. Ainsi le cor ps étant mis dans l’eau, s’il y a une certaine cause d erreur du aux surfaces, plus il sera réduit en poudre, et plus 1 erreui sera grande Voyons si effectivement du verre pris en masse, a etfsnRe ce ,/ême verre réduit en poudre, aura la meme

densité. L’expérience a été faite avec soin , et Ton a trouvé qu’il n’y avait pas de différence sensible. D’où il faut conclure que quand l’eau mouille le verre, la condensation qu’elle éprouve est infiniment petite. Si elle était tant soit peu notable, le corps paraîtrait plus dense. A présent supposons que l’eau restant constante, ce soit le corps qui ait éprouvé ce changement. C’est comme si effectivement il avait éprouvé une augmentation de densité. Or on n’a trouvé pour le verre rien de semblable , il faut donc en conclure que l’action chimique est assez faible pour ne pas diminuer le volume du verre.

On a pris les densités des corps, vous en trouverez des tables qu’il vous sera facile de comprendre, dans les'ouvrages de physique et de chimie. On a pris la densité de la glace ou de l’eau qui se congèle. La glace a une densité exprimée par qi4, la densité de l’eau étant 1000, ou , si nous prenons la densité de l’eau pour 1, celle de la glace est exprimée par 0,914. C’est pour éviter ces fractions décimales qu’au lieu d’exprimer la densité de l’eau par an, on l’appelle dix, cent, mille.