DÉTERMINATION DE LA DENSITÉ DES CORPS SOLUBLES DANS L’EAU

Dans certaines circonstances, on ne peut pas prendre la densité d’un corps par rapport à l’eau ; parce que ce corps se dissout dans l’eau, comme par exemple, le sucre, le sel marin, etc. et en général, tous les corps qu’on appelle solubles dans l’eau. En mettant de pareils corps dans l’eau, pour faire les expériences dont nous avons parlé, ces corps se fondraient et il n’en resterait absolument rien. Il faut cependant trouver un moyen de mesurer la densité de ces corps, et de rester fidèle à l’unité de densité que nous avons adoptée.

Nous ne pouvons prendre la densité des corps solubles par rapport à l’eau, mais nous pouvons la prendre par rapport à un autre liquide qui sera sans action sur le corps : tels que l’huile d’olive, l’essence de térébenthine, l’esprit de vin, l’essence de lavande, l’essence de romarin. On prend la densité de ces liquides relativement à l’eau , et quand on a déterminé la densité du corps soluble par rapport à l’essence , on a la densité de ce corps relativement à l’eau, en multipliant la densité du corps par rapport à l’essence, par la densité de l’essence par rapport à l’eau.

D’après ce fait, sur lequel vous ne conserverez aucun doute que les corps pèsent moins, lorsqu’ils sont dans l’air, que lorsqu’ils sont dans le vide, vous pouvez concevoir facilement ce qui arriverait à une balance dont les deux plateaux auraient été mis en équilibre à la surface de la terre : si vous les avez mis en équilibre avec des poids composés de la même matière de part et d’autre , par exemple, avec un kilogramme de cuivre d’un côté, avec un kilogramme de cuivre de l’autre; en transportant l’appareil dans le vide , ou en l’élevant sur une montagne l’équilibre ne changera pas. Les poids pèseront moins en réalité, mais comme ils sont égaux de part et d’autre, et qu’ils ont le même volume, puisque nous les avons sup-

posés de même densité, ils auront diminué tous deux de la même quantité : par conséquent l’équilibre subsistera.

Mais je suppose que l’équilibre ait été fait entre une masse de plomb et une masse d’eau. Le plomb pesant 1 1 fois j plus que Geau, sous le même volume, qu’arrivera-t-il, si l’on transporte la balance avec les deux masses sur une montagne ? Le plomb déplace un volume d’air qui est 11 fois £ moindre que celui qui est déplacé par l’eau , par conséquent le plomb n’aura perdu sur la montagne qu’une quantité de son poids moindre que celle que l’eau a perdue. L’équilibre sera donc troublé, et le plomb l’emportera sur l’eau.

En général, si l’équilibre entre deux masses différentes ayant été établi à la surface de la terre ^ on s’élève sur une montagne, l’équilibre sera détruit, et la différence sera d’autant plus grande que la différence de densité des deux corps sera aussi plus grande, et qu’on s’élèvera à des hauteurs plus considérables.

ARÉOMÈTRES.

Yoilà la question des densités tout-à-fait épuisée, c’est-adire que nous sommes en état, avec les données que nous avons exposées, de prendre la densité d’un corps quelconque et avec toute l’exactitude désirable. Il ne reste maintenant qu’à parler de quelques moyens accessoires dont on se sert pour abréger les opérations. Gela nous conduira à vous parler de ce qu’on appelle des aréomètres en général, qui servent principalement pour connaître les différences de densité des liquides.

Yous vous rappelez que pour avoir la densité d’un liquide par rappport à l’eau, nous avons pris un vase que nous avons successivement rempli d’eau et du liquide dont nous voulions connaître la densité. Au lieu de prendre la capacité intérieure du vase, on peut prendre, pour ainsi dire, son volume extérieur. Le problème se réduisant à avoir un volume constant d’eau et du liquide en question, on y parvient de deux manières. Ainsi, je puis, par exemple, prendre un vase et terminer sa capacité enmettantun bouchon. Il estclairquequand j’aurai appliqué ce bouchon, j’aurai constamment le même volume de liquide renfermé dans ce vase : de sorte que le poids du liquide divisé parle poids de l’eau me donne la densité.

Si au lieu de remplir la capacité du vase, ce vase plonge dans l’eau jusqu’à une marque, car il fauttoujoursqu’une partie de ce vase reste au-dessus de l’eau, pour qu’on puisse le manier commodément, si, dis-je, le vase plonge dans l’eau

jusqu’à une marque que l’on a tracée* j’aurai un certain vo~ lume d’eau déplacé.

Je le plonge maintenant dans un autre liquide et il faut avoir les deux mêmes volumes. Pour immerger le vase dans l’eau, je suppose qu’il faille le charger d’une certaine quantité de poids. Dans ce cas je déplace un volume d’eau égal au volume du corps immergé; et le poids de l’eau déplacée est évidemment égal au poids de tout l’instrument, plus aux poids dont on l’a chargé.

Supposons parexemple que l’instrument avant de l’immer-

ger dans l’eau, a un certain poids égal à io5,gr 125

Pour l’immerger jusqu’au trait, il a fallu ajouter

un poids de 52, gr

C’est-à-dire que l’instrument pèse en total. . . 157, gr 555 Parconséquentl’instrument déplace un volume d’eau dont le poids est de i57,gr 555

Yoilà le poids du volume d’eau connu. Il s’agit d’avoir le poids d’un pareil volume d’un autre liquide. Je suppose que cet autre liquide soit de l’huile de vitriol ou acide sulfurique. Pour faire immerger l’instrument dans le vase, il faudrait

ajouter au poids de l’instrument qui est de. . . . io5,gr 125

un poids égal à ï 49? 61 552

De sorte que nous aurons maintenant un poids total égal à 20 4, gr 4-77

Ce poids sera celui du volume d’acide sulfurique déplacé, égal au volume d’eau.

Or, la densité est égale au poids du liquide divisé parle poids de l’eau. Il s’agira donc de diviser 254?gl' 477 Pai‘ i57,gr555 et nous trouverons pour la densité de l’acide sulfurique i,85o.

Tel est le principe sur lequel est fondé l’aréomètre cteFarenheit , fig.i,qui est employé essentiellement pour déterminer les densités. Il a pour lui l’avantage de faire balance, et de donner la facilité de se passer d’autre instrument mais il est fort délicat, parce que, si l’on veut avoir une grande précision, il faut que la tige soit d’un très faible diamètre, et dès lors on parvient avec peine à saisir le moment de l’équilibre.

Au lieu de faire cet instrument en métal, on le fait en verre, au moins pour la partie immergée. C’est un cylindre arrondi aux deux bouts, portant dans le haut une tige surmontée par un petit bassin et dans le bas une seconde tige à l’extrémité de laquelle se trouve une petite boule pleine de mercure pour lester l’instrument et l’empêcher de chavirer.

Si l’on prend de l’eau à la même température, le volume du corps étant uniforme , vous devrez toujours trouver le même poids pour enfoncer l’instrument. Cela nous dispense de répéter chaque fois l’opération dans l’eau , il suffît de l’avoir faite une fois, et de conserver écrit le nombre qui exprime le poids qu’il a fallu pour enfoncer l’instrument. Alors, pour avoir la densité d’un liquide, il suffira d’y plonger l’aréomètre de prendre le poids de l’instrument, plus le poids que vous avez mis pour le faire plonger dans le liquide , de diviser la somme de ces deux poids par lepoidsde l’instrument dans l’eau ; vous aurez la densité.

Il est même un moyen d’avoir directement les densités. Pour cela , il suffit d’appeler mille le poids total du corps dans l’eau. Ainsi nous avons trouvé qu’il fallait , pour immerger l’aréomètre, d’abord io5sr- is5, qui étaitle poids de l’instrument, et de plus un poids additionnel de 02 s1'- 43o; total i3^sr- 555, Appelons cette quantité mille. Ce qui revient à prendre 1 5jer- 555 et à les faire diviser par un balancier en mille parties égales. Vous vous servirez pour unité d’un millième de ce poids. La densité de l’eau se trouverait ainsi exprimée par 1000. Il s’agit de connaître la densité d’un autre liquide; vous trouvez qu’il faut, par exemple, ajouter dix petits poids au poids de l’instrument pour immerger le même volume de l’aréomètre; vous en conclurez que la densité du nouveau liquide est 1010; s’il faut ajouter cinquante petits poids, la densité sera io5o, et ainsi de suite.

Tel est le moyen qu’on pourrait employer pour avoir immédiatement les densités. Mais il est difficile de faire ces petits poids d’une manière bien exacte; c’est pourquoi il est beaucoup plus simple de se servir des poids ordinaires, on en est quitte pour faire une division. J’ai indiqué seulement ce moyen pour ceux qui voudraient faire un instrument qui donnât les densités sans calcul.

Avec l’instrument dont je viens de parler, garni d’une tige très fine en argent ou en acier, l’on 11e peut charger le bassin supérieur que de très légers poids, sinon l’on ferait fléchir la tige. On ne s’en sert donc, pour connaître les densités, que lorsqu’on a pour but de connaître des variations de densités extrêmement faibles. On construit alors cet instrument de manière qu’il se trouve en équilibre sans mettre de poids dans le bassin supérieur. Charles, habile physicien, lui avait donné pette destination.