ARÉOMÈTRE DE NICHOLSON

U aréomètre de Nicholson , lîg. 2, est une véritable balance qui sertpour prendre non plus la densité des liquides, mais bien des corps solides. Cet instrument, très portatif, est fort utile aux minéralogistes qui ont intérêt à connaître la densité d’un minéral, sans porter avec eux une balance et tout l’attirail nécessaire pour prendre la densité d’un corps.

Pour connaître la densité d’un solide, vous savez qu’il faut avoir le poids du corps dans l’air et le poids du même corps dans l’eau. L’aréomètre de Nicholson est construit de manière à fournir ces deux données d’une manière très exacte. Soit, par exemple, un cristal de spath d’Islande, dont je désire connaître la densité , c’est-à-dire le rapport entre son poids dans l’air et son poids dans l’eau. Après avoir mis le corps sur le plateau A de l’instrument, j’j ajoute des poids, ou même simplement de la grenaille de plomb ou du sable, jusqu’à ce que l’instrument soit descendu au point d’affleurement. Je laisse la grenaille de plomb ouïe sable, et j’enlève le corps, l’instrument remonte aussitôt. Si maintenant je mets des poids à la place du corps jusqu’à ce que l’affleurement soit obtenu de nouveau, il est évident que les poids que j’ai ajoutés donneront exactement le poids du corps. Vous voyez que j’ai employé ici ce qu’on appelle la pesée par tare.

Il s’agit maintenant de peser le corps dans l’eau. Cela est extrêmement facile. Il y a dans la partie inférieure de l’instrument un petit plateau où le corps peut se loger. Quand nous avons pesé le corps dans l’air, il a fallu un certain poids pour faire affleurer l’instrument. Maintenant que nous mettons le corps dan£ l’eau, où il perd une portion de son poids, il faudra mettre des poids plus grands d’une quantité justement égale à la perte que le corps a faite. Cet excès de poids sera le poids du volume d’eau déplacée parle corps.

Ainsi, avec cet instrument j’aurai d’une part le poids du corps dans l’air, ensuite, en le pesant dans l’eau, j’aurai la perte qu’il éprouve, ou le poids du volume d’eau déplacée, et par conséquent j’aurai les données suffisantes pour déterminer la densité.

ARÉOMÈTRES PROPREMENT DITS.

Nous allons parler maintenant de ce qu’on appelle le?* aréomètres proprement dits.

Pour comprendre ce que c’est qu’un Aréomètre, il faut d’abord établir que le poids d’un corps est égal à son volume multiplié par sa densité , c’est-à-dire que P—VD.

Il faudrait encore multiplier cette quantité par l’intensité de la pesanteur ; mais comme nous opérons dans un même lieu où la pesanteur est constante, nous pouvons en faire abstraction.

Je vois dans la formule que je viens de donner l’unité de poids, l’unité de volume et ensuite la densité. Ce sont là des quantités tout-à-fait hétérogènes. Comment est-on parvenu à établir des rapports entre elles ?

Je suppose que nous nous servions du kilogramme. Vous vous rappelez que le kilogramme est le poids d’un centimètre cube d’eau. La densité est le nombre de fois que le corps dont on prend la densité contient de matière de plus que l’eau. Je suppose que nous prenions du plomb, par exemple, sa densité est de 1 1 \ à peu près; c’est-à-dire que sous le même volume le plomb contient 1 1 fois \ plus de matière que l’eau. Ainsi je prends, par exemple, une masse de plomb du poids de 1 1 kilogrammes et je dis que ce poids est égal au volume, qui est ici l’unité de volume, le décimètre cube, multiplié par 1 1 | Ainsi, pour pouvoir nous servir de cette expression, que le poids d’un corps est égal à son volume, multiplié par sa densité, nous entendons que l’unité de poids dont nous nous servons est la quantité de matière qui est renfermée sous l’unité de volume.

Nous allons parler maintenant de ce qu’on appelle proprement un aréomètre. Pour bien comprendre le jeu de cet instrument, prenons un corps léger, un tube de verre creux, A j B, fig. 5 fermé par une de ses extrémités. Je le plonge dans Peau où il ne s’immerge qu’en partie. La partie immergée déplace un volume d’eau dont le poids est évidemment égal au poids de tout l’instrument. Car, puisque tout l’instrument est soutenu par Peau , c’est comme si la partie qui surnage était confondue avec la partie immergée.

Il est donc constant que lorsqu’un corps est immergé en partie, le poids du volume d’eau qu’il déplace est égal au poids total de l’instrument. N’est-il pas vrai que si maintenant le liquide devient plus léger, moins dense, le poids du corps ne changeant pas, il faudra que ce corps s’enfonce d’une plus grande quantité, de manière que le poids du liquide déplacé soit égal au poids total du corps.

Au contraire, si le liquide devient plus pesant, le poidsdu corps restant toujours constant , il faudra que ce corps s’en-

fonce d’une moindre quantité. Car, puisque le liquide est plus pesant, il en faudra un moindre volume pour taire équilibre au poids de l’instrument qui n a pas change. q\insi , nous voyons par là qu’un corps , dont le pools sera constant, s’enfoncera plus ou moins suivant la densite u i 1 cuide; plus, quand le liquide sera moins dense, et moins, ninnd'le liauide sera plus dense.

q D’après ce simple énoncé , vous concevez très bien que si ie prends un tube supposé parfaitement cylindrique , que je le mette dans l’eàu , il s’enfoncera d’une certaine quantité, ie pourrai même le faire enfoncer davantage en mettant du mercure dans l’intérieur du tube, ce qui s appelle le lester . L’avantage du lest est que le tube se tient verticalement.

On marque exactement le point où l’instrument touche la surface de l’eau. Si maintenant j’enfonce le tube dans un autre liquide , et que la marque que j’ai faite se trouve audessus de la surface du liquide , j’en conclurai que ce liquide est plus dense. Si , au contraire , la marque descend au-dessous de la surface de ce liquide , j’en conclurai que le liquide

est moins dense.

VOLUMÈTEÊ.

Pour faire de ce tube un instrument commode, concevons que Payant plongé dans l’eau, nous divisions en 100 parues l’espace compris depuis l’extrémité inférieure du tube jusqu’au point d’affleurement , c’est-à-dire toute la partie immergée de l’instrument. Le volume d’eau déplacé sera par conséquent aussi de cent parties. Le point d’affleurement sera le numéro cent, et l’échelle sera prolongée au-dessus de ce point de manière à avoir 101, 102, io3, etc.

Cet instrument bien simple est celui auquel on a donne le nom de voUnnètre. En plongeant cet instrument dans l eau , la surface de l’eau correspondra au numéro cent. Je suppose maintenant que je rende l’eau plus dense en y versant une certaine quantité de sel; si je plonge le tube dans ce nouveau liquide, il s’y enfoncera moins, il y aura, par exemple , une différence de 5 divisions, et la surface du nouveau liquide

correspondra à la 95e division.

Je prends une eau plus salée, et le tube s enfoncera moins encore ; il s’enfoncera, je suppose, juscfü’a la 90e division.

Si nous avons un instrument semblable, et que nous nous entendions bien sur son langage, loisque je liai que j ai employé un liquide dans lequel l’instrument plonge marquait

i°o Pf ties, vous en conclurez que ce liquide avait la même densité que 1 eau. Lorsque je dirai que j’ai fait une eau salée telle que 1 instrument, plongé dans cette eau, s’arrête à la 90' division, vous serez en état de faire un'liquidc sem-

Il est vrai que cet instrument ne nous donnera nas immédiatement les densités du liquide; mais nous aurons au moins cet avantage que nous connaîtrons quand un liquide sera plus ou moins dense. Cela est suffisant.

Je suppose qu’on prenne de l’acide sulfurique, qui est un liquide très variable en pureté. A son plus haut degré de pureté, on 1 appelle acide sulfurique concentré. On peut y ajouter plus ou moins d’eau, et l’on obtient de cette manière une ouïe d acides différens, suivant la quantité de matière réellement acide sulfurique qu’ils contiennent. L’acide sulfuriciue concentré marque 54 parties. Si l’acide ne marquait que 60 parties, il ne serait pas assez pur, et l’instrument vous aurait ainsi donne un moyen de reconnaître la fraude ou l’erreur 1e\ est le premier usage de cet instrument, pour lequel il n est pas besoin qu’on en connaisse mieux le langage. Il suffit qu’on se soit fait une table des divers degrés de densité auxquels on veut avoir les liquides ; et alors l’instrument plongé dans les liquides vous fera connaître s’ils ont telle ou telle qualité que vous y cherchez.

Mais cet instrument n’est pas seulement un instrument de commerce, c’est aussi un instrument que je puis appeler scientifique; et je puis passer facilement des indications qu’il me donne aux densités, si ce sont les densités que je cherche.

, qu®11® est la loi, quel est le rapport qui existe entre

les divisions de 1 instrument et les densités.

Le poids du liquide qui doit faire équilibre au poids de 1 instrument, qui est constant, devant être toujours le même il est évident que moins un liquide aura de densité, plus il laudra que son volume déplacé soit considérable pour faire équilibré au poids de l’instrument. D’où nous tirons cette conclusion, que les densités sont en raison inverse des volûmes marqués par l’instrument.

Ainsi, étant donné un liquide, l’instrument s’enfoncera jusqu a une certaine profondeur et déplacera un certain volume.

Si maintenant le liquide devient une fois plus dense, l’inst ruinent, conservant le même poids, n’aura besoin que de

déplacer un volume deux fois plus petit.

Nous établissons donc en principe que les densités de deux liquides sont en raison inverse des volumes immergés de notre

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instrument; et d’une manière plus simple, plus abrégée, on dit que les densités sont en raison inverse des volumes.

D’après cela, il sera facile de connaître la densité de l’eau salée qui marquait g5, c’est-à-dire qui occupait un volume représenté par g5, lorsque l’eau occupait un volume représenté par 100. Les densités étant en raison inverse des volumes, nous aurons: la densité de l’eau salée ** — ï,o5.

Cet instrument a été appelé volumètre , parce qu’il donne le volume du liquide dont le poids est nécessaire pour faire équilibre au sien qui est constant.