CALIBRAGE ©ES TUBES THERMOMÉTRIQUES

Nous avons supposé, jusqu’à présent, que les tubes des thermomètres étaient parfaitement cylindriques. Mais c’est une chose extrêmement rare que d’en trouver de tels seulement dans une étendue de quelques centimètres ; et pour vous le faire concevoir, il suffit de vous rappeler comment on fait ces tubes. On a du verre en fusion à l’extrémité d’un tube en fer, qu’on appelle une canne , comme si l’on voulait souffler une bouteille ; deux personnes tirent ce verre en sens contraire : de sorte qu’il s’allonge en formant deux cônes opposés au sommet. Ainsi ces tubes doivent être coniques; de plus, indépendamment des irrégularités qui peuvent se trouver dans le verre, la pesanteur a nécessairement une action pour affaisser les tubes. On peut donc dire qu’il est réellement impossible de faire des tubes parfaitement cylindriques; et, en effet, vous userez 3o kilogrammes, et dans cette quantité on peut faire une très grande quantité de tubes, avant d’en faire un de 2 ou 5 décimètres , qui soit passablement cylindrique. Nous allons voir qu’on peut se rendre indépendant de cette cylindricité parfaite des tubes, et avoir de très bons thermomètres avec des tubes qui 11e posséderaient pas cette propriété.

Dans la dr don que nous avons supposée d’un tube parfaitement cylindrique , vous concevez que toutes les divisions étant égales, l’espace compris entre deux traits représentera des volumes de mercure égaux; nous aurons, dans ce cas, ce que nous appellerons des capacités parfaitement égales. Si on nous donne un tube qui soit irrégulier d’une manière quelconque, qui ne soit pas cylindrique, en un mot, la question revient à trouver des capacités égales; c’est-à-dire, qu’il suffira de graduer notre tube non pas en espaces linéaires égaux, mais bien de telle manière que les capacités en mercure comprises entre deux divisions soient toujours parfaitement égales. Au moyen de cette nouvelle division , on supplée au défaut de cylindricité des tubes.

Une première manière, qui paraîtra bien simple défaire cette opération, consiste à prendre une petite colonne de mercure , ab , que l’on introduit dans un tube destiné à faire on thermomètre, fig. 4- Si le tube est parfaitement cylindrique, la colonne de mercure aura toujours la même longueur dans toutes les positions que nous pourrons lui faire prendre dans

le tube. Mais si l’on fait ainsi voyager cette petite colonne, on remarque bientôt qu’elle a des longueurs extrêmement variables, tantôt plus petites, tantôt plus grandes, et de la variation de la longueur de la colonne , nous en tirons avec raison cette conséquence que le tube n’est pas cylindrique.

Mais comme ce n’est point tant des longueurs égales qu’il importe d’avoir que des capacités égales, et qu’il est évident qu’une même quantité de mercure indiquera constamment la même capacité, voici ce que nous allons faire. Nous supposons le tube bien fixé, et la base de notre colonne placée en a ; celte colonne ira, par exemple, jusqu’au point b , nous marquerons, avec une pointe de diamant ou avec une plume à l’encre , les deux extrémités a et b de la colonne. Nous aurons une première division a b. Nous ferons ensuite courir le mercure dans le tube, de manière que la base de la colonne coïncide parfaitement avec le point é, et nous ferons un nouveau trait au point c, où aboutit la tête de la colonne. Nous aurons deux divisions ab9 bc9 égales en capacité. Nous continuerons à promener la colonne de mercure, en faisant toujours reposer sa base sur la dernière division, et nous parviendrons ainsi à

avoir 2, 5, 4? 5, 6, divisions, qui seront parfaitement

égales. Cela dépend uniquement du soin et de l’exactitude de l’observateur qui fait cette expérience.

Telle est la manière la plus simple de diviser un tube en un certain nombre de parties égales; vous pouvez vous en contenter. Lorsque vous aurez opéré avec soin, vous pourrez dire que votre tube est bien calibré. C’est le terme dont on se sert pour exprimer cette opération.

Quand on a ainsi divisé un tube en parties égales mais qui sont assez grandes, on peut diviser chacune de ces grandes parties, par exemple, en dix parties plus petites. Ces petites parties ne seront pas rigoureusement égales, mais elles approcheront plus de l’être que si l’on eût divisé la totalité du tube en longueurs, et non en capacités égales.

Nous pourrions, après avoir divisé notre tube en dix parties égales, diviser chacune de ces pa rties en deux parties, chacune de celles-ci en deux autres, et nous parviendrions ainsi à avoir des divisions toutes égales en capacité. Mais ce moyen serait long et fastidieux. Il vaut mieux diviser d’abord le tube en dix parties égales, par exemple , et diviser ces parties en un certain nombre de parties plus petites; il y aura une erreur, mais elle sera peu sensible et pourra être négligée.

Si, maintenant, nous voulons procéder d’une manière un peu plus précise, voici l’opération que nous devons faire.

Je veux , par exemple , diviser l’espace AB d’un tube , fig. 5, en deux parties d’égale capacité. J’introduis dans le tube une colonne de mercure que je tâche de faire égale à la moitié de la capacité du tube. Mais vous sentez que cela est, pour ainsi dire , impossible, et que ma colonne sera un peu plus grande ou un peu plus petite. Supposons qu’elle soit plus grande, elle viendra, par exemple, au point Cs lorsqu’elle s’appuiera en À. Je fais ensuite glisser la colonne dans le tube de manière que la tête C de cette colonne vienne se placer en B Alors la colonne , puisque je l’ai supposée plus grande que la moitié de AB , va dépasser le point C et venir en C. Il faut faire en sorte que la quantité dont les deux colonnes AC , BC se croiseront, soit la plus petite possible. Si elle est trop grande, il suffit de faire sortir un peu de mercure du tube. Lorsque je suis parvenu à avoir la distance CC très petite, je puis supposer le tube cylindrique de C en C : et alors, en divisant cette distance C C en deux parties égales, je pourrai dire que mon tube est partagé en deuxcapacités AEy BE égales. Ces deux divisions AE , BE , étant tracées, on pourra opérer sur chacune de ces divisions, comme on a opéré sur le tube entier, et l’on aura quatre parties égales. On opérera sur ces nouvelles divisions comme sur les précédentes, et on aura huit parties égales : c’est là ordinairement le plus grand nombre dedi visions que l’on cherche.

TABLES THEBMOMÉTRIQUES,

Ce serait un cas tout particulier et un pur effet du hasard , que les divisions que vous auriez tracées par les méthodes que nous venons d’indiquer, correspondissent avec celles qui vous seraient données en prenant les deux points fixes, le point zéro et le point cent . Aussi ne s’en inquiète - 1- on pas. On suppose que l’on a un thermomètre que l’on a divisé en ;jo en 60, en 80 parties égales, avant de prendre les points fixes. Ainsi vous commencez par diviser votre tube en autant de parties que vous voudrez; vous y faites bouillir le mercure , vous le fermez, vous prenez ensuite les points fixes. Je sup pose qu’en plongeant votre thermomètre dans la glace fondante le zéro corresponde à la division i5 et qu’en le plongeant dans l’eau bouillante, le point où le mercure s’arrêtera corresponde à la division 78. Nous aurons ainsi un espace compris de 1 5 ■— à 78 , que nous pourrons diviser en cent parties égales; c’est-à-dire que nous aurons 62 parties pour l’étendue de l’échelle allant de zéro à cent.

Nous ferons alors la proportion que nous avons indiquée pour la conversion des degrés, si 62 parties^ donnent 100 degrés, combien de degrés donnerait une de ces parties. Nous trouverons ce nombre de degrés en divisant 100 par 63, ; et cette valeur trouvée, nous construirons une table exacte sur laquelle nous inscrirons les divisions du tube, et en face les degrés correspondans.

Ces thermomètres ont un grand avantage ; c’est que l’observateur ne sait pas d’avance ce qu’il doit avoir. Ainsi , quand on fait une expérience, on a un but, on désire arriver à tel ou tel résultat. Si l’on connaît l’échelle de son thermomètre, malgré soi on forcera d’un vingtième, d’un dixième, quelquefois davantage; au lieu que, lorsque vous ne connaissez la valeur de vos divisions que lorsque vous avez consulté votre table, vous ne faites aucune concession.