HYDROSTATIQUE. — MESURE DU POIDS SPÉCIFIQUE D'UN CORPS

de volume. Pour déterminer le poids spécifique d'un corps il faut en mesurer :

i" Le poids;

a* Le volume.

Le poids P se mesure par double pesée.

Quant au volume V, on peut l'obtenir de différentes manières, lesquelles distinguent entre elles les diverses méthodes d'évalualion du poids spécifique.

Le plus ordinairement on cherche le poids d'un égal volume d'eau à son maximum de densité. Pour Teau, en effet, dans le système métrique, le poids est numériquement égal au volume à 4** (*). Plus généralement, dans un système quelconque de mesures, le poids spécifique absolu p d'un corps est lié à la densité absolue (masse de l'unité de volunie) d par la relation fondamentale

p = dg.

Pour Teau

Pa = dag.

Si donc, conformément à l'usage universel, on rapporte les poids spécifiques à celui de l'eau pris pour unité, le poids spécifique relatif— est encore le rapport des poids de volumes égaux du corps et de l'eau. Ce rapport, indépendant de g, est le même en tous lieux, et il est égal à la densité relative -7-.

Pour ces valeurs relatives, les seules que l'on considère ordinairement dans la pratique, on emploiera donc indifféremment les

expressions de densité ou de poids spécifique. Ainsi l'équation /?= r?,

qui définit le poids spécifique, s'écrit habituellement

P=Vrf,

(') Cependant, comme le kilogramme des archives n'est pas rigoureusement conforme à sa définition théorique, puisqu'il est inférieur de 0,000 01 3 environ au poids d'un litre d'eau à son maximum de densité, le poids de i décimètre cube d'un corps quelconque (évalué comme tout poids par comparaison avec le kilogramme) sera de 0,000 01 3 supérieur au rapport du poids de i décimètre cube du corps au poids de i litre d'eau à 4*. Mais la différence, portant seulement sur le cinquième chiffre significatif que l'expérience atteint difficilement, sera en général absolument négligeable.

formule d'une application immédiate dans le système métrique : P est le poids en grammes d'un corps dont le volume est V centimètres cubes et la densité d.

Le poids d'un volume d'eau égal à celui du corps peut se mesurer de plusieurs façons.

211. Poids spécifique d'un solide. — Considérons d'abord les corps solides; on peut suivre :

i"" Le procédé de la balance hydrostatique;

2* Le procédé de l'aréomètre ;

Z"" Le procédé du flacon.

I* Balance hydrostatique, — Le premier procédé est une application immédiate du principe d'Archimède. On attache le corps par un fil fin sous l'un des plateaux de la balance hydrostatique, on met de la tare dans l'autre plateau de manière à établir l'équilibre ; on

\Tr

yi^ià

Fig. 3o7

enlève le corps, on le remplace par des poids marqués, x. On a ainsi le poids du corps, abstraction faite de l'influence de l'air dans lequel on opère. On ôte les poids, on remet le corps et on le fait plonger dans l'eau (s'il est plus léger que l'eau, on le tient immergé au moyen d'une petite capsule percée de trous et qui reste dans l'eau pendant toute la durée de l'opération) ; l'équilibre est

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rompu. Pour Je rétablir il faut mettre des poids -' du etté du corps : ■^ est la densité brute, laquelle devra subir certaines corrections que nous examinerons ultérieurement. Ce procédé est rapide : on fait deux doubles pesées avec seulement trois pesées simples. Le défaut est le fil qui subit de la part de l'eau une poussée hydrostatique et une attraction capillaire qu'il est difficile de maintenir constantes. Toutefois en employant un fil de platine très lin, recouvert d'une légère couche de noir de fumée qui l'empêche d'être mouillé par l'eau, et toujours immergé d'une quantité connue, on peut avoir des résultats précis. En tous cas, il est bon de prendre le corps et l'eau à une température que l'on notera, afin de pouvoir ensuite en tenir compte, comme il sera dit plus loin.

n' Aréomètre. — Le deuxième procédé ne diffère du premier que par l'emploi d'une balance spéciale, l'aréomètre (^pacs;. subtil). On appelle ainsi un flotteur, lesté au bas et terminé en haut par

une tige qui sort en partie du liquide : le point où s'établit l'affleurement dépend de la charge que porte l'appareil et aussi du liquide dans lequel il plonge. Très anciennement connu (')

(1) Attribué par les uns ï Arctaimëde, par les autres à Hypatie (fille de Thëon ; philosophe et mathématicienne. Alexandrie; 370 (7)-4IS], il était certainement en usage chei les apothicaires du iv° siècle de l'ère chrétienne (Geblàhd, Wied. Ann., I; Ifi77).

SOUS le nom de baryllium (^), cet instrument ne fut d'abord employé que pour les liquides. Charles l'appliqua à la mesure de la densité des solides (*), et c'est son appareil, qu'il nommait aréomètre -balance, que l'on désigne souvent à tort sous le nom d'aréomètre de Nicholson. Tel qu'on le construit ordinairement aujourd'hui, l'instrument consiste en un cylindre creux en fer blanc A, terminé par deux cônes; le cône supérieur est surmonté d'une tige très déliée, marquée d'un repère a et supportant un petit plateau B ; au cône inférieur s'accroche un panier G, assez lourd pour lester l'appareil. On met l'aréomètre dans une éprouvette pleine d'eau : il flotte verticalement. On place le corps sur le plateau, et à côté on ajoute assez de tare pour que l'aréomètre enfonce jusqu'au trait d'affleurement tracé sur la tige. On enlève le corps, on le remplace par des poids marqués de manière à rétablir l'affleurement : on a ainsi, par double pesée, le poids rdu corps. On ôte les poids marqués et on remet le corps, mais dans le panier ('), de façon qu'il soit immergé ; pour amener l'affleurement

il faut ajouter un poids % dans le plateau supérieur : —, est la

densité brute.

Cette méthode est peu précise, l'aréomètre n'étant pas une bonne balance (227) (^); mais elle est très simple et peut par cela même rendre des services : les minéralogistes l'utilisent fréquemment ; en voyage, elle est souvent la seule possible.

3" Flacon, — Le procédé habituel pour déterminer la densité des solides est le procédé du flacon, imaginé par Klaprott et définitivement introduit par Regnault. Cette méthode exige un flacon que l'on puisse toujours exactement remplir de la même quantité d'eau. On a employé successivement des flacons fermés par un verre rodé, ou bouchés par un bouchon à l'émeri avec sillon longitudinal. Le flacon le plus commode est un flacon en verre mince, à

(^) Muschembrœck est le premier auteur où Ton trouve le nom d'aréomètre.

(*) BioT, Traité de physique, I, 433; 1816.

(') Si le corps est plus léger que Teau, on le place sous le panier qui peut se retourner à cet effet et s'accrocher par le fond ; ou bien on le maintient dans le panier au moyen d'un couvercle à jour.

(^) On a cependant quelquefois employé avantageusement, comme balances industrielles, d'énormes flotteurs disposés dans des cuves profondes, de manière à recevoir les ballots au niveau du sol, & la façon de la bascule.