HAUTEUR OBSERVÉE EN MILLIMÈTRES

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(*) Delcros, Annuaire de Schumacher, pour 1838.

Formes diverses du baromètre à cuvette. — Dans les baromètres à cuvette ordinaires, la lecture se fait au moyen d'un curseur à vernier, qui glisse le long d'une règle divisée, fixée à côté du tube. Le zéro de la règle est au niveau moyen du mercure dans la cuvette; et

Fig. '|3o

pour atténuer les variations que subit forcément la hauteur du mercure dans la cuvette, on donne à celle-ci, dans la région où affleure le mercure, un très large diamètre, tandis qu'un appendice en forme de boule reçoit la pointe effilée du tube barométrique, qui se trouve ainsi toujours plongée dans le mercure, quelque position que reçoive accidentellement le baromètre. Afin d'obtenir un niveau fixe dans la cuvette malgré les variations de niveau dans le tube barométrique, on a quelquefois mis dans la cuvette seulement une large goutte aplatie qui s'élargissait ou se rétrécissait sans éprouver de changement sensible dans son épaisseur (238). Tous ces moyens sont nécessairement imparfaits.

Baromètre de Fortin, — Fortin a adopté une disposition beaucoup meilleure, au moyen de laquelle on peut toujours ramener le mercure dans la cuvette à un niveau constant, et qui permet en outre de transporter aisément le baromètre. La condition essentielle d'un appareil portatif étant la légèreté, Fortin s'imposa l'obligation de n'employer que peu de mercure ; il prit donc un tube étroit (7°" environ de diamètre intérieur), et une cuvette également étroite (3*™ de diamètre environ). Les variations de niveau dans la cuvette et dans le tube sont alors comparables. Mais le fond de la cuvette est mobile et peut s'élever ou s'abaisser à l'aide d'une vis, de manière à amener toujours le niveau du mercure à un repère fixe, qui est le zéro de l'échelle. A cet effet, la cuvette est formée à sa partie supérieure d'un anneau de verre RR, puis d'un

ËOL'ILIBRE DES GAZ, - BAROMÈTRE A CUVETTE. 785

double anneau ea buis B'B', et enfin, à sa partie inférieure, d'un sac PP en peau de chamois. Ce sac, ficelé par eo haut à la seconde pièce en buis, repose par son fond sur un petit champignon D, porté par une vis V qui prend son écrou dans la base inférieure

rig. ^3,

d'une enveloppe en laiton MM, recouvrant toute la cuvette jusqu'au niveau de la partie transparente. En haut, la cuvette est fermée par un couvercle en buis BB, traversé en son milieu par le tube barométrique T, et portant de côté une pointe d'ivoire a dont l'extrémité VioLLB, Court de physique. — I. ï»

marque le niveau nm auquel on doit toujours amener le mercure dans la cuvette. Ce couvercle en bois est recouvert lui-même d'un couvercle en laiton, rattaché à Tenveloppe inférieure par trois vis NN' qui maintiennent ainsi solidement unies toutes les parties de la cuvette.

Le tube, effilé à sa partie inférieure, présente au niveau du couvercle de la cuvette un étranglement sur lequel on lie solidement les bords d'un orifice pratiqué dans une peau de chamois, rabattue d'autre part et ficelée sur un rebord CG saillant autour de l'ouverture centrale du couvercle en buis. Cette peau de chamois laisse la pression atmosphérique s'exercer sur le mercure de la cuvette, mais elle empêche complètement ce liquide de passer. Autour du tube est une gatne en laiton GG, reposant sur le couvercle de la cuvette : sur cette gaine est marquée une échelle en millimètres, dont le zéro est à l'extrémité de la pointe d'ivoire; deux fenêtres, ménagées en regard l'une de l'autre dans la portion où se meut l'extrémité de la colonne mercurielle, et un curseur mobile permettent de relever la hauteur du mercure dans le tube.

Pour construire ce baromètre, on remplit le tube de mercure suivant la méthode ordinaire ; puis, tenant le tube verticalement, l'extrémité ouverte en haut, on lie sur l'étranglement la peau de chamois qu'on attache d'autre part au rebord du couvercle de la cuvette renversée (la gatne du tube étant ôtée). On a enlevé le fond de la cuvette en dévissant par le milieu sa garniture métallique et en dévissant de même la pièce de bois à laquelle est fixé le sac en peau de chamois. Il reste alors autour de l'extrémité du tube un cylindre, formé par l'anneau de verre et la première pièce en buis; on remplit complètement ce cylindre de mercure^ de manière à recouvrir l'extrémité du tube barométrique. On remonte la cuvette ; on serre la vis fortement de façon que tout l'air contenu dans le fond de la cuvette sorte à travers les pores du sac en peau de chamois. Ou peut alors retourner l'appareil dans sa position normale, visser la gatne du tube; et le baromètre est construit. En abaissant la vis de la cuvette, on le mettra en état de fonctionner.

Avant de faire une observation il faut d'abord installer le baromètre verticalement. A cet effet, on peut employer une suspension

à )a Cardan ('), ou bien attacher simplement le baromètre à un crochet, en le lestant par en bas avec un poids. Dans un laboratoire on se servira avantageusement d'une planchette solide, portant en haut ua crochet et en bas un anneau à travers lequel passe la cuvette : le baromètre s étant de lui-même mis vertical, on le saisît dans cette position à l'aide de trois vis implantées dans l'anneau, et que l'on a soin de serrer de manière à fixer le baromètre sans le déranger. L'instrument est alors immobile, ce qui facilite beaucoup les observations.

Le baromètre étant installé verticalement, on agit sur la vis de façon ji amener le mercure de la cuvette au contact de la pointe d'ivoire, et l'on reconnaît qu'on y est arrivé exactement comme pour le baromètre normal.

Il ne reste plus alors qu'à lire la hauteur du mercure dans le tube. Pour cela on se sert du curseur, lequel présente deux ouvertures correspondant aux deux fenêtres de la gaine métallique ; les bords supérieurs de ces deux ouvertures opposées sont situés dans un même plan horizontal qu'il Tant amener à être tangent au sommet du ménisque. On fait donc monter ou descendre le curseur, soit à l'aide d'un pignon engrenant avec une crémaillère pratiquée sur *' ^'''

l'un des côtés de l'une des fenêtres de la gaine, soit plutôt au

(') On appelle aiasi un mode de suspension à l'aide duquel un corps est mobile autour de deux axes rectangulaires, et reste libre par conséquent de prendre toutes les positions possibles dans l'espace. Or, un corps soumis uniquement h son poids tend toujours à se placer de manière que son centre de gravité soit le plus bas possible (76). Le baromètre de Fortin, ainsi suspendu rers le milieu de sa gaine, tendra donc à se placer de telle sorte que son centre de gravité soit le plus bas possible, et l'axe de figure de l'appareil sera alors vertical. Dans le pied Bgu ré ci -contre, la gatno du baromètre T peut tourner autour des deux pointes opposées b, b', plantées dans „ un même anneau B, qui lui-même est mobile autour des ^. ,„ pointes a, a, perpendiculaires aux premières et attachées

au cercle fixe A reposant sur les trois pieds P. Le centre de gravité de l'appareil reste toujours sur l'interaectioD des deux plans menés Terticalement l'un par aa', l'autre par bb'

moyen de la disposition suivante qui permet d'effectuer à voloaté, ou rapidement de grands déplacements, ou lentement de petits déplacements. Le curseur se compose de deux pièces : un anneau <?, glissant à frottemeat dur sur la gatne, et au-dessous le curseur proprement dit g, qui ae la touche pas ; les deux pièces sont réunies par une bague /, tournant sur l'anneau supérieur et mordant par un pas de vis sur l'anneau inférieur. On comprend dès lors comment on pourra faire glisser rapidement le curseur entier pour f le placer à peu près dans la position voulue, el I comment, pour l'y amener exactement, il suffira

de faire tourner lentement la bague qui réunit les deux pièces; l'anneau supérieur restera alors fixe, tandis que la pièce inférieure s'élèvera ou s'abaissera graduellement. Elle sera bien en place p. „, quand un rayon visuel mené tangentiellemenl

aux bords supérieurs des deux ouvertures opposées du curseur rasera en même temps te sommet du ménisque. Le curseur porte en regard de l'éclielle de la gaine un vernier au — , dont le trait ao coïncide avec le plan des arêtes supérieures opposées. On lira donc sur l'échelle le nombre entier de millimètres N, situé immédiatement au-dessous du trait 20 du vernier, ou cherchera quelle est la division n du vernier qui coïncide avec une division de l'échelle; la longueur de la colonne barométrique sera

/=Nh , à un vingtième de millimètre près (•).

En même temps on lit la température accusée par un thermomètre, dont le réservoir est profondément enfoncé dans la gaine de manière à bien donner la température du baromètre. Cette température servira, comme plus haut, pour opérer la réduction à zéro. Mais ici intervient, en outre, une première correction que RegnauU avait évitée : c'est la correction nécessitée par la capillarité du tube.

Correction de la capillarité. — On peut faire celte correction au moyen de tables qui donnent la dépression capillaire pour un dia-

(') Il y a ea effet la même disUnce entre la division N de l'échelle el le trait 20 du vernier qu'entre la division (N— ig) de l'éclielle el le trait o du Ternier.

mètre déterminé du tube et une flèche déterminée du ménisque. Il faut alors posséder ces deux éléments.

1^ Si le constructeur a joint à Tappareil un morceau du tube qui a senri à fabriquer le baromètre, on connaîtra aisément le diamètre du tube. Si Ton n*a pas de morceau du tube, on pourra encore évaluer approximativement le diamètre intérieur en mesurant d^abord le

diamètre extérieur, puis l'épaisseur. Pour cette dernière mesure, le baromètre étant couché horizontalement, on trace sur la surface du verre deux traits fins, peu éloignés, perpendiculaires à Taxe du tube. Soient a ei b ces deux traits tracés sur la surface extérieure MN du tube; la surface intérieure PQ agit comme un miroir, et rimage du point a se forme en a\ Considérons le rayon de lumière qui va de o' en i : ce rayon sort du verre en se réfractant suivant une direction bk, que Ton détermine en cherchant sur le tube la place hk qu'on doit donner à un petit écran en carton pour que le trait b et l'image a du traita paraissent en ligne droite avec le bord supérieur de l'écran. On fait de même de l'autre côté avec le même écran, qu'il faut alors placer en gf. On mesure ab = iia, J7i = 2b, et kh=gf=h. Soient e l'épaisseur 00' du tube, i et r les angles d'incidence et de réfraction en A et en a ; on a, en désignant par n l'indice de réfraction supposé connu du verre du tube,

sini = nsinr,

e=:;acotr,

A3=(&^a)coti.

De ces trois équations à trois inconnues on tirera e. En retranchant 2e du diamètre extérieur (^), on aura le diamètre intérieur.

2*" Pour mesurer la hauteur de la flèche, il suffit de relever avec le curseur la distance entre le sommet et la base du ménisque. Nous avons vu comment on vise le sommet. La base est facile à viser, car la ligne de raccordement se distingue très nettement, le ménisque n'ayant plus Taspect brillant de la colonne : on a d'ailleurs pratiqué sur le bord du curseur une petite échancrure qui permet de bien mettre en prolongement le bord supérieur du curseur et la ligne de raccordement.

Ces deux éléments connus, la table suivante, calculée par Delcros (^) sur les formules de Schleiermacher, donne la dépression capillaire correspondante.

Table des dépressions capillaires, en millimètres.

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