ATM08PHEBE, EXPERIENCES QUI PROUVENT SON POIDS

404. Gompofition de Tatmosphère. — On donne le nom d'a/mosphère à la couche d'air qui , pour ainsi dire, comme un vêtement léger, forme l'enveloppe du globe terrestre. L'existence de cette masse gazeuse est démontrée par les vents qui soufflent sans cesse à la surface de la terre, par le vol des oiseaux, par la suspension des nuages.

Outre Toxygène et l'azote dont l'air se compose, l'atmosphère contient de la vapeur d'eau et du gaz acide carbonique. Le poids de la vapeur d'eau varie avec les saisons, les climats, la température, et la direction des vents. Ce poids est moyennement, à Paris, de 3 à 6 grammes par mètre cube d'air. C'est la vapeur d'eau

répandue dans l'atmosphère qui souvent en trouble la transparence. Quant à la quantité d'acide carbonique qui existe dans l'air, elle est variable, mais s'élève, en moyenne, à 4 gramme par mètre cube.

L'acide carbonique qui se rencontre dans l'atmosphère est produit principalement par la respiration des hommes et des animaux, et par la combustion des bois et des houilles consommées dans l'industrie. Cette dernière cause de production d'acide carbonique augmente rapidement d'année en année. On a calculé qu'en Europe seulement, la quantité d'acide carbonique qui se répand ainsi dans l'atmosphère est de 80 milliards de mètres cubes par an. Cette masse de gaz égale celle qui serait produite par la respiration de 509 millions d'individus, convertissant chacun, par l'acte de la respiration, 40 grammes de carbone de leur économie en acide carbonique par heure. C'est plus du double de ce que produit la population de l'Europe. Enfin, ajoutons que les volcans répandent incessamment dans l'atmosphère des quantités considérables d'acide carbonique.

Malgré les causes nombreuses de production de ce gaz, on observe que l'atmosphère en contient un volume sensiblement constant; ce qui provient de ce que les feuilles des végétaux ont la propriété de décomposer l'acide carbonique de l'air pour s'emparer du carbone qu'il contient et restituer son oxygène à l'air. De plus, l'acide carbonique de l'air se dissout dans l'eau des mers et des rivières, où il se combine aux matières terreuses pour donner naissance à des dépôts calcaires. C'est ainsi que, par une harmonie naturelle, l'atmosphère conserve une proportion à peu près constante d'acide carbonique; en sorte qu'il n'est pas à craindre que l'excès de ce gaz devienne un jour nuisible à l'espèce humaine.

La hauteur de l'atmosphère est limitée: par l'observation des crépuscules, elle a été évaluée de 60 à 70 kilomètres tout autour de la terre. Nous verrons bientôt qu'on peut aussi mesurer cette hauteur par le baromètre (149).

405. Pretsîon atmosphérique. — Puisqu'on a VU ci-dessus (403) que l'air est pesant, on prévoit que la masse d'air qui compose l'atmosphère doit exercer une pression assez considérable sur la

ATHOSPHIfllE.

in

surface de notre globe et sur tous les corps qui s'y trouvent; c'est celte pression qu'on désigne sous le nom de pression atmosphérique. Elle décroît nécessairement à mesure qu'on s'élève dans l'atmosphère, car si l'on conçoit celle-ci partagée en tranches horizontales superposées, il est évident que les tranches inférieures, supportant le poids de toute l'atmosphère, sont les plus compri-

Kg.7ï,

■nées et par suite les plus denses, tandis que les couches supérieures sont de moins en moins comprimées, et, par conséquent, de moins en moins denses ; ce qu'on exprime en disant qu'elles sont plus rar^es, ou plus rares. Lorsque nous avons dit précédemment (103) qu'un litre d'air pèse i f',3, nous voulions parler d'air pris à la surface du sol; de l'air pris dans les hautes régions de l'abnosphère pèserait moins.

MESUBB DE LA PRESSION ATMOSPHERIQUE^

408. Tube de Torrioelli. — L'expérience du crève-vessie et celle

des hémisphères de Magdebourg prouvent bien l'existence de la pression atmosphérique , mais elles n'en font pas connaître la valeur en kilogrammes; elles ne disent pas si cette pression est, par exemple , de 4 , 2 ou 3 kilogrammes par centimètre carré.

Or, l'expérience suivante, faite pour la première fois, en 4643, par Torricelli, physicien italien et élève de Galilée, montre nonseulement la pression atmosphérique , mais donne le moyen de l'évaluer en kilogrammes. Pour cela, on prend un tube de verre de 85 centimètres de longueur environ, fermé à une extrémité et ouvert à l'autre. Ce tube ayant été rempli de mercure, on en ferme l'extrémité ouverte avec le pouce , puis on le retourne et on le fait plonger dans une petite cuvette remplie de mercure (fig.

75). Si l'on retire alors le pouce, on voit le mercure s'abaisser dans le tube, mais pas complètement; il ne descend que de quelques centimètres, et la colonne qui reste dans le tube a une hauteur d'environ 76 centimètres. Or, il est évident que la partie supérieure du tube dans laquelle il n*y a pas de mercure, est aussi vide d'air; il ne s'exerce donc

Fig. 75. — Expérience de Torricelli.

ATMOSPHiSRE. ^t^

aucune pression au sommet de la colonne de mercure ; par conséquent, cette colonne n'est soumise qu'à l'action de la pesanteur, et si elle ne tombe pas en vertu de son propre poids, cela ne peut être que parce que le poids de l'atmosphère qui s'exerce à l'extérieur, sur la surface du mercure contenu dans le vase A, y produit une pression précisément égale à celle de la colonne AB. Si le mercure s'est d'abord abaissé dans le tube, c'est parce que son poids l'emportait sur la pression de l'atmosphère; mais une fois que le poids de la colonne de mercure qui reste dans le tube est égal à la pression extérieure de l'atmosphère, l'équilibre s'établit. Or, comme cela arrive quand la colonne de mercure, dans le tube, a une hauteur d'environ 76 centimètres, on en conclut que la pression exercée par l'atmosphère sur une surface donnée, équivaut à la pression d'une couche de mercure de 76 centimètres de hauteur.