Evaluation de la pression atmosphérique en kilogrammes

— Une fois qu'on est arrivé à savoir qu'à la surface de la terre les corps supportent, de la part de l'atmosphère, la même pression que s'ils étaient recouverts d'une couche de mercure de 76 centimètres de hauteur, il devient facile d'évaluer cette pression en kilogrammes. En effet , si l'on considère d'abord une surface de 4 centimètre carré, cette surface supportera la pression d'une colonne de mercure qui aurait 4 centimètre carré de base et 76 centimètres de hauteur. Or, cette colonne pouvant évidemment être divisée en 76 parties égales, chacune de 4 centimètre cube, son volume sera donc de 76 centimètres cubes. Cela posé, le centimètre cube d'eau pesant 4 gramme, pour le mercure qui est 43,6 fois plus dense que l'eau, le centimètre cube doit peser 436',6; donc la colonne de mercure qu'on vient de considérer pèse 76 fois 438',6 ou 4 "^'',033»'. Or, puisqu'on a vu ci-dessus que la pression de l'atmosphère, sur une surface donnée, est la même que celle d'une couche de mercure de 76 centimètres de hauteur, on peut donc dire que le poids de l'atmosphère, sur 4 centimètre carré, est de 4*^>ï,033s'. Sur 4 décimètre carré, qui vaut 4 00 centimètres carrés, cette pression est 400 fois plus grande, c'est-à-dire 403^",300e'; et sur 4 mètre carré, qui vaut 400 décimètres carrés, elle est de 40330 kilogrammes.

Cette pression de 4'»»ï,033p', par chaque centimètre carré do

itt ATMOSPHÈRE.

surface, se désigne sous le nom de pression d'une atmosphère; et on entend par pression de deux, trois, quatre atmosphères, une pression égale à 2, 3, 4 fois i^^^^0^3e^ par centimètre carré. Si Ton dit, par exemple, qu'une vapeur ou un gaz renfermé dans un vase clos est à la pression de 6 atmosphères, cela signifie que cette vapeur ou ce gaz, en vertu de sa force expansive, exerce, sur chaque centimètre carré de la paroi intérieure du vase, une pression équivalente à 6 fois 4kii,0338', c'est-à-dire à ôi^iMOSe'.

410. Ezpérienoet de Paioal. — Aussitôt que l'expérience du tube de Torricelli fut connue en France, Biaise Pascal, voulant s'assurer que c'était bien la pression atmosphérique qui soutenait le mercure dans le tube, fit les deux expériences suivantes :

4" Voulant constater si, la pression atmosphérique diminuant, la hauteur du mercure dans le tube diminuerait aussi, ce qui serait la preuve que c'est bien la pression de l'atmosphère qui soutient cette colonne, Pascal pria un de ses parents, qui habitait l'Auvergne, de répéter sur la montagne du Puy-de-Dôme l'expérience de Torricelli. Or, le poids de l'atmosphère décroissant à mesure qu'on s'élevait, puisque l'observateur avait au-dessus de lui une masse d'air moins considérable qu'au pied de la montagne, on observa que le mercure s'abaissait d'autant plus dans le tube, que celui-ci était porté plus près du sommet de la montagne, et qu'il s'élevait de nouveau dans le tube lorsqu'on redescendait; ce qui prouva que c'est bien la pression de l'atmosphère qui fait monter le mercure dans le tube.

S" Pascal se dit encore que si c'était effectivement la pression atmosphérique qui soutenait le mercure dans le tube, et non une propriété particulière à ce liquide, on devait, en changeant de liquide, obtenir des 4iauteurs d'autant plus grandes que le liquide serait moins dense, ce qui était nécessaire pour que la pression, à l'intérieur du jtube, fut constamment égale à la pression extérieure de l'atmosphère. En conséquence, il fit à Rouen, en 4 646, cette deuxième expérience : il prit un tube semblable à celui de Torricelli, mais de 45 mètres de hauteur; puis l'ayant rempli de vin et renversé dans une cuve contenant le même liquide, Pascal observa que le vin s'abaissait d'abord dans le tube, puis s'arrêtait à une hauteur de 40 mètres et demi, c'est-à-dire à une hau-

leur environ 44 fois plus grande que celle du mercure, ce qui confirmait sa prévision, puisque le vin est à peu près 44 fois moins dense que le mercure.

BABOMETRE8.

4 4 4. Baromètre à cuvette. — Le baromètre est un instrument qui sert à mesurer la pression atmosphérique, ainsi que l'indique son nom formé de deux mots grecs qui signifient mesure du poids, sous -entendu de l'air. Le tube de Torricelli décrit ci -dessus (fig. 75) est un véritable baromètre; mais pour que cet instrument pût mesurer avec précision la pression de l'atmosphère et fût portatif, il a fallu en modifier la forme, comme nous allons le faire connaître.

Observons d'abord qu'on distingue deux sortes de baromètres : le baromètre à cuvette et le baromètre à siphon. La figure 76 représente la forme qu'on donne le plus souvent au baromètre à cuvette. Il se compose d'un tube de verre ai de 86 centimètres de longueur environ, et de près de 4 centimètre de diamètre extérieurement. Ce tube, qui est fermé par un bout et ouvert à l'autre, est rempli de mercure et retourné ensuite de manière à plonger, par l'extrémité ouverte, dans une cuvette circulaire A, de verre et en partie pleine de mercure, mais dont la moitié antérieure seule est visible, l'autre moitié s'engageant dans une planchette d'acajou, sur laquelle est fixé tout le baromètre. La cuvette se termine en dessous par une partie sphérique, qui est remplie de mercure et dans laquelle plonge le tube ai. Enfin, au haut du même tube, sur sa droite, est une échelle de cuivre divisée en millimètres, et destinée à mesurer la hauteur du mercure dans le tube. Pour cela, la graduation de cette échelle part du niveau même du mercure dans la cuvette, c'est-à-dire que le zéro de l'échelle correspond à la surface du mercure dans cette cuvette. D'après cela, si le sommet de la colonne de mercure dans le tube correspond, par exemple, au nombre 760 sur l'échelle, cela indique que la colonne de mercure, depuis son sommet a jusqu'au niveau du mercure dans la cuvette, a une hauteur de 760 millimètres, ou 76 centimètres. On ne

ce pas toute l'échelle du haut en bas de la planchette, parce que a est inutile le niveau du mercure dans le tube, ne variant que de quelques centimètres, à moins qu on ne s'élève à une (,rande hauteur dans l'atmos- |ihere dans ce cas, la partie graduée de 1 échelle doit être plu'i grande.

On vient de voir que le point de dépari de la graduation de l'échelle barométrique est le ni\eau du mercuredans la curette; or, cela suppose que ce niieau est constant, ce qui n'est pas tout à fait exact. En effet, la pression atmosphérique variant constamment, comme nous le verrons bientôt (H 5), lorsqu'elle augmente, une certaine quantité de mercure passe de la cuvette dans le tube, et, par suite, le niveau s'abaisse dans la cuvette; au contraire, SI la pression atmosphérique diminue , une plus ou moins grande quantité de mercurç retourne du tube dans la cuvette, et le niveau remonte dans celle-ci. Le niveau du mercure variant ainsi très -fréquemment, il en résulte que rarement il se trouve correspondre au zéro de l'échelle. C'est pour corriger, en grande partie, cette cause d'erreur qu'on donne â la cuvette la forme représentée dans la Bgure 76 Sa partie supérieure, celle qui correspond au niveau du mercure, est très-large, d'un décimètre de diamètre environ; de

- Buomttn i cnvette

la sorte, le mercure qui passe de la cuvette dans le tube, ou de celui-ci dans celle-là, se trouvant réparti sur une grande surface, la variation de niveau est peu sensible et peut être négligée.

On construit aussi des baromètres à cuvette dans lesquels l'erreur dont nous venons de parler est corrigée en adaptant à la cuvette un fond flexible en peau de chamois. Quand le mercure, dans la cuvette, est plus bas que le zéro de l'échelle, on soulève te fond et, par suite, le mercure, à l'aide d'une vis de pression placée au-dessous de la cuvette. Si le mercure est plus haut que le zéro, on l'abaisse en tournant la vis en sens contraire; et, dans les deux cas, on parvient facilement à faire correspondre le niveau du mercure au zéro de l'échelle. Ce genre de baromètre à cuvette a reçu la dénomination de Baromètre de Fortin , du nom de son inventeur.

D'après les détails dans lesquels nous venons d'entrer, il est facile de comprendre comment fonctionne le baromètre représenté dans la figure 76. Pour cela, observons qu'au point e, où le tube pénètre dans la cuvette, celle-ci n'est pas complètement close par le tube, en sorte que l'air pouvant circuler entre le tube et la paroi intérieure de la tubulure qui surmonte la cuvette, la pression atmosphérique se transmet librement dans celle-ci. Cela posé, la surface du mercure, dans la cuvette, supportant la pression de l'atmosphère, c'est cette pression qui soutient la colonne de mercure ai en dedans du tube. Vient- elle à augmenter, le mercure s*élève; diminue -t- elle, il s'abaisse. Or, comme on voit la hauteur barométrique varier ainsi non -seulement d'un jour à l'autre, mais plusieurs fois dans une même journée, c'est là un signe que la pression atmosphérique change elle-même constamment.

Pour compléter la description du baromètre à cuvette, ajoutons qu'une petite plaque c représentée au haut de l'instrument, entre le tube et l'échelle graduée, est mobile et peut glisser à frottement doux dans une coulisse parallèle au tube. A cette plaque, qu'on nomme le curseur, est fixée une petite lame métallique horizontale qui se recourbe devant le tube sans le toucher. Amenée au niveau du mercure dans le tube, cette lame correspond, par un bout, aux divisions de l'échelle graduée, et, par l'autre, à des inscriptions gravées sur une seconde plaque, à gauche du tube, inscriptions dont

ATHOI