DILATATIONS. Ï

verre un tube beaucoup plus long, et, pour cela, recourbé deux fois sur lui-même, comme le représente la figure 1S9. Un index de mercure m eet d'avance introduit dans le tube, ce qui s'obtient en chauffent la boule, qui est pleine d'air, de manière qu'une porlioii de celui-ci se dégage par l'eflet de la dilatation. Versant alors une gouttelette de mercure dans le petit entonnoir a, et laissant refroidir, l'air qui raste dans la boule et dans le tiibe se contracte, et la pression atmosphérique refoule la goutteielie jusqu'en m, par exemple. L'appareil étant ainsi disposé, si l'on tient la boule dans la main pendant quelques instants, l'air qu'elle renferme se dilate assez pour refouler l'index de mercure de m en n, ce qui montre une dilatation bien plus considérable que dans les liquides.

D'après tout ce qui précède, on voit que l'effet général de la chaleur est de dilater tous les

éf \ ^^^ corps; toutefois, cela ne doit

^— ^ s'appliquer qu'aux substances

qui, comme les métaux, le verre, n'absorbent pas dans leurs pores l'humidité de l'air. En effet, pour les corps susceptibles d'absorber l'eau, comme les bots, le papier, l'ai^ile, l'élévation de température, en vaporisant le liquide et en le chassant des pores, occasionne un retrait plus ou moins considérable. C'est pour cela qu'une feuille de papier humide présentée au feu s'enroule du côté qu'elle est chauffée. De même, les tonneliers, pour courber les douyea des barriques, les chauffent d'un seul côté, en allumant du feu dans l'intérieur de la barrique quand les douves ne sont encore qu'assemblées. La partie tournée vers le feu,

UtioD d«i liquides.

se desséchant, se contracte et se courbe du côté soumis à l'action de la chaleur.

DES THERMOMETRES.

176. Température, thermomètre. — La température d'un COrps est le degré de chaleur qui se manifeste dans ce corps; s'il s'échauffe, on dit que sa température s'élève; s'il se refroidit, sa température baisse. Gela posé, tout instrument qui peut servir à évaluer les températures se nomme un thermomètî^e, de deux mots grecs qui signifient mesure de la chaleur. L'invention des thermomètres date de la fin du xvi« siècle, et est attribuée, par les uns, à Galilée, par les autres, à Drebbel , médecin hollandais.

Nos sens étant trop imparfaits pour nous servir à apprécier avec quelque précision les variations de température, on a dû avoir recours, pour les mesurer, aux effets mêmes de dilatation que le calorique produit dans les corps. Or, les solides, étant fort peu dilatables, ne peuvent servir qu'à mesurer de très -grandes variations de température ; les gaz, au contraire, l'étant beaucoup, ne peuvent être utilisés que pour mesurer de très-faibles accroissements ou décroissements de chaleur. On a donc donné la préférence aux liquides pour la construction des thermomètres. Les seuls liquides en usage sont le mercure et l'alcool , et surtout le premier, dont la dilatation est beaucoup plus régulière que celle de l'alcool, c'est-à-dire que ses accroissements de volume approchent davantage d'être proportionnels aux quantités de chaleur. Nous allons d'abord nous occuper du thermomètre à mercure, ensuite nous traiterons du thermomètre à alcool.

477. Gonstruotion du thermomètre à mercure. — Le thermomètre à mercure est celui dont l'usage est le plus répandu et dont les indications sont les plus exactes. Il se compose d'un tube de verre capillaire soudé à une boule de même matière, comme le représente la figure 434. La boule et la partie inférieure du tube sont remplies de mercure. Or, vu le très-petit diamètre intérieur du tube, l'introduction du mercure dans l'instrument présente quelque difficulté. Pour faire cette opération , on commence par souder au haut du tube un petit entonnoir de verre, comme le

THERMOMETRES.

montre la figure 430. Versant ensuite dans l'entonnoir une certaine quantité de mercure, celui-ci ne passe pas d'abord, étant retenu par la résistance que lui présentent le petit diamètre du tube et la force élastique de l'air qui remplit la boule. Mais si l'on

chauffe celle-ci légèrement sur

des charbons incandescents ou à la flamme d'une lampe à alcool, l'air intérieur se dilate et sort en partie, en se dégageant en bulles à travers le mercure qui est dans l'entonnoir. Or, si on laisse alors refroidir quelques instants, l'air qui reste à l'intérieur se contracte, et sa force élastique diminuant, la pression atmosphérique qui pèse sur le mercure contenu dans l'entonnoir le force à passer dans la boule, où il tombe goutte à goutte. Toutefois, comme il y a encore de l'air dans la boule, elle ne se remplit pas tout à fait; mais en chauffant de nouveau et laissant ensuite refroidir, une nouvelle quantité de mercure pénètre dans l'instrument, et ainsi de suite jusqu'à ce qu'il n'y reste plus qu'un très-petit volume d'air. Pour l'expulser tout à fait, on est obligé de chauffer la boule jusqu'à ce que le mercure qu'elle contient entre en ébullition ; les vapeurs mercurielles qui se dégagent entraînent enfin tout l'air qui restait, et en laissant refroidir, la boule et tout le tube se remplissent complètement» On enlève alors l'entonnoir en coupant le tube au moyen d'un simple trait qu'on trace dessus avec l'arête d'une lime triangulaire, puis on ferme l'extrémité du tube en la soudant à la lampe d'émailleur; on nomme ainsi une lampe à huile dont la flamme est

Fig. 130. —Rem- Fig. i3l. — Thenn.

plissage da therm. non gradué.

CALOHIQOE.

traversée par un courant d'air rapide, qui l'active fortement et en élève beaucoup la température. Toutefois, avant de fermer le tube, il faut avoir aoio de chauffer le thermomètre de manière à faire sortir assez de mercure pour qu'à la température ordinaire le tube ne soit rempli qu'au quart ou au tiers; sans cette précaution, le mercure, en se dilatant, briserait l'instrument. Le thermomètre est alors tel qu'il est représenté dans la figure 131; il ne reste plus qu'à le graduer.

1TS. GMduatioa do tker- ■uomMre. — Le thermomètre étant formé, comme on vient de le voir, d'une boule remplie de mercure et d'un tube Irès-capillaire soudé à cette boule, tube que nous désignerons désormais sous le nom de tige, toutes les fois que la température s'élève ou s'abaisse, le mercure de la boule se contractaiH- ou ae dilatant, on voit le liquide monter ou descendre dans la tige , et ce sont ces variations de hauteur qui servent à la mesure dee températures ; mais, pour cela, il est nécessaire de tracer le long de cette tige une échelle graduée qui donne le moyen de mesurer avec précision les dilatations et les contractions du mercure. Pour la graduation de cette échelle, on a adopté deux points fixes correspondant à des températures invariables et faciles à reproduire. Ces températures sont: l'une, celle de la glace fondante; l'autre, celle de l'eau bouillante, Ce choix est fondé sur ce que l'expérience a appris que la tonpé-

Flg 131 — Déteimmallon du iSrodu Iharm

THEniiOHÙTIIES. S43

rature a iaqoelle fond la glace est toujours rigoureusement la même, et qu'il en est encore ainsi pour la température à laquelle l'eau entre en ébullition, Si la condition toutefois que cette eau soit distillée, c'estr^-dire parfaite' ment pure, qu'elle twuille dans un vase de métal et non de verre, enfin que la pression atmosphérique soit constamment égale h la hauteur barométrique 76 centimètres. Nous verrons en effet, en traitant de l'ébullition, que si Tune de ces conditions n'est pas remplie, l'eau cesse de bouillir h la même température.

Cela posé, pour déterminer le premier point Dxe, celui qui correspond à la glace fondante, on commence par ■ coller une bande étroite de papier le long de la tige du thermomètre, puis on plonge celui-ci dans de la glace pilée, comme le montre la figure t3î, en ayant soin de laisser écouler l'eau qui provient de la fusion de la glace. Après que le thermomètre est resté un certain temps dans la glace, vingt minutes au moins, on marque sur la bande de papier, au I du mercure, un petit trait au crayon; c'est le premier point fixe.

Le second se détermine au moyeu de l'appareil représenté dans la figure i 33, C'est un «se de fer-blanc dont le couvercle eal surmonté d'un long tube de même matière. Dans ce tube est le thernu»iiètre, maintenu à sa partie supérieure par un bouchon de liège

Rg. I!J. — Détermina lion du 100 da thermomètre.

point correspondant a

dans lequel passe la tige. Cela posé, le vase de fer-blanc contient de l'eau qu'on cliauffe jusqu'à l'ébullition; les vapeurs qui se dégagent alors montent dans le grand tube, enveloppent tout le thermomètre, et se dégagent par deux tubulures latérales placées au haut de l'appareil. Ces vapeurs sont.à la tempéra lure de l'ean dont elles se dégagent, et on reconnaît que le thermomètre a atleintcette température, lors'^ que le mercure cesse de monter dans la tige; on marque alors au point où il s'arrèl«, un nouveau trait, qui représente le second point fixe.

Les deux points fixes obtenus, on inscrit un zéro au premier, celui de la glace fondante, c'est-à-dire qu'il «et l'origine de la graduation; puis au second, celui de l'eau bouillante, on écrit 100. et on partage enfin l'intervalle de 0 à 100 en cent parties égales qu'on nomme degrés. On continue les divisions au-dessous du zéro et au-dessus du point 100 autant que le permet la longueur de la tige, et l'échelle est alors graduée. On la trace quelquefois sur le ver- /e même de la tige du thernom à'acide propriété d'attaquer le verre. L'échelle 'antage

échelle M

momètre. à l'aide d'un acide connu en chimie sous

fltior/iydriqve, lequel

ainsi tracée sur verre est plus difficile