CHAPITRE PREMIER

I’ROI’HIÉTÉS UES GAZ, ATMOSPHÈRE , BAROMETRES.

100. De» gai en général. — On a déjà vu (5) qu’ou nomme gaz , ou fluides aériformes, des substances dont les molécules possèdent une mobilité parfaite, et sont entre elles dans un état constant de répulsion, qu’on désigne sous les noms d'expansibililé, de tension, de force élastique , d’où les gaz sont eux-mèmes désignés sous le nom de fluides élastiques.

On connaît, en chimie, trente-quatre gaz différents; quatre seulement sont simples, c’est-à-dire formés d'une seule espèce de matière; ce sont l’oxygène, l’hydrogène, l’azote et le chlore. Quelques gaz sont colorés; mais la plupart sont incolores. Plusieurs répandent une odeur plus ou moins désagréable, d’autres sont complètement inodores. Quelques-uns sont délétères, c’est-à-dire qu’ils sont de véritables poisons pour les animaux qui les respirent; tels sont l’oxyde de carbone, qui provient do la combustion du charbon, et l’hydrogène sulfuré, qui se dégage des fosses d'aisances. Quelques gaz sont inoffensifs, comme l’azote, l’hydrogène; cependant un animal ne peut y vivre. Ils no sont pas délétères, ils n’empoisonnent pas, mais ils n’entretiennent pas la vie. Un seul gaz, l’oxygène, possède cette propriété; privé de ce gaz, même pendant quelques secondes, un animal périt aussitôt.

Enfin, ajoutons à ces généralités sur les gaz que la plupart d’entre eux peuvent être amenés de l’état aériformoà l’état liquide par l’effet d’une forte pression, ou d’un grand refroidissement, ou par les deux effets combinés. Il n’y a que cinq gaz qui n’aient pu être liquéfiés, à quelque pression et à quelque refroidissement

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qu’on les ait soumis; ce sont l’oxygène, l’hydrogène, l’azote, le bioxyde d'azote et l’oxyde de carbone. Les gaz qui persistent ainsi à l’état aériforme, se désignent sous le nom de gaz permanents ; les autres sont dits gaz non permanents.

Les propriétés physiques des gaz étant les mêmes pour tous, il suffira d’en considérer un seul, et ce sera de préférence l’air, qui se trouve partout, et sur lequel il est facile d’expérimenter.

401. De l’air. — L’air est le fluide gazeux au milieu duquel nous vivons. A proprement parler ce n’est pas un gaz , mais un mélange de deux gaz, l’oxygène et l’azote. Le rapport dans lequel ils sont mélangés est, à très- peu de chose près, de 24 d’oxygène pour 79 d’azote, en volume, c’est-à-dire que dans 100 litres d’air, il entre 21 litres d’oxygène et 79 d’azote. C'est l’oxygène de l’air qui alimente toutes les combustions qui se produisent autour de nous. C’est aussi ce gaz, ainsi qu’on l’a déjà vu ci-des1sus, qui entretient la vie des animaux. Or, si l’oxygène était seul dans l’air, les combustions seraient trop vives et la vie trop active; le bois de nos foyers brûlerait presque instantément, les métaux eux-mêmes deviendraient l’élément du feu, nos chenets et toutes les garnitures métalliques de nos cheminées s’enflammeraient comme du bois. Quant à la vie, elle serait promptement consumée par l’action d’un principe trop énergique. Il fallait donc dans l’air un second gaz propre à atténuer les effets trop intenses du premier; ce gaz est l’azote, qui formant à peu près les quatre cinquièmes de l’air, tempère suffisamment l’action de l’oxygène.

L’air est transparent, inodore, incolore, du moins sous une masse peu considérable, mais en grande masse il est bleu; c’est lui qui donne cette couleur au ciel. Sans l’air, la voûte céleste nous paraîtrait noire, teinte qu’elle commence déjà à prendre pour les observateurs placés sur les hautes montagnes, et pour ceux qui s’élèvent en ballon, parce qu’ils n’ont plus au-dessus d’eux qu’un air raréfié.

Enfin, il a été démontré précédemment (42 et 13) que l’air et tous les gaz sont éminemment compressibles et élastiques. On verra bientôt, en traitant de l’acoustique, que c’est l’air qui, en raison de son élasticité, sert à transmettre tous les sons, depuis les plus intenses jusqu’aux plus faibles; en sorte que sans ce fluide,

PROPRIÉTÉS DES GAZ

au milieu duquel nous sommes tous plongés, nous serions privés du plaisir de la musique, et que l’usage môme de la parole et du chant nous serait interdit. i

102. Force expamive de l’air. — L’air, comme tous les gaz, est doué d’une force expansive, d’une tendance à prendre toujours un

volume plus grand. Pour démontrer cette propriété, on prend une vessie adaptée à un robinet de cuivre qui ferme hermétiquement ( fig. 70) ; puis ayant mouillé la vessie pour la rendre plus flexible, on ouvre le robinet et on presse la vessie de manière à faire sortir presque tout l’air qu’elle contient. Lorsqu’il ne reste plus qu’une faible quantité d’air, on ferme le robinet, et la vessie se trouvant alors toute chiffonnée sur elle -môme, "on la renferme sous une cloche de verre qui repose sur le plateau d’une pompe à faire le vide (125). D’abord, l’air qui Fig. 70. - Force expansive des gaz. est goug ]a cloche, obéis-

sant lui-même à sa force expansive, comprime la vessie et l’empêche de se gonfler; mais à mesure qu’on fait marcher la pompe et qu’on retire l’air qui est sous la cloche, on voit la vessie se gonfler comme si on soufflait dedans. Or le môme phénomène se produit si, au lieu d’air, on introduit dans la vessie do l’azote, de l’hydrogène, de l’acide carbonique, en un mot, un gaz quelconque, ce qui fait voir que tous les gaz sont expansibles.

4 03. Poid* de l’air. — L’extrême fluidité des gaz et surtout leur expansibilité pourraient donner à penser que cette sorte de corps échappe à l’action de la pesanteur. Or, il n’en est rien; tous

ATMOSPHERE

les gaz ont un poids, faible il est vrai, mais facile à apprécier avec la balance ordinaire. Pour cela, on prend un ballon de verre d’une capacité de 4 à 5 litres, auquel est adapté un robinet fermant hermétiquement. Ayant vissé ce robinet sur la pompe à faire le vide, on extrait du ballon tout l’air qu’il contient; puis, le robinet étant fermé, on suspend le ballon à un plateau de balance, comme le montre la figure 71, et on en détermine le poids pendant qu’il est vide. Or, ouvrant ensuite le y robinet pour laisser rentrer l’air, et pesant

de nouveau le ballon plein de ce gaz , on observe une augmentation de poids notable. Si l’on a d’avance mesuré la capacité du ballon, on trouve ainsi qu’un litre d’air, à la température de la glace fondante et à la pression ordinaire de l’atmosphère, pèse 1 sr, 3 ; ce qui représente un poids 770 fois moindre que celui de l’eau, à volume égal. En procédant de la même manière avec d’autres gaz, on trouve que tous sont pesants, et que le gaz le plus léger est l’hydrogène, dont un litre pèse 9 centigrammes, c’est-à-dire 14 fois et demie moins que l’air.

Fig. 71. — Poids de l’air.