H OP B! ÉTÉS GÉNÉRALES

cuivre qui se visse sur une machine qui sera décrite plus tard sous le nom de machine pneumatique , et qui n’est autre chose qu’une pompe à air dont on se sert pour faire le vide, c’est-à-dire pour retirer des vases l’air qu’ils contiennent. Cela posé, on verse, dans le godet, du mercure, métal liquide, à la température ordinaire, comme du plomb fondu, et connu vulgairement sous le nom de rif -argent . l’uis, au moyen de la pompe à air, on fait le vide dans le tube : aussitôt, le poids de l’atmosphère, qui pèse extérieurement sur le mercure, le force à passer en pluie fine à travers le disque de cuir» ce qui démontre qu’il y a dans celui-ci des trous, des pores, qui livrent passage au mercure.

En 1661, les membres de l’académie del Cimento, à Florence, constatèrent la porosité des métaux de la manière suivante : voulant s’assurer si l’eau pouvait diminuer de volume par l'effet d’une forte pression, ils prirent une petite sphère d’or, creuse; la remplirent d’eau, puis après en avoir fermé hermétiquement l'ouverture en la soudant, ils la frappèrent à coups de marteau, pour voir s’il leur serait possible d’en réduire le volume. Or, à chaque coup, l’eau suintait à travers les parois et apparaissait à l’extérieur comme • un dépôt, de rosée, ce qui démontrait la porosité de l’or. Depuis, plusieurs physiciens ont expérimenté sur d’autres métaux, et sont arrivés au même résultat.

Les physiciens de Florence avaient conclu de l’expérience qui vient d'être décrite que les liquides étaient incompressibles, c’està-dire ne pouvaient être réduits de volume par l'effet de la pression ; or, cette conclusion n’était pas exacte , car on a constaté, depuis, que le volume des liquides diminue par l’effet de la pression, mais d’une quantité très-faible. Par le refroidissement, la diminution de volume est beaucoup plus considérable. De ces deux faits, on conclut que les molécules des liquides sont susceptibles de se rapprocher, et dès lors qu’il existe entre elles des pores. La rapidité avec laquelle la plupart des liquides se mélangent est encore une preuve de leur porosité.

Quant à la porosité de l’air et des autres gaz, elle est prouvée par la grande réduction de volume qu’ils subissent parla pression, et parcelle propriété remarquable que si l’on introduit un gaz dans un espace qui en contient déjà un autre, le premier, en vertu de sa

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force expansive , se répand aussitôt dans l’espace donné, comme s’il n’v avait pas déjà un autre gaz, ce qui prouve évidemment que les molécules du nouveau gaz vont se loger dans les pores du premier. Il est donc démontré par l’expérience que la porosité est commune aux solides, aux liquides et aux gaz.

1 1 . Application de la porosité, filtre». — La porosité présente de nombreuses applications, notamment celle qu’on en a faite à la

Fig. î. — Fontaine filtrante. Fig. 3. — Chausse d'Hippocrate.

filtration. On nomme ainsi une opération qui a pour but de clarifier les liquides en les séparant des parcelles de matière qui sont mélangées avec eux, comme cela a lieu, par exemple, pour les eaux de rivière , lorsque après une crue subite, elles sont troublées par les matières terreuses qu’elles entraînent.

La filtration s’opère à l’aide de substances dont les pores sont assez grands pour laisser passer les molécules des liquides, mais trop j>etits pour donner passage aux substances solides qu'ils tiennent en suspension. Les appareils employés à cet usage se dési-

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gnent sous le nom de filtres; on en construit en papier non collé, en feutre, en pierres poreuses, en charbon pilé, etc. La figure 2 montre un filtre très en usage dans l’économie domestique, sous le nom de fontaine filtrante. C’est une caisse de bois, d’un mèire de hauteur environ, divisée intérieurement en deux compartiments par une pierre poreuse A, qui est visible dans le dessin, à l’aide d’une déchirure qu’on a figurée dans l’une des parois de la caisse. L’eau est d'abord versée dans le compartiment supérieur, d’où elle passe lentement dans le second, à travers les pores de la pierre. Or, ces pores ne pouvant donner passage aux matières étrangères qui sont en suspension dans le liquide, il en résulte que l’eau qu’on recueille à la partie inférieure de la fontaine est parfaitement clarifiée. Dans un des angles de la caisse est un tube a, qui aboutit au compartiment inférieur et permet à l’air de s’échapper à mesure que l’eau pénètre dans ce compartiment.

La figure 3 représente un filtre connu dans les pharmacies sous le nom de chausse d’ Hippocrate, du nom d’un célèbre médecin de l’antiquité ; c’est une espèce de poche conique, en feutre, qu’on suspend par trois galons. Ayant versé dans l’intérieur le liquide qu’on veut filtrer, celui-ci s’écoule lentement au travers des pores du tissu, tandis que toutes les parties solides, qui n’étaient qu’en suspension dans le liquide et le troublaient, restent sur le filtre. Ce mode de filtration est très-bon pour clarifier les sirops et les liqueurs.

On se sert aussi, comme filtres, de couches de charbon de bois pulvérisé, à travers lesquelles passent les liquides. Une couche de sable, de verre pilé, produit le même effet. C’est à leur filtration naturelle à travers les ferres que les eaux de source doivent leur limpidité.

C’est par un effet de porosité que les charbons incandescents, recouverts de cendre, brûlent lentement; l’air qui pénètre à travers les pores de la cendre entretient la combustion. Si les charbons étaient recouverts d’une substance imperméable à l’air, ils s’éteindraient, car c’est l’air qui, au moyen de l’oxygène qu’il contient, entretient la combustion.

Enfin, c’est à cause de leur porosité que beaucoup de corps, comme les bois, les cordes, le papier, les pierres, se laissent péné-

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trer par l’humidité de l’air, d’où résulte, dans les bois, un gonflement qui est la cause des craquements que les meubles et les boiseries font souvent entendre dans nos appartements. Nous reviendrons plus tard sur ces phénomènes en parlant de Yimbibition (61 ).

12. Compressibilité. — La compressibilité est la propriété qu’ont

Fig. 4. — Compressibilité des gaz.

les corps, sans rien perdre de leur masse, de diminuer de volume par l’effet d’une pression plus ou moins considérable. Cette propriété, qui est due au rapprochement des molécules, est, en mémo temps, une conséquence et une preuve de la porosité.

La compressibilité est très-apparente dans les éponges, le caoutchouc, le liège, la moelle de sureau, le papier, les étoffes; il suflit.

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en effet, de comprimer ces corps entre les doigts pour en réduire notablement le volume.

La compressibilité des métaux est démontrée par les empreintes que reçoivent les médailles et les monnaies sous la pression de puissants appareils qu’on nomme balanciers.

Quant aux liquides, on a déjà vu que leur compressibilité est très-faible, tellement faible qu’on les a longtemps regardés comme complètement incompressibles (10); cependant, nous verrons bientôt que leur compressibilité a été constatée par l’expérience (67).

Les plus compressibles de tous les corps sont les gaz, qui peuvent être amenés, par des pressions suffisantes, à un volume dix, vingt et môme cent fois moindre que fcelui qu’ils occupaient d’abord. Pour montrer avec quelle facilité on peut réduire le volume des gaz, on prend un tube de verre fermé par un bout (fig. 4), et on y introduit, par l’autre bout, un piston qui le ferme hermétiquement. L’air qui se trouve alors renfermé dans le tube ne peut s’échapper, et cependant, en pressant sur la poignée du piston, on voit celui-ci entrer jusqu’à la moitié, aux deux tiers, aux trois quarts du tube, ce qui prouve que le volume d’air se réduit successivement à moitié, au tiers, au quart de ce qu’il était d’abord. Toutefois, la plupart des gaz, lorsqu’on les comprime ainsi, présentent une propriété remarquable, sur laquelle nous aurons occasion de revenir, c’est de se liquéfier, c’est-à-dire de passer de l’état gazeux à l’état liquide.

13. Élasticité. — L’ élasticité est la propriété que possèdent les corps, lorsqu’on les a comprimés, courbés, tordus ou étirés, de reprendre d’eux-mômes leur forme et leur volume primitifs, aussitôt qu’ils redeviennent libres. De là quatre sortes d’élasticité : l’élasticité par pression, comme celle des gaz; l’élasticité par flexion, qu’on observe dans les ressorts ; l’élasticité par -torsion , qui se produit dans les fils de chanvre, de coton, lorsqu'ils se détordent; et, enfin, l’élasticité par tension, qui est celle des cordes de piano, de guitare, de violon, lorsqu’elles sont tendues.

L’élasticité, de quelque espèce qu’elle soit, est le résultat d’un déplacement moléculaire ; si lés molécules ont été rapprochées par la pression, la force répulsive du calorique tend à les écarter (4); si, au contraire, elles ont été écartées, l’attraction moléculaire agit

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pour les rapprocher. Qu’on courbe, par exemple, un fanon de baleine, les molécules, dans la partie concave, se trouvant comprimées, il y a répulsion entre elles ; dans la partie convexe, au contraire, où elles sont écartées, elles font effort *pour se rapprocher, et c'est en vertu de ces deux efforts que le fanon redevient droit aussitôt qu’il est libre.

Les corps les plus élastiques sont les gaz; après eux viennent l’acier trempé, les fanons de baleine, le caoutchouc, le crin, la

laine, l’ivoire, le verre, le marbre, etc. Pour démontrer l’élasticité de ces derniers corps, de l’ivoire, par exemple, et, en même temps, le déplacement moléculaire qui en est la cause, on fait l’expérience suivante :

sur une plaque de marbre polie et recouverte d’une couche très-légère d'huile, on laisse tomber une bille d’ivoire, d’abord d’une faible hauteur, puis ensuite de hauteurs successivement de plus en plus grandes. A chaque fois, la bille rebondit à une hauteur un peu moindre que celle de sa chute, après avoir formé, sur la couche d’huile, au point où elle a frappé,- une empreinte circulaire d’autant plus large qu’elle est tombée d’une plus grande hauteur (fig. 5). On conclut de là quo la bille s’aplatit à chaque fois par l’effet du choc, et que c’est ensuite par la réaction des molécules comprimées qu’elle rebondit.

14. Application» de l’élaiticité. — L’élasticité nous présente de nombreuses applications. Par exemple , c’est parce qu’ils sont élastiques que les bouchons de liège ferment hermétiquement les bouteilles. Introduits avec force dans le goulot, ils se trouvent comprimés, et réagissant alors, en vertu de leur élasticité, contre les parois, ils s’opposent à la sortie du liquide.

MOUVEMENTS

C’est à l’élasticité de l'air que sont dus ces ballons rebondissants qu’on voit servir de jouets aux écoliers dans nos jardins publics. Ces ballons sont en caoutchouc gonflé d’air; quand ils viennent frapper le sol ou un mur, leur volume diminue, et l’air qu’ils renferment se trouvant subitement comprimé, il se détend, et, réagissant comme un ressort, fait rebondir le ballon.

L’élasticité de l’air est encore utilisée dans ces coussins dont on voit quelques voyageurs faire usage pour être assis plus mollement. Formés d’une étoffe imperméable aux gaz, à l'aide d’un enduit de caoutchouc, ces coussins sont gonflés d’air; devenant ainsi trèscompressibles et très-élastiques, ils forment un siège fort doux.

Sous le nom de fusils à vent , on rencontre dans les cabinets de physique des fusils dont la culasse, qui est en acier, est creuse. Dans cette culasse on comprime fortefnent de l’air à l’aide d’une pompe qui sera décrite plus tard sous le nom de pompe de compression, et c’est ensuite cet air comprimé qui, en vertu de sa force expansive, lance les projectiles. C’est’donc encore là une application de l’élasticité de l’air.

C’est sur l’élasticité de l’acier qu’est fondé l’usage des ressorts de voitures et celui des ressorts qui servent de moteurs- aux montrés et aux pendules. De même, c'est à cause de leur élasticité que la laine, le crin, la plume, sont utilisés dans les sommiers, dans les matelas, dans les oreillers, dans les sièges de nos appartements, etc.

Enfin, c’est en vertu de leur élasticité que les cordes de piano, de guitare, de violon, peuvent, par l’effet de la pression ou du frottement, recevoir un mouvement vibratoire qui, ainsi que cela sera démontré en acoustique, est la cause des sons que rendent les instruments à cordes.