DILATATION DE L'EAU. L'eau fait exception aux règles

générales de dilatation , car à Ocelle occupe un plus grand volume qu'à 1°, à 1° plus qu'à 2°, à 2° plus qu'à 5°, à 3° plus qu'à 4° qui est le point de son maximum de densité , c'est-à dire, la température à laquelle son volume est le moindre possible. Pour le prouver , soit (f. 265) un large tube de verre rempli d'eau et entouré dans son milieu d'un vase mn, contenant de la glace à 0°. Des thermomètres plongés à différentes profondeurs dans le tube indiquent que Teau du fond, qui est nécessairement la plus dense, est à 4°, tandis que plus haut elle est à 0°: donc l'eau est plus dense à 4° qu'à 0°. La température à laquelle l'eau est la plus dense est celle de 4° , 1. A 8° l'eau aura évidemment la même densité qu'à 0°. Il est facile de remarquer celte augmentation de volume de l'eau lorsqu'elle passe à l'état de glace; car lorsque le liquide est renfermé dans un vase très-SoIide, ouvert à sa partie supérieure et parfaitement rempli , on voit la glace se bomber et former au-dessus de l'ouverture une calotte sphérique. C'est parce que la glace est moins dense que l'eau , que les glaçons flottent à la surfilée de ce liquide.

En dissolvant certains corps dans l'eau , on avance ou on retarde le point de congélation ; mais le maximum de densité est toujours à 4° au-dessus de ce point.

Cette propriété particulière de l'eau , d'être plus dense à 4° qu'à 0° , tend à empêcher la congélation de l'eau qui se trouve au fond des lacs ou d'autres masses profondes. C'est encore à la même cause que sont clus les puits naturels observés dans les glaciers, sur les hautes montagnes. En effet , les rayons solaires ou un vent chaud venant à fondre un peu de glace , à la surface d'une masse de glace , échauffe cette eau qui se trouve ainsi à 2° ou 5° ; mais aussitôt cette eau , plus pesante que celle à 0° , descend au fond et va fondre de nouvelle glace ; cet effet se continuant , il se fait un courant ascendant d'eau froide, et un courant descendant d'eau chaude, qui vient continuellement fondre la glace qui se trouve au fond : de la continuité de cet effet résulte la formation d'une sorte de puits.

324. Pour déterminer exactement l'état de dilatation de l'eaii aux diverses températures , on peut la peser dans un flacon à l'émeril , en tenant compte de l'augmentation de capacité du flacon pour chacune d'elles. On peut aussi peser dans de l'eau, à diverses

températures, une boule de verre , et en tenant compte des augmentations de volume de celle-ci , observer le poids du volume d'eau déplacé chaque fois. C'est ainsi que Hallstrom a trouvé les nombres suivants.

Températures. Densités. Volumes.

Les volumes sont en raison inverse des densités et se trouvent par la proportion V \ v' \\ d' \ 1** , dans laquelle 1* et 1^ sont le volume et la densité à 4°,1 , et v' et d' le volume et la densité à la température donnée.

325. Lorsque l'eau gèle, elle augmente de 0,07 du volume liquide qu'elle possédait à 0°. Cette augmentation se fait avec une force égale à l'effort qu'il faudrait employer pour comprimer la glace de 0,07 j cela nous explique la puissance avec laquelle une capacité remplie d'eau se brise quand cette eau gèle. Lorsque l'eau est placée dans un tube vide d'air que l'eau ne remplit pas entièrement, et que ce tube se trouve soustrait à toute espèce d'agitation, on peut le refroidir à — 12°, sans qu'il s'y fasse de congélation ; mais alors, à la moindre agitation du tube, toute l'eau se prend subitement en glace.

526. MESURE D'UN VOLUME , D'UNE CAPACITÉ. On connaît donc, d'après ce qui précède, le volume d'eau à 4°,1 que déplacerait un corps pris à 0^ , et par suite le volume exact de ce corps.

Une capacité étant donnée à une température quelconque /°, on détermine le poids du mercure qui peut la remplir; puis on divise ce poids par celui d'un centimètre cube de mercure à t°j

Celui-ci est alors t= ^ , c'est-à-dire le quotient du poids

"*" 5550 du mercure à 0° , par l'augmentation qu'il a éprouvée en passant à /". C'est par ce procédé qu'on détermine exactement la capacité d'un vase.