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TEMPÉRATIRE.

TEMI'ÉRATIIIE.

milliiiuHits.

millimètres.

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1 afniosp.

571. Delà tension des vapeurs dans un espace rempli de gaz. La tension des vapeurs est la même, soit que l'espace où elles se forment soit vide ou rempli de gaz (a} ; on le prouve aisément par l'expérience suivante.

On fait le vide dans un ballon (f. 292) muni d'un baromètre bV , et portant un col armé de deux robinets m et « : on ouvre le robinet m, on remplit d'eau l'espace vide que 'les deux robinets laissent entre eux , et l'on referme m : en ouvrant le robinet n, l'eau qui remplit le col du ballon tombe dans celui-ci , et sature cet es-

(a) Il est inutile de dire qu''il faut que la vapeur formée ne puisse point exercer d^action chimique sur ce gaz.

pace de vapeurs dont la tension sera connue par l'élévation du mercure dans le tube barométrique. On observe cette tension de la vapeur ainsi formée dans le vide.

Le vide étant de nouveau fait dans le ballon , on laisse pénétrer dans celui-ci de l'air sec (en adaptant à l'ouverture du col, un tube rempli de fragments de chlorure de calcium, qui absorbe loute Thumidilé de Tair qui passe à travers ce tube pour venir remplir le ballon) , et Ton observe la hauteur à laquelle il élève le mercure dans le baromètre. Puis on remplit d'eau , comme précédemment, l'espace qui existe entre les deux robinets. On ferme celui /7j , et l'on ouvre n: cette eau, tombée dans le ballon plein d'air sec , y formera des vapeurs en aussi grande quantité que dans le ballon vide : en effet , la colonne de mercure s'élèvera au-dessus de la hauteur barométrique d'une quantité égale à celle dont le mercure s'était élevé dans le tube, lorsque le ballon était vide d'air.

Nous voyons donc par celte expérience que les vapeurs se forment de même dans un espace vide et dans un espace plein de gaz. Quoique la présence des gaz dans un espace n'empêche pas la formation des vapeurs, elle la retarde considérablement, c'est-àdire, qu'il faut beaucoup plus de temps à un liquide pour se volatiliser dans un espace contenant du gaz, que dans un espace vide.

Nous avons vu, par l'expérience précédente, que la force élastique de la vapeur qui se forme dans un espace contenant du gaz , s'ajoute à la force élastique de celui-ci ; ce que nous disons ici des vapeurs s'applique aussi aux gaz. En effet, lorsque plusieurs gaz se trouvent accumulés dans le même espace, ils se mélangent de manière que chacun d'eux soit répandu dans toute l'étendue de l'espace, et la force élastique de ce mélange de gaz est égale à la somme des diverses forces élastiques qu'aurait chacun d'eux isolément.

in^GROMÉTRIE.

372. GÉNÉRALITÉS. On appelle hygrométrie la partie de la physique qui a pour objet de rechercher la quantité de vapeur aqueuse contenue dans l'air , sous diverses températures.

Si l'air atmosphérique n'existait pas , il y aurait moins de vapeur autour de la terre qu'il n'y en a réellement. En effet , dans le vide la quantité de vapeur formée serait limitée par la pression que pourrait supporter sa couche inférieure ; mais dans

l'air, c'est la couche d'air inférieure qui supporte le poids de la vapeur disséminée au-dessus , et celte couche inférieure peut recevoir des vapeurs nouvelles. La quantité de vapeur d'eau contenue dans l'air dépend de la température. On appelle état hygrométrique de l'air le rapport de la quantité de vapeur d'eau qu'il contient à celle qu'il devrait contenir pour être saturé.

On peut mesurer la rapidité d'évaporation , en observant la perte de poids faite en un certain temps par un liquide. Dans la zone tempérée , l'évaporation moyenne d'un jour répond à une épaisseur de 2°"", 2 ; dans la zone torride , cette moyenne s'élève à 6""" ; l'évaporation qu'éprouve la glace paraît être encore de O'^'^jS environ par jour.

D'après Dalton , on admet que l'évaporation est proportionnelle à la différence de la tension du liquide à celle de la vapeur qui se trouve dans l'air; or, Dalton a trouvé par expérience que la perte est de 4ff,27 par décimètre carré et par minute, l'air étant tranquille, la tension du liquide étant de 760""", et celle delà vapeur de l'air étant de 10°"". Si donc la tension du liquide est H , et A celle de la vapeur de l'air, la perle faite alors sera trouvée par la proportion 760 — 10 | H — h \\ 4s, 27 \ p. S'il y a un vent constant, l'évaporation augmente , et le terme 4iî,27 n'est plus suffisant; il faut alors déterminer le nouveau coefficient par expérience. Nous verrons tout à l'heure comment on détermine la valeur de h.

573. DÉTERIUINATIOIV DE LA QUANTITÉ D'HUMIDITE. Si l'air était saturé de vapeur à la température à laquelle il se trouve , il suffirait , pour connaître la quantité qu'il en contient, de consulter la table des tensions et de faire un léger calcul : supposons , par exemple, que la température de l'air soit de 12° ; la table des tensions nous indique pour cette température une tension h de 0, ""^"* 01 \ nous savons que les poids des gaz sont entr'eux comme les pressions qu'ils supportent, et que par conséquent un litre d'air sec, qui , à 0° et sous 0'"j76 de pression, pèse l,g299 , ne pèsera plus à 0'",01 dépression que— de lSj299, c'est-à-dire, que son poids sera de 0^, 017 (a). Comme sous la même pression , la den-

(a) Il faut cependant tenir compte ici de l'effet de la dilatation de l'air ; pour cela on divise d!;,299 qui est le poids du litre d'air à 0" par l'expression de sa dilatation en passant à V qui est 1 + 0'",00375 X *■"»

( 268 ) site de la vapeur est à celle de l'air ; ; 5 ] 8, il faut prendre les 1 de 08,017 (ce qui donne 0î,0l06) pour avoir le poids de la vapeur contenue dans un litre d'air supposé salure à i2^. On évaluerait d'une manière semblable la quantité absolue de vapeur d'eau contenue dans un volume donné d'air, supposé saturé à une température quelconque. Ces calculs reviennent à la formule

8 Vl-+-«^x0,00ô7o j 760*

574. MÉTHODE DE LEROY. Mais quand l'air n'est pas saturé de vapeur, pour trouver la quantité qu'il en contient on s'appuie sur le principe que en diminuant de plus en plus sa température, il finira nécessairement par être saturé. Pour parvenir à connaître le degré de température auquel cet air serait saturé par la vapeur qu'il contient, on opère comme il suit.

On place dans cet air un vase contenant de l'eau très-claire , et dont la paroi soit parfaitement nette: puis on refroidit déplus en plus l'eau qui s'y trouve , en y plaçant par petites quantités de la neige ou de la glace, jusqu'à ce qu'il se dépose, sur la paroi extérieure du vase, une légère couche d'humidité; ce dépôt ne se forme que lorsque l'air qui enveloppe le vase , et qui se refroidit par son contact avec lui , aura été abaissé à une température telle qu'il soit un peu sursaturé de vapeur. En observant avec un thermomètre la température du vase , on saura donc, ainsi, à quelle température cet air serait saturé par la vapeur d'eau qu'il contient et par suite la tension de celte vapeur ; on peut par conséquent évaluer la quantité decelleci d'après la méthode indiquée précédemment.

373. HYGROMÈTRES. Comme la manière d'opérer que nous venons de faire connaître exige un temps trop long pour être employée kabituellement, on a cherché à construire des instruments qui indiquassent le degré d'humidité de l'air. La construction de ces instruments , connus sous le nom d'hygromètres , est fondée sur la propriété que possèdent les corps d'augmenter de volume quand ils deviennent humides. On appelle h\groscopes des instruments qui ne peuvent pas servir à mesurer le degré d'humidité, et qui n'ont pour but que d'indiquer les différences d'humidité de l'air.

376. Les corps inorganiques ne peuvent pas servir comme hygromètres, parce que, n'absorbant l'humidité qu'à leurs surfaces, ils n'augmentent pas seusiblemeal de volume.

Oa ne peut se servir , pour une construction d'hygromèlrcs exacts , des matières végétales telles que les bois , les cordes , parce qu'elles se dilatent irrégulièrement et dans un sens perpendiculaire à leurs libres. Celte dilatation se fait d'ailleurs avec une force irrésistible, (a).

La plupart des matières animales se dilatent aussi irrégulièrement par Tabsorplion d'humidité. C'est parmi elles cependant qu'on choisit les substances propres à servir d'hygromètres : en elTet , les cordes de boyaux , la baleine, et surtout les cheveux, jouissent d'une grande sensibilité et ont une marche assez régulière de dilatation.

377. On a inventé plusieurs espèces d'hygromètres , dont le plus parfait est celui de Saussure. On le construit de la manière suivante.

On place un long cheveu dans de l'eau bouillante contenant i-

de sous-carbonate de soude, afin de le priver de la matière grasse qui l'enveloppe naturellement , et qui détruit sa sensibilité hygrométrique. Puis on fixe avec une pincette l'une de ses extrémités (f. 295), on l'enroule autour d^une poulie, et l'on suspend un petit poids à son autre extrémité. La poulie porte une aiguille , qui marche sur un petit cadran portant des divisions. Pour tracer ces divisions, c'est-à-dire pour graduer l'instrument , on le place sous une cloche en verre , où se trouve un vase contenant de l'eau : se trouvant ainsi exposé dans un espace saturé de vapeur , le cheveu prend sa plus grande longueur possible; on marque 100° au point du cadran où s'arrête l'aiguille. On expose ensuite l'instrument dans un espace parfaitement sec, en le mettant sous une cloche où se trouve du chlorure de calcium (sel qui absorbe toute l'humidité), et l'on marque 0° au point du cadran où l'aiguille s'arrête par suite du raccourcissement considérable du cheveu.

378. La marche de cet instrument ne varie point selon les températures , ce qui prouve que la vapeur qui se trouve dans un espace n'agit point sur les corps d'après sa quantité absolue, qui dépend delà température, mais seulement d'après sa quantité relative, c'est-à-dire, d'après le degré de saturation de l'espace. Ainsi la vapeur d'un espace saturé à 0° agit comme celle d'un espace saturé

(a) C'est elle qui produit ces craquements qui se font entendre dan» les meubles aux changements de temps.

( 270 ) à 60° , et la marche de l'hygromèlre est la même aux diverses températures (a).

579. Il s'agit de savoir maintenant si la marche de Thygromètre est régulière , c'est-à-dire, si elle est en rapport constant avec la quantité de vapeur contenue dans un espace, ou si les degrés hygrométriques ne répondent pas exactement aux points de saturation de celui-ci. Pour s'en assurer , il suffit de placer l'instrument gradué sous une cloche , où l'on met successivement de l'eau pure et des solutions salines de plus en plus fortes, et dont les tensions sont par conséquent de plus en plus faibles : tensions qu'on évalue d'avance (369). En observant la marche de l'hygromètre dans la cloche qui se trouve ainsi exposée successivement à divers degrés de saturation connus d'avance , il est facile de voir que celle marche n'est pas régulière et qu'elle est beaucoup plus rapide au point de siccité extrême qu'auprès du point de saturation. C'est ce que prouvent les résultats obtenus par M. Gay-Lussac et indiqués dans le tableau suivant.

DEGRÉS

SATIRATIONS.