DILATATION DES GAZ. —LOI DE GAY-LUSSAC

cises, sont celles de M. Regnault. Ces expériences, dans lesquelles les pressions ont été poussées jusqu'à 28 atmosphères, ont fait voir que la loi de Mariette n'est pas rigoureusement exacte ; elle est surtout inexacte pour des pressions qui approchent de celles pour lesquelles les gaz soumis à l'expérience passent à l'état de liquides. Mais les différences qui existent entre les volumes que prend suC" cessivement une même masse de gaz soumise à diverses pressions, et les volumes qu'elle devrait prendre d'après la loi de Mariette , sont tellement petites, qu'on peiit regarder cette loi comme exacte, sans qu'il résulte d'erreurs appréciables dans les applications à la mécanique pratique.

§ 250. Dilatation des gaz. — liOl de Gaj-Iiassae. — Lorsque l'on fait varier la température d'une masse gazeuse, il se produit des effets différents, suivant les circonstances dans lesquelles le gaz se trouve placé. S'il est libre d'augmenter ou de dimttiuer de volume, sans que la pression qu'il supporte de la part de ses parois varie, une élévation de température le dilatera ; un abaissement de température le contractera ; le changement de température déterminera un changement de volume sans changement de force élastique. Si, au contraire, le gaz est contenu dans une enveloppe fermée non susceptible de changer de grandeur, une élévation de température augmentera sa force élastique , et un abaissement la diminuera.

Ce second résultat est une conséquence du premier. On voit en effet que, lorsqu'une masse de gaz passe d'une température à une autre plus élevée, sans changer de volume, on peut concevoir qu'elle se soit d'abord dilatée par l'effet de la chaleur, sans que sa force élastique ait varié; puis qu'elle ait été ramenée à son volume primitif, en conservant la nouvelle température qui lui avait été donnée, ce qui entraîne une augmentation de force élastique. La loi de Mariette nous indique que, dans cette partie de l'opération, la force élastique du gaz s'accroît dans le rapport de son volume réduit au volume qu'il avait avant d'éprouver cette contraction ; ou bien encore dans le rapport du volume primitif de la masse gazeuse, au volume que lui a donné l'élévation de sa température lorsque sa force élastique ne changeait pas. On peut donc en conclure que, si par l'effet d'une même élévation de température, une masse gazeuse se dilate sans changer de pression, ou bien augmente de force élastique sans changer de volume, son volume s'accroît, dans le premier cas, dans le même rapport que sa force élastique dans le second . si , dans le premier cas, le volume du gaz augmente de la moitié, du tiers, du quart, ... de ce qu'il était d'abord , dans le second cas la force

élastique augmentera de la moitié, du tiers, du quart,... de sa valeur primitive.

En étudiant la dilatation des gaz, sous pression constante, Gay- Lussac a trouvé qu'à égalité dç changement de température, cette dilatation était la même pour tous les gaz; qu'elle ne dépendait pas de leur nature. C'est en cela que consiste la loi de Gay-Lussac.

M. Regnault, ayant fait des expériences nombreuses et très précises sur la dilatation des gaz, a reconnu que la loi de Gay-Lussac n'était pas rigoureusement exacte. Tous les gaz ne se dilatent pas de la même quantité, pour un même accroissement de température. Mais nous pouvons répéter, pour la loi de Gay-Lussac, ce que nous avons dit de la loi de Mariette : en la regardant comme exacte, il n'en résultera aucune erreur appréciable dans les applications à la mécanique pratique.

D'après les expériences de M. Begnault, lorsque la température d'une masse d'air augmente d'un degré, sans que sa force élastique change, §on volume s'accroît des jJ^J-g de ce qu'il était à la température de 0", ou de la glace fondante. Nous regarderons ce résultat comme s'appliquant à toute espèce de gaz, en raison de ce que nous venons de dire. Si, par exemple, le gaz que l'on considère avait un volume de 3 000 Utres à la température de 0% son volume serait de 3 04 1 litres à la température de 4 % de 3 022 htres à la température de 2% de 3110 litres à la température de 1 0*, de i 1 00 litres à la température de 100**. Il résulte de là que, si la température d'un gaz augmente d'un degré, sans que son volume change, sa force élastique s'accroît des ^^ de ce qu'elle était à la température de 0*»; Cette force élastique s'accroîtra du double, du triple,. .. de cette quantité, si la température augmente de 2", de S'', etc.

§ 251 . loflaence de la pression atmosphérique sur les résultats relatifs A l'éqnllibre desUqaldes. — Dans tout ce que nous avons dit précédemment (§ § 21 8 à 236), pour des liquides terminés par des surfaces libres, nous avons supposé qu'aucune pression ne s'exerçait sur ces surfaces. Les résultats auxquels nous sommes arrivés ne sont donc pas applicables aux liquides, tels qu'ils se présentent habituellement à nous, puisque les surfaces libres de ces liquides sont ordinairement soumises à la pression atmosphérique. Nous allons passer en revue ces divers résultats, afin de faire connaître ceux qui restent exacts, et d'indiquer les modifications qui doivent être apportées aux autres, en raison des pressions que l'atmosphère exerce sur les surfaces libres des liquides.

1 ° Si un liquide pesant est en équilibre dans un vase, et que sa surface libre ne soit soumise à aucune pression, cette surface est