Méthode de M. Régnault

Principe. — M. Régnault a soumis la loi de Mariotte à une vérification nouvelle, en se servant d’un appareil qui ressemble beuucoiip. par sa construction, à celui de Uulong et Arago, mais qui en diffère essentiellement par le principe : « Un tube de verre M d’un diamètre intérieur de 8 à 10 millimètres et de 3 mètres de longueur, est placé dans une position verticale (fiy. 101).

Ce tube fermé à son extrémité supérieure par un robinet R', communique, par la partie inférieure, avec un second tube vertical M' trèslong, destiné à contenir la colonne de mercure qui pressera l’air renfermé dans le premier tube. Sur ce premier tube, on a tracé deux repères : l’un, vers l'extrémité inférieure. correspond au volume 1 : le

second re|>ère correspond exactement à la moitié de la capacité du tube

i*J V réservoir en partie plein de mercure. — S pompe à eau. — L levier pour manœuvrer la pompe. — M tube contenant le gaz coufioe. — JU' niauomêtre k air libre. — K manchou entourant le manomètre a air comprimé. — H robinet établissant la commuuiratiun eulre le réservoir V cl les mdiiomctrev — H* robinet établissant la communication entre M et un reseivnir de paj comprime.

COMPRESSIBILITE DES DA/.

depuis -son extrémité supérieure jusqu’au haut du repère inférieur, et indique, par conséquent, le volume

« On remplit le volume I d’air sec sons la pression d’une atmosphère ; puis, on refoule cet air, en faisant monter le mercure, de manière à lui faire

occuper le volume Si la loi de Mariotte est rigoureusement exacte, on

doit trouver que la force élastique du gaz est devenue égale à 2 atmosphères.

«On remplit exactement le volume I d’air sous la pression de 2 atmosphères, et on le refoule dans le volume ; sa force élastique doit être égale à t atmosphères. En remplissant le volume 1 d’air sous la pression de i atmosphères et refoulant cet air dans le volume on devrait obtenir une force élastique de 8 atmosphères, et ainsi de suite. De celte façon, les volumes occupés par le gaz sont toujours très-considérables, par suite susceptibles d’une mesure précise, et en amenant toujours les ménisques au même repère, on ('-vite toute incertitude de graduation. #

172. Description de l'appareil. — Tel est le principe de la méthode dé M. Régnault. Donnons maintenant quelques détails succincts sur la construction de l’appareil. Un vase cylindrique en fonte X [fiy. 101) servait de réservoir» mercure; il communiquait pur un long canal G, placé à sa partie inférieure, avec le tube fermé M et avec le tube ouvert M’. La coupe figurée ci-contre {f<j. 102), fera comprendre le mode de jonction des tubes avec les tubulures T et T’ du canal G. Sur le cylindre V, est adaptée une pompe foulante à eau S, qui permet d’exercer immédiatement une forte pression sur une petite masse d'eau placée au-dessus du mercure; elle est mue à l'aide du levier L et de la bielle articulée B.

Le tube M communique par sa partie supérieure avec un réservoir où le gaz sur lequel on veut opérer est comprimé, par l’emploi de |>ompes foulantes. 11 est entouré d'un manchon K dans lequel circule un courant d’eau, froide. Le tube M’, que nous appellerons désormais manomètre à air libre, est formé d’une série de tubes en cristal ayant chacun 3 mètres de longueur, 10 millimètres de diamètre intérieur et 8 millimètres d’épaisseur. Ils sont maintenus dans une position déterminée, le long d'une planche en sapin parfaitement verticale, et fixée à un mur en maçonnerie, au moyen de scellements en fer. Les tubes sont superposés et réunis l*>ut à bout, par un moyen très-ingénieux, qui empêche toute fuite du mercure et que nous décrirons avec quelques détails, parce qu'il est applicable à uni1 foule d’appareils.

Fig. 102.

loi

I* K SA N T Kl 11.

.V chacune de leurs extrémité*, les tubes de verre soûl mastiques dans

U une douille en fer terminée pur un cône a (fig. 103). Les

i» -„{ • ' ■] cônes de deux tubes consécutifs sont d'nbonl rapprochés

*■' ' ' jJr — 1 P**r leurbase, et ils compriment, entre eux, une rondelle en

„ y, cuir graissée qui permettra d'obtenir une fermeture plus

■irjjÉ 0) hermétique. Puis, à l'aide du collier c à charnière m. et à

gorge intérieure creuse, qu’on peut serrer plus ou moins

... „„ avec la vis V. on exerce sur tout le contour des deux cônes

en 1er une pression aussi grande qu on veut, sans produire

aucun effet de torsion. l)e plis, l’appareil peut être monté et démonté dans

un temps très-court, et néanmoins, à la jonction des tubes, toute fuite de

liquide est im|iossihlc.

173. Marche <tc* expérience». — fie que nous avons déjà dit sur le principe de la méthode, fait comprendre la marche des expériences. Par l'intermédiaire du robinet IV. on fait arriver le gaz dans le tube M, en l’obligeant tt'OCCiiper le volume initial 1 ou V0, sous une pression arbitraire Pc, dont on a la valeur en ajoutant à la distance des niveaux du mercure en M et en M' la hauteur barométrique au moment de l’expérience : puis, on ferme IV. ou ouvre H. et par le jeu de la pompe à eau S, on réduit l’air au

volume ^ ou à V,; on mesure alors la distance des niveaux du mercure dans les tubes manométriques, et en y ajoutant toujours la hauteur barométrique,on a la pression corres|»ondnnte P,. Si la loi de Mariotte s’applique au gaz étudié, on doit avoir, quelle que soit la grandeur de la pression :

Hr- H„ ’ *

VqHu

174. Résultat* obtenu*. — Dans chacune de ses expériences, M. Régnault faisait la correction de température pour la hauteur de la colonne mercurielle évaluée. Il calculait aussi ce qu’eût été la hauteur du baromètre qu’on observait à la surface du sol. si la cuvette de l'instrument avait été transportée sur le plan horizontal correspondant au niveaudu mercure dans le manomètre à air libre. En un mot, les diverses corrections qui pouvaient influer, d’une manière sensible, sur le résultat étaient faites avec le plus grand soin. Toutes ces précautions étant prises, il a reconnu que pour l’air, l’azote, l’acide carbonique, le quotient est toujours plus grand

quel, et qu’il va en augmentant d'une manière très-régulière à mesure que la pression devient plus considérable. Or. si le rapport en question est supérieur à l'unité, c’est que la valeur observée pour V, est plus petite (pie

to:;

MtMlMtliSSlBILlTK DES liAZ.

celle qu’indique la loi de Mariolte : donc, tes trois gaz que nous venons de nommer ne suivent pas rigoureusement la loi de Mariotte ; ils se compriment un peu plus que cela ne devrait avoir lieu, d'après celte loi. Pour l’airct pour l’azote, les écarta sont faibles, mais cependant assez considérables pour qu’on puisse les évaluer avec certitude. Pour Pacide carbonique, les écarts deviennent notables, quand on opère sous des. pressions un peu fortes; ainsi, en partant d’une pression initiale d’une atmosphère, le rapport, con-

cerpant ce dernier gaz = 1,0076, tandis qn’en prenant cortime point

* ii

de départ H„ =■ l?*l®.66 il devient égal à t ,0999.

Le gaz hydrogène ne suit pas non plus exactement la loi de Mariolte mais il s’en écarte en sens contraire ; il éprouve une diminution de volume moindre que celle qui est indiquée par la loi, et sa compressibilité décroît à mesure que la pression augmente. M. Régnault compare la force élastique de l’hydrogène à celle d’un ressort métallique, qui offre une résistance d'autant plus grande à la compression, qu’il se trouve déjà soumis à une pression plus considérable.

On pourrait objecter que les éoyls signalés par M. Régnault tiennent

peut-être à .«ne évaluation inexacte de la valeur du rapport s’il a été

mal déterminé et estimé au delà de sa valeur véritable, il n’est pas étonnant que, dans les expériences faites sur l’air, l’azote et l’acide carbo-

VuHo

nique, on trouve pour le quotient -- un nombre plus grand que I. M. Re-

’ihi

gnault répond à cette objection que si cette cause était la vraie, on'eüt dû obtenir, dans la série des expériences, un nombre toujours plus grand que 1, à peu près de la même quantité, tandis qu’au contraire, la différence va croissant d’une manière régulière, à mesure queil„ augmente luimême.

175. Conclusion générale. — En résumé, les expériences de M. Régnault exécutées par la méthode que nous venons d’indiquer et d’autres essais sur la compressibilité des gaz, essais dans lesquels on soumettait ces corps à des températures très-diverses et que nous ne pouvous décrire ici, conduisent à ce résultat général : qu’aucun des gaz que nous sommes obligés de prendre à la température ordinaire, ne suit exactement, dans ses variations de volume, la loi énoncée par Mariotte. Les gaz permanents s’en écartent peu, et la loi peut leur être appliquée sans erreur notablé: les gaz liquéfiables s’en écartent d’autant pin» que nous les prenons à une température plus voisine de leur point de liquéfaction. Néanmoins, pour ces derniers, la compressibilité réelle se rapproche d’autant plus de Ja compressibilité théorique qu’on les étudie à des températures pins élevées.

PESAI* Tel' K.

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