TEMPÉRATURE D'ÉBULLITION

Alcool ordinaire

Éther ordinaire.

Chloroforme

Aldéhyde

111. Comparaison du point d'ébullition de quelques liquides organiques >'t de leur coefficient de dilatation. — Quand on compare les liquides l’un à l’autre, au |>oiut de vue île leur dilatation, -oit trouve que chacun suit une loi différente et que les -Coefficients de la formule empirique qui peut servir à calculer les dilatations de l’unité de volume; de Oà T°, changent avec chaque liquide. Il est même difficile, en comparant les résultats numériques que Ton a trouvés, de saisir une relation entre la dilatation d'un liquide -et se» autres propriétés physiques. Cependant, quand on range les composés en séries continues comprenant chacune un certain nombre de corps analogues qui se ressemblent par leur origine et par leurs réactions, on reconnaît que, dans un groupe donné, la dilatation des composés qu'il renferme augmente, à mesure que le point d’ébullition descend. Ainsi, quand on examine, sous ce point de vue, les alcools monoaloiniques dont la formule chimique se rapporte au type C*bHIo04, tels que T esprit dc bois, l’alcool vinique, l’alcool propylique, etc. : les points d'ébullition vont en s’élevant, à partir de l’esprit de bois, tandis que les coefficieuts moyens de dilatation, pris à cette température d’ébullition, vont en • diminuant.

293. Dilatabilité rien liquide* qui entrent en ébullition à une ba**e température. — La dilatabilité des liquides, qui augmente à mesure que , la température s’élève, suit un accroissement encore plus marqué, quand on étudie ces corps à une distance assez grande de leur point d'ébullition.

M. Urioa a récemment publié, sur cette question, des recherches trèsintéressantes qui ont conduit à ce résultat curieux : que pour les liquides très-volatils, les coefficients de dilatation peuvent dépasser de beaucoup la valeur de ceux qui se rapportent à l’air et aux gaz. M. Thilorier avait, dès 1833, entrevu la grande dilatation que subit l'acide carbonique liquide en passant de 0° à 30° ; il l’estimait égale à quatre fois la dilatation de l’aif placé dans les mêmes conditions, La réalité d’un fait si extraordinaire avait été mise en doute par quelques physiciens ;. les expériences de M. Drieu ne peuvent plus laisser aucune incertitude, plies ont porté sur trois liquides très-volatils, "de nature très-différente: l'éther chlorbydritjue, l'acide hvpoazotiqùe et l’aeide sulfureux-. Pour le premier, c’est vers

CHALEUR

H 40 degrés que le et «efficient de dilatation atteint la valeur de celui de l'akr; à 130", il est trois fois plus grand. Pour l’acide hy[«oazolique, à 110°, le coeflicieut de dilatation est supérieur à celui de l’air. Enfin, pour l’acidè sulfureux, c’est vers 80° que l égalité des deux coefficients est atteinte. A 130°, le coefficient se rapportant à l’acide sulfureux est triple de celui de l’air.

M. Drieu ne donne, il est vrai, dans son travail, que les dilatations apparentes ; mais, comme elles sont toujours plus faibles (pie les dilatations absolues, la loi qu’il a voulu dégager se trouve mise en évidence d’une manière encore plus nette.

2U4. Pha-nomcnri particulier* prcurnt^i par l’rau . — . La loi de dilatation de l’eau ne ressemble en rien à celle qui appartient aux autres liquides. L’eau présente cette propriété singulière que si l’on observe son volume à partir de 0®, on le voit décroître à mesure que la température s'élève jusqu'à 4° environ, A partir de 4”, le volume croit de nouveau, si bien que vers 8®, l’eau reprend sensiblement le même volume quelle, avait à 0°; il y a donc, à 4°, un minimum de volume ou un maximum de densité.

2R5. Maximum de densité de i’ean. — Expérience de Hope. — L'existence d’tin maximum de densité pour l|eau se démontre par l’exi«éricnce suivante qui est due à Hope. Une éprouvette à pied en verre (fi g. -It>2). porte,

vers le premier tiers supérieur, un manchon de verre M dans lequel on a introduit, soit de la glace pilée, soit un mélange réfrigérant. Deux thermomètres sont fixés horizontalement, à T’aide de bouchons, dans des ouvertures circulaires pratiquées à la paroi de l’éprouvette, de telle façon que les réservoirs sphériques correspondent à l’axe du cylindre. L’un des thermomètres t est placé, vers la partie supérieure, l’autre ( vers la partie inférieure do l’appareil. En remplissant l'éprouvetle d’eau et l’abandonnant à elle-même , on reconnaît que les lieux thermomètres marquent une température décroissante ; mais bientôt le thermomètre inférieur atteint une température stationnaire voisine de 4”, tandis que le thermomètre supérieur indique une températuré décroissante. Ce résultat s'explique ainsi ! l’eau do Péprouvette, qui avnit primitivement une température de 10° par exemple, devient plus froide, et par suite pluB dense, eu raison de sa proximité avec la glace pilée du manchon : elle se précipite au fond et fait baisser le thermomètre inférieur ( . Ce phénomène se continue jusqu'au moment ou les couches inférieures, qui ne cessent de se refroidir, <»ut atteint leur maximum de densité et transmis au thermomètre l' leur

DILATATION DES LIQUIDES

propre température. Mais, à partir de ce moment, la niasse d’eau est abaissée au-dessous de A“ dans le voisinage de M. I>a densité de Jean est moindre dans celte région que dans le fond do l’éprouvette, les couches liquides ne peuvent plus descendre, pour refroidir le thermomètre t' qui gardera désormais une température invariable, celle du maximum de densité. Ouant au thermomètre supérieur, il marque la température décroissante des couches d'eau qui baignent son réservoir.

29(i. Diverses métbsdes pour obtenir In température dn maximum

de densité de l'eau. — Ce procédé, excellent p< ur prouver l’existence du maximum de densité de l’eau, ne pourrait fournir la valeur numérique exacte de la température qui lui correspond. Cette valeur est cependant d’une grande importance, puisqu’on a pris, comme unité de poids, le poids d’un centimètre cube d'eau distillée, à son maximum de densité. Lefèvre- Gineau, qui fut chargé de.donncr l’étalon du kilogramme, à l'cpoque où l’on adopta le système des nouvelles mesures, pesait un même cubé métallique, dans l’eau pure portée successivement à diverses températures. C’est évidemment à l'instant où la poussée du liquide est -le plus forle, c’est-à-dire où le poids du cube est le plus diminué, que la température du maximum de densité est atteinte par l’eau. Il trouva ainsi le nombre A”, A.

Ikiellsfroem. par une méthode semblable, en pesant dans l’eau une houle de verre convenablement lestée, obtint A", I ; il construisit une table qui donne le volume de l'eau et sa densité de degré en degré, depuis 0° jusqu’à 30° centigrades.

Il y a dans les recherches du genre de celles que nous indiquons ici, une difficulté inhérente à leur nature mêltie. La densité de l’eau varie avec la température, on, comme on le dit en mathématiques, est fonction de la température. Or, dans le voisinage d'un maximum ou d’un minimum, une fonction varie très-pen, jxmrdes changements cependant notables, dans la valeur de la variable. Ainsi, dans le voisinage de A’, le changement de poids du cube métallique employé par Lcfèvre-Gineau ou de la houle lestée de Haellslroem était à peu près inappréciable, quand la température changeait de quelques dixièmes de degré.

297. Bxppripnri* «i«* M. Dpxpretz. — M. Dcspretz, en 1839, a mis en œuvr.e un procédé, dans lequel la difficulté que nous venons de signaler n’est pas sans doute complètement écartée, mais où l’opérateur se trouve placé dans des conditions plus favorables, pour effectuer des mesures exactes. Getle-fois. en effet, on estime le volume occupé par l’eau, non plus à A*, mais à des distances assez grandes au delà et en deçà de ce point, cl, des nombres obtenus, on parvient à déduire la température du maximum de densité, oo,- ce qui revient au. même, du minimum de volume.

M. Despretz plonge dans un même bain, dont la température pourra varier. depuis — 9“ jusqu'à -f- 10 ou -f- 15 degrés, deux thermomètres à eau

CHALEUR

juxtaposés chacun à un thermomètre à mercure bien réglé. Les tubes «les thermomètres à eau ont été divisés en parties d’égalq capacité, et le volume do chaque division, ainsi que celui du réservoir qui leur correspond, évalués avec soin. Le coefficient de dilatation cubique du verre qui l'orme les thermomètres, a été déterminé par la méthode indiquée plus Inuit (277). Enfin, les deux thermomètres ont été remplis d’eau parfaitement pure et récemment bouillie |x>ur qu'elle ne renferme pas d’air en dissolution. Dans ces conditions, on note soigneusement les volumes apparents de l’eau dans les enveloppes vitreuses aux diverses températures; soient:

Vr A

Si le volume V. à 0“ est devenu à t° (en faisant une lecture sur la tige graduée du thermomètre) V/, le volume t serait devenu :

Vi , >7

— a t», — à t'«, etc.

D’autre part, l’unité de volume du réservoir s’est accrue effectivement de ;

V| Vf* •

- Kt à — - K/' à / etc.

Pour avoir les volumes vrais de l’eau aux divers degrés marqués par le

thermomètre à mercure, il faudra ajouter, aux volumes appareuls, les accroissements du capacité de l’enveloppe vitreuse. Les volumes vrais du liquide seront dope :

yf

.zi i i

jü iJ

«asc

Fig. 163. '

-I- Kt' A /'-. etc.

Cela posé, menons les ligues 0X, 0Y qui se coupent, à angle droit.au point O. A partir decc point, prenons sur UX des longueurs proportionnelles aux températures t, t\t" , etc;., et, par les |toinls de division, menons à OX des («erpendiculaires, dont les longueurs soient proportionnelles aux volumès vrais dont nous venons de donner l'expression générale ; joignons les extrémités de ces perpendiculaires par une ligne continue : tuais aurons.