DILATATION 1>£S GAZ

pérature T1, à une troisième T", et on retrouve pour «lu même valeur.

Gav-Lussac a trouvé ainsi « = 0,4)0375, Lambert avait déjà obtenu le même résultat, et Dahon avait donné pour valeur de a le nombre 0,00392.

300. Expériences de ii.i.ih, rK — Rudberg, physicien suédois, .a le premier soupçonné l’inexactitude do ces nombres. 11 a repris la même détermination , par un procédé déjà employé par Dulong et Petit, il est arrivé à une valeur notablement plus faible 0,003640. Rudberg a montré, dans ces mêmes essais, combien était grande l’influence exercée par la présence de la vapeur d’eau dans l'air; car avec de l’air non desséché, il a obtenu les nombres 0,00384 et 0,00300.

On le voit, jl existait un grand désaccord entre les valeurs que les différents physiciens avaient trouvées pour «; et le désaccord était d’autaul plus fâcheux qu’il concernait, non-seulement la dilatation de l’air atmosphérique, mais encore celle de tous les autres gaz. Gay-Lussac était arrivé, en effet, à la suite de déterminations analogues à la précédente, effectuéessur plusieurs substances gazeuses, à cette loi générale que les expériences de Duvy, de llulong et de Petit avaient confirmée : Tous les gaz ont le même coefficient de dilatation, et ce coefficient est indépendant de la pression qu'ils supportent. Il était donc très-important de tenter des expériences nouvelles, par des procédés variés qui pussent sé contrôler l’un l'autre.

301. Méthode de M. Régnault. — C’est M. Ilcgnault (pii s'csl chargé de ce soin. Il a d'abord signalé les causes principales d'erreurs inhérentes à la méthode de Gay-Lussac, qu’il a essayée lui-même, afin de pouvoir se rendre un compte exact de ses inconvénients. Le défaut le plus graye qu’il lui a reconnu, c’est que l'index de mercure, «|ui fait daus le tube du thermomètre à air l’office de piston, ne bouche pas hermétiquement le tube; il laisse entrer ou sortir une petite quantité d’air, M. Régnault a mis cette imperfection en évidence, en faisant varier la température du gaz d’abord de 0 à lfX)°, pour la ramener ensuite à 0° ; l’index n’a jamais repris exactement sa position initiale. Il y a donc une variation notable de la niasse gazeuse soumise à l’expérience, variation qui affecte les résultats calculés d’une erreur permanente.'

Faut-il abandonner la méthode de Gay-LusSac ou faut-il l’améliorer? Avant de décider cette question, il est bou d’examiner quels sont les divers procédés qui peuvent être mis usage.

La formule ( d ) (266) a donné : . ,

volume et de la pression. Si, dans les expériences propres à déterminer ce coefficient, on fait varier à la fois ces deux quantités, V,., V„ H’ et H pourront

CIIAI.EiH.

être olitenus- numériquement, en même temps que t et t\ et ràpphcatioa de la formule qne nous venons d’écrire donnera a. C’est le cas de l'expérience de (iav-Liissac ; et il est, comme on le voit, assez complexe.

On pourra, en second, lieu, par line autre disposition, conserver au gaz qui se dilate' la même pression, pendant tonte la durée de l’oxpérie-nce.

Alors H'= H ; et a se tirer» de l'équation : *

VY 1 + ajT (

VT — I 4- af '

M. Pouillel s'est servi d’un procédé qui avait ce principe pour point de départ.

Enfîu, on peut laisser le volume constant; à toutes les époques de l'expérience, et se borner à des mesures de pression. Alors le problème est résolu

|iarl égalité = (a)

Cette dernière expression représente le point de départ théorique dé la plus importante, à notre avis, des quatre méthodes employées par >1. Régnault, la seule <pie nous voulions décrire ici.

302. Construction de l’appareil. — — L’appareil de M. Régnault se compose d’un ballon de verre B plein d'air (fi y. 1RS) de 800 à 1000 centimètres cubes de capacité, portant, soudé à son Col, un tube de diamètre étroit de 20 centimètres de longueur environ. Ce tube est mastiqué dans

un autre tube de cuivre C à trois branches qui met le ballon eu communi- % Cation : Ie par la branche D avec l’appareil raanométriqué MM’ déjà décrit (|R9); 2” par la branche 1 avec un appareil de dessiccation pour les gaz, puis avec la machine pneumatique. Le tube mnnométrique M porte dans le Voisinage de sa soudure avec D un trait b qui limite le volume invariable que doit occuper le gaz qui remplira le ballon et le tube de jonction, dans . les diverses phases de l’expérience. Enfin, une chaudière à couvercle double sert à porter le réservoir B aux diverses températures que l'un veut produire. La vapeur d'eau, avant de s'échapper dans l’air extérieur, circule autour de l’enveloppe centrale et empêche son refroidissement. De • celte façon, il suffit de consulter le baromètre au moment oü l'eau IkwiI dans la chaudière, ainsi que la table des forces élastiques maxiina de' la vapeur d’eau, pour en conclure la vraie température de l’air du ballon.

303. Marche des expériences. — Voici la manière d’opérer. Le ballon a été d'avance jaugé exactement avec l’eau distillée, les tubes de jonction (1 et D jusqu’au trait b ont été jaugés au mercure, leur capacité v ne doit être qu'une très-petite Fraction de celle V, du ballon : dans l'expérience de

M, Régnault on avait- = 0,002113. Lus mesures effectuées, il faut remplir

le ballon d’air sec. Dans ce but. par {'intermédiaire du tube 1, on faille.

dilatation des oaz.

tan

vide dans l'intérieur de l'appareil, apTèsavoir d’avance rempli de mercure line portion des tubes M et M . Polir <pie l'humidité adlîcrentc aux parois

Fig. 160.

Intérieures du réservoir II disparaisse bien complètement, on porte l'eau de la chaudière à l'ébullition ; on laisse rentrer de l’air sec ; ou lait de nouveau le vide. Après plusieurs opérations de ce genre, on peut être sêr que le réservoir ue contient plus que de l’air bien sec. On verse alors dans le tube M'du manomètre, assez de mercure pour que le niveau de ce liquide affleure dans le tube M au trait b. A ce moment, les deux niveaux en M et en M' sont sur le même plan horizontal, puisque l’air du ballon commit* nique librement avec l’atmosphère, par l’intermédiaire du tube I; on note alors l'indication II du baromètre* Le volume de l’air sec est connu, o'csj le volume du ballon plus celui du tube de jonction.jusqu’en b; la température Test celle de la vapeur de l’eau bouillante; ln pression est II. Avec le dard du chalumeau, 011 fond l’extrémité du tube I de manière à le clore exactement.

Dans la seconde période de l’expérience, l’eau bouillante est remplacée par de l’eau froide, puis finalement par de lu glace fondante. L’air, eu se

CHAI.KUH. •

refroidissant, se contracte, cl le njeroure monterait dan» le tube I>, si l’on n’y mettait obstacle ; mai» on maintient son niveau en A, en laissant écouler du mercure par le robinet R. Enfin, quand la température de l'air est devenue 0% on note de nouveau l’indication barométrique H’; et soit avec une échelle graduée, soit avec un eathétomètru, on prend la distance verticale h des niveaux du mercure dans les deux branches du manomètre. Dans les deux cas, la masse d'air q’a pas changé, son volume apparent est le même, la température a varié de T à 0° et la pression -de H à H’ — h. Il ne reste plus, pour avoir a, qu’à introduire ces données dans l’équation (a).

304. ('aient de l’exptrienc*. — Mais il sc présente une petite complication : 1° Le ballon n’a pas conservé exactement le même volume dans les deux cas; 2“ les tubes de jonction G et D contenaient de l’air qui, au lieu de se trouver aux températures T° et 0°, peut être considéré comme demeuré à la température l de l’air extérieur, température donnée d’ailleurs par un thermomètre à mercure pincé dans le voisinage de ces tubes.

Si, dans la première phase, le volume v de l’air du tube de jonction, au lieu d’èlre à t°, eût été à T”, sans changer de pression, il serait devenu

. 1-t-aT

et le volume total de la masse gazeuse à la même température T eût été

V(l + KT) + v

I + ot

Dans la seconde phase, si l’air du tube de jonction, au lieu d’être à t, eût été

à 0*, son volume serait devenu — — — sans changement de pression, et le

volume total de la musse galeuse à U* eût été V -| — Si l’on applique

alors la formule générale (d) (26ti) qui lie les volumes d’un gaz à su température et à sa pression, on aura : *<

V(l + KT)