VAPORISATION

cro U rapidement, à mesure que la température s'élève. — Il suffit, pour établir ce fait général par l’expérience, de chauffer, à l'aide d’un manchon plein d’eau chaude, la chambre d’un baromètre quand elle est saturée de vapeur d’éther ; on voit aussitôt se manifester une dépression continue de la colonne mercurielle. Si l'on arrive à 55°,5, température d cbullition de l’étlier, la colonne descend dans le tube jusqu’à ce que son niveau soit sur le même plan horizontal que celui du mercure de la cuvette.

Ce dernier résultat n’est pas particulier à l’éther; il s'applique à tous les liquides; et l’on peut énoncer cette loi : lorsqu'un liquide bout , la force élastique de sa vapeur est égale à celle de l’atmosphère environnante.

346. Vapeur* non en contact avec un exct* de liquide. — Les vapeurs non en contact avec un excès de liquide se conduisent comme les gaz. Elles suivent la loi de Mariotte quand on les comprime; elles suivent la loi de la dilatation quand on les échauffe ou qu’on les refroidit, du moins tant que, par les actions exercées, il 11e s’est point produit un commencement de liquéfaction. Une seule expérience suffit pour démontrer ces deux propriétés.

Une éprouvette, graduée en volumes égaux, est renversée sur le mercure, et entourée d’un manchon plein d’huile bien transparente. Une petite ampoule, remplie de liquide, est introduite sous l'éprouvette ; elle monte jusqu’au haut. E11 chauffant la cuve de fonte, qui supporte l’éprouvette et le manchon, tout l'appareil s’échauffe, le liquide de l’ampoule se dilate, brise l’ampoule, et, à une température convenable, se réduit en une vapeur dont la tension se mesure par le procédé qui vient d’èlrc indiqué. Lorsque celte tension est moindre que la tension maxima, qui convient à lu température de l’expérience, on est sûr qu’il n’y a plus d’excès de liquide, et l’on procède alors de la manière suivante. On note: 1® le volume V de la vapeur; 2° sa température T ; 5” sa tension ou force élastique F.

On chauffe à une plus haute température, tout change : le volume devient V', la température V et la tension F'.

Si alors 011 calcule ce que le volume V d'un gaz, pris dans les conditions initiales qui viennent d’ètre indiquées, devient à T' et sous la pression 1', on trouve précisément par le calcul la même valeur Y' qu’à donnée l’expérience. Donc la vapeur non saturée s’est conduite comme un gaz.

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."•47. La vapeur d'eau joue un rôle si important dans les phénomènes météorologiques; en outre, elle est si souvent employée aujourd'hui comme force motrice, qu’il était indispensable de mesurer avec soin les tensions de cette vapeur correspondantes aux diverses températures.

548. I. Tenalon de la vapeur aqueoae entre — St" et + 50''. — Méthode de Dation. —C’est en mesurant la différence des hauteurs du mercure dans un baromètre ordinaire et dans un baromètre à vapeur

que Daltou, Gay-Lussac et Kæmtz estimèrent, chacun de leur côté, les forces élastiques de la vapeur d'eau au-dessous de 100".

L’appareil de Dalton est représenté dans la ligure 166. Le manchon de verre M' qui entoure les deux baromètres contient de l’eau qu’on y introduit, suivant les cas, à différentes températures. On agite le bain liquide afin d’en mélanger intimement les différentes couches; et, lorsqu'on se refroidissant, il atteint la température voulue, un mesure au calhélomètre la distance verticale du niveau du mercure dans le baromètre ordinaire T et dans le baromètre à vapeur T'. Kn ramenant à 0° la hauteur trouvée, on a, en longueur de colonne mercurielle, la force élastique de la vapeur d'eau à la température de l’expérience. Malheureusement, la méthode de Dalton, trèssimple en elle-même, ne permet point des déterminations précises. La température est toujours mal eonnuedans nue colonne d’eau aussi profonde que l est celle du manchon M’ ; puis, l’observation des niveaux en T et 1' est su jette à des erreurs de réfraction qui tiennent au passage successif des rayons lumineux à travers l'eau, le verre et l'air.

546. Perfectionnement» apporte» A ht méthode de Dation. — La méthode de Dalton, qui comportait, on le voit, plusieurs causes d'erreurs

TENSION DE LA VAPE1IH D'EAU AUX DIVERSES TEMPÉRATURES. ‘JA.'i

difficiles à éliminer, a acquis cuire les mains <le M. Ilegnnull une grande précision. Voici l’un de ses appareils : deux baromètres tout à fait semblables (fig 167), ayant un diamètre intérieur de 14 millimètres et plongés dans la même cuvette M sont appliqués, l'un à côté de l’autre, contre un support de bois vertical.

Ils pénètrent par les deux tubulures m' et m dans une caisse de tôle gai.

vaniséeC, mesurant un capacité de 4;i litres environ et remplie d’eau.

L’un des baromètres communique, par l'intermédiaire d’un tube de cuivre A trois branches, I" avec un ballon d'une capacité de 500 centimètres cubes contenant à l'avance une petite ampoule fermée à la lampe et pleine d’eau récemment bouillie ; 2“ avec un tube en U, A ponce sulfurique T qui aboutit luimême à la platine de la machine pneumatique. La paroi antérieure de la caisse de tôle est percée d'une fenêtre fermée par une lame de cristal F, à faces parallèles, à travers laquelle on peut mesurer plus exactement que tout à l’heure, à l’aide du cathétomètre, la différence des niveaux du mercure dans les deux baromètres.

Û50. XI arche de* expériences. — L’appareil ainsi installé, on fait le vide nu grand nombre de fois dans le ballon, et par suite dans la chambre barométrique. Afin de dessécher aussi complètement (pie possible les parois intérieures de ces deux enceintes, on laisse, chaque fois, rentrer lentement l’air qui a passé sur la ponce sulfurique. Le vide le plus parfait que donne la machine étant obtenu une dernière fois, le tube de jonction qui unit le ballon au tube à ponce est fermé au chalumeau et l'eau de la caisse est remplacée par de la glace fondante. La différence des hauteurs du mercure dans les deux baromètres donne, à ce moment, la force élastique de l’air sec, qui reste à 0° dans le baromètre A, elle ne dépasse guère un millimètre. On écarte les fragments de glace qui entourent le ballon, et, par le rayonnement de chaleur que produisentquelques charbons incandescents, on détermine la rupture de l'ampoule.

Fig. 167.

CHALEUR

Le tout est porté de nouveau A 0“ ; les mesures cathétomètriques donnent, en colonne mercurielle, la somme des forces élastiques de l’air sec et de la vapeur d'eau A celte température (365). Retranchant de cette somme la première de ces forces élastiques qui est déjà connue, on obtient la tension de la vapeur aqueuse à 0”.

331 . Pour des températures plus élevées, la marche à suivre est semblable ; ou remplace la glace pilée par l’eau pure ; et lorsqu’il s’agit de dépasser, de beaucoup, la température de l’air ambiant, on chauffe la paroi inférieure de la caisse avec une lampe à alcool. En réglant convenablement la combustion de l’alcool, il devient facile de maintenir l'eau de la caisse à une température stationnaire ; il suffit d’arriver, par tâtonnement, à ce résultat : que l’alcool en brûlant fournisse à la caisse autant de chaleur que lui en enlève, dans le même temps, le rayonnement dans l’atmosphère.

352. 11. Foree* élastique» de la vapeur d'eau au-deaaoiM de zéro.

— Principe do mndrnwur dr Wnit. — Dans ses déterminations, Gay- Lussac prenait comme point de départ le principe théorique que Watt avait si ingénieusement utilisé dans les machines à vapeur. Voici ce principe : lorsqu’un liquide émet de la vapeur dans une enceinte dont les différentes parties n’ont pas la même température, le liquide distille peu à peu, de la région plus chaude où il est placé, vers la région plus froide dans laquelle il finit par arriver en totalité; et si la disposition de l’enceinte permet au liquide distillé de ne pas retomber dans le compartiment échauffé, la force élastique finale de la vapeur représente la tension mnxima correspondante au point le plus froid de l’enceinte.

Ce principe est évident de lui-même ; l’équilibre exige, en effet, que le fluide élastique contenu dans l’enceinte exerce, en chacun de ses points, la même pression. Or, la portion de ce fluide qui arrive avec une tension supérieure, des points les plus chauds du vase, se liquéfie, en partie, en pénétrant dans la région dont la température est plus basse ; sa force élastique diminue, l’équilibre n'est pas possible, et la vapeur plus chaude arrive pour remplacer la vapeur liquéfiée ; elle se condense à son tour, et la distillation du liquide vers la région la plus froide doit se continuer, jusqu’à ce que la vapeur ait partout la force élastique la plus faible, celle qui convient à la température de la portion la plus froide de l’enceinte.

355. Méthode de OsT-I.uswir — Partant de là, Gay-Lussac se servait pour la mesure des forces élastiques de la vapeur d'eau au-dessous de 0®, d'un appareil analogue à celui de Dalton, il faisait plonger seulement

TENSION DE LA VAPEUR D'EAU AUX DIVERSES TEMPERATURES. 247 l‘ extrémité recourbée du baromètre à vapeur dans un mélange réfrigérant R (fig. 1(58), de température connue. Toute l’eau qu'on introduisait dans la chambre barométrique de T' allait se solidifier à la partie extrême du tube dans la région la plus froide, et la tension finale de la vapeur, qu’on évaluait par la différence des niveaux en T et T', était celle qui correspondait à la température du mélange réfrigérant.

Fig. 119t.

Fig. 16».

004. Perfectionnements apporté» par 51. Régnant t. — M. Régnault n'a eu qu’à modifier légèrement l'appareil déjà décrit (549), et que nous reproduisons ici {fxg. 169) pour l'appliquer au cas actuel ; la caisse est remplacée par une cloche de verre de 20 litres de capacité, remplie d'une dissolution concentrée de chlorure de calcium et dans laquelle plonge le ballon tout entier. En jettant, de temps en temps, des fragments de glace dans la dissolution du chlorure, on abaisse progressivement la température jusqu’à — 52”. On peut, à volonté, la rendre stationnaire par l'addition, en temps utile, soit d'une petite quantité de la dissolution saline, soit de petits morceaux de glace. La force élastique de la vapeur dans la chambre barométrique placée en dehors du mélange réfrigérant est toujours la même que dans le ballon, et il n’y a qu'à mesurer, comme dans l'expérience de Gay-Lussac, la différence des niveaux en T et T' {ftg. 168), pour avoir la force élastique cherchée.