‹ Cours élémentaire de physique, suivi de problèmes (volume 2)Chapitre 86 sur 150 · ÉVAPORATION, ÉBULLITION 2M · texte numérisé non relu

ÉVAPORATION, ÉBULLITION 2M

libre. Kipérlenrri «le M, Dufour. — M. DllIOUI', professeur de phv-

Nique ù Lausanue, a étudié le réchauffement de l’eau préalablement soustraite au contact des solides. A ceteiïel, de petites gouttes de ce liquide étaient introduites, par le moyen d’une pipette, au sein d'un mélange d’huile de lin et d'essence de girolle fait dans les proportions convenables pour posséder à la température où l’on devait opérer la même densité que l’eau. Les sphères aqueuses demeuraient alors en équilibre, librement suspendues au milieu du liquide ambiant, sans avoir aucun point de leur surface en contact, ni avec un solide, ni avec un gaz ; en un mot, les surfaces libres manquaient complètement. Hans ces conditions, on a pu chauffer le mélange au sein duquel Boitaient les globules aqueux jusqu'à 100°, 110° à I20\ sans qu’aucune ébullition se manifestât. Iles gouttes d’eau de 3 millimètres de diamètre oui été ainsi portées à 1 78", c’est-à-dire à une température où la force élastique de la vapeur d’eau est de 8 à 9 atmosphères, sans que la conversion en vapeur se produisit. Mais si, quand le point 100“ est notablement dépassé, et que d'aillerns l’atmosphère environnante possède une pression voisine de 7(i0 millimètres, on vient à toucher l'un des globules avec un corps solide, il se manifeste aussitôt une ébullition brusque accompagnée du sifflement particulier que fait entendre le fer rouge quand on le plonge Hans l’eau, l ue portion de la goutte d’eau est réduite en vapeur et In partie qui reste encore liquide est connue vivement refoulée loin du corps solide. Une baguette de verre, un fil de métal, mais surtout une pointe formée parmi bois spongieux, produisent toujours un effet de ce genre: seulement, il y a cela de remarquable que la baguette de verre et le fil de métal qu’on a plusieurs fois mis en contact avec les globules aqueux, perdent, au bout d'un certain temps, par ce fréquent usage, leur faculté première de provoquer l’ébullition. Ils acquièrent une sorte de passivité. — Ces faits, au premier abord, singuliers, s’expliquent simplement. — Un corps solide est toujours recouvert d’une mince couche condensée à sa surface, de la substance gazeuse au milieu de laquelle il a séjourné. Le corps solide que l’on met en contact avec la goutte d’eau, dans l’expérience de M. Dufour, apporte cette bulle gazeuse qui doit fournir au liquide la surface libre qui lui manquait pour bouillir, et dès lors l’ébullition devient possible. Si on renouvelle cet essai fréquemment avec le même corps solide, on comprend qu'il doive arriver un moment où le gaz adhèrent a complètement disparu, et où, par suite, la cause provocatrice de la conversion en vapeur n’existaul plus, l’éhul* litimi soit devenue impossible.

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576. Oii peut facilement répéter, dans un cours, les expériences de M. Hufour, et les rendre visibles pour lout un auditoire, en adoptant la disposition indiquée par la figure 174. Une petite caisse en fer C' pourvue de deux fenêtres circulaires opposées que ferment de minces laines de

verre, contient le mélange convenablement préparé d’huile de lin et d’essence de girolle; on la place dans une caisse plus large C, de même forme, chauffée en dessous. L’air chaud qui peut librement circuler dans l’espace libre compris entre les deux caisses échauffe progressivement le mélange; quand le thermomètre T indique que la température voulue (120° par exemple) est atteinte, ou laisse tomber, en lui communiquant une certaine impulsion, une grosse goutte d’eau dans le mélange. Celte goutte va toucher la paroi du fond qui est métallique; elle est en petite quantité vaporisée; mais surtout (et c’est là le point essentiel de notre expérience) la vapeur aux points où elle se forme a pour effet de diviser cette goutte eu sphères plus petites qui viennent flotter dans le mélange, et quelques-unes se trouvent, presque à coup sur, dans l’espace compris entre les deux fenêtres. En lançant alors à travers cet espace un faisceau intense de lumière et se servant d’une lentille convergente, on peut projeter sur un tableau l’image grossie des gouttelettes flottantes. L’opérateur peut ensuite facilement mettre en contact quelques-unes d’entre elles avec une pointe solide qu’il introduit par le haut de la caisse, et rendre ainsi nettement visibles les détails des phénumènes que nous venons de décrire.

577. 2" ÉehuufTemcnt d'nn liquide, *an» roninrt avec de* paroi* solide*, n'offrnnl qu’une surface libre extérieure. — Calêfarlloa

de* liquide*. — Les phénomènes, dits phénomènes de caléfaction, offerts par les liquides qu'on projette sur une surface fortement chauffée, nous permettent d'étudier la vaporisation d’un liquide qui, n'ayant au-

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cnn contact avec «les parois solides, ne présente qu'une surface libre extérieure, (les phénomènes paraissent, au premier abord, contredire les lois ordinaires de la vaporisation ; mais ce n’est encore là qu'une anomalie apparente. Citons les faits principaux : dans une capsule d’argent poli, à parois épaisses, fortement chauffée par une lampe à alcool à double courant, on instille une petite quantité d'enu à l’aide d’une pipette. Le liquide, au lieu de s’étendre à la surface de la capsule et de se volatiliser promptement, comme on s’y attendrait tout d’abord, se réunit en une petite niasse de forme sphéroïdale qui se réduit peu à peu en vapeur, sans qu'il y ait une ébullition sensible. I.aisse-t-on refroidir la capsule qui contient le sphéroïde; il arrive bientôt un moment où l'eau s’étale, tout d’un coup, à la surface du métal, et se réduit presque subitement en vapeur, avec une sorte d’explosion. Remplace-t-on la capsule parmi disque à peu près plan de même substance; et, ajoute-t-on du noir de fumée pour rendre opaque le globule liquide; si l'œil est placé de telle sorte que le rayon visuel rase la surface métallique, on peut apercevoir un point lumineux, qui eût été invisible, si le contact du liquide avec la capsule eût été permanent.

578. On peut môme par une disposition particulière (fin. 175), rendre facilement appréciable pour un nombreux auditoire la distance qui sépare la plaque incandescente de la goutte liquide placée au-dessus d’elle. Il suffit de rendre le disque d’argent L parfaitement horizontal et de maintenir une goutte d’eau G immobile audessus de lui en utilisant à cet effet l'adhésion qui s’exerce entre l’eau et un fil fin de platine E qu'elle mouille. Le faisceau lumineux de la lampe électrique est lancé de manière à raser la surface métallique et l’on peut alors avec une lentille convergente convenablement placée projeter sur un écran l’image grossie île la goutte et de l’espace linéaire très-lumineux qui la sépare du disque.

Enfin, la boule d'un thermomètre étant plongée dans le globule liquide, on constate que la température de l’eau est toujours inférieure à celle de son ébullition sons In pression actuelle. Ues résultats tout à fait semblables sont obtenus, quand on substitue, à l'eau, un liquide volatil quelconque : l’alcool, l'éther, etc.

ciialki n.

Expérience» de 31. Bontlgny. — M. lloiltïffliy a étudié Ces uomènes et diversifié d’une manière très-ingénieuse les expériences qui >'y rapportent. C’est lui qui a désigné sous le nom de caléfaction l’opération ((lie nous venons de décrire. On lui doit la curieuse expérience de la congélation de l’eau dans un creuset de platine chauffé au rouge blanc. Il suffit de verser, dans le creuset porté à cette haute température, une petite quantité d’acide sulfureux liquide qui bout à — 10", puis de faire arriver un peu d'eau, au contact «le et't acide sulfureux, pour voir un glaimn se former au fond «lu creuset incandescent.

Ô80. !,«■» fait» précédent* rentrent dnn* le* loi* ordinaire*. —

Tels sont les faits les plus saillants. Peut-on les expliquer en partant de> lois déjà établies? Cela ne nous semble pas douteux. — Ce liquide qui mouille un métal à la température ordinaire, ne le mouille plus, quand ce métal possède une température suffisamment élevée. Un cvlindre de platine incandescent, plongé dans l'eau, établit autour de lui une dépression visible du liquide; cette dépression est tout à fait analogue à celle qu’on obtient par l'immersion, à la température ordinaire, d'un cylindre de verre dans le mercure, mais elle est beaucoup plus prononcée que celte dernière. La seule différence, c’est qu'entre le verre et te mercure, il ne reste qu'une couche très-mince d’air, tandis qu’entre le platine incandescent et l'eau il se produit une gaine de vapeur, «pii se renouvelle sans cesse et maintient, par sa force expansive, un écart sensible entre le solide et le liquide. Il suit de là, «jue l'eau devra s'arrondir en sphéroïde dans une capsule de platine rouge de feu, et demeurer, comme suspemlue au-«lessns delà capsule, de même que le mercure se dispos.' eu globule à la surface d’une lame «le verre et en demeure séparé par une mince couche d’air, dette suspension du liquide caléfié est donc un phénomène de capillarité compliqué d'un dégagement permanent de vapeur entre le liquide et le métal. Or, puisque le contact n’existe pas, et c’est ce que l’expérience citée plus haut confirme de la manière la plunette, le liquide reçoit la chaleur uniquement par voie de rayonnement. Cette chaleur est employée à volatiliser la couche superficielle qui l'absorhe la première. Il ne saurait doue y avoir ébullition, puisque la vapeur peut librement se dégager dans l'atmosphère, aux points mêmes où elle prend naissance et que les surfaces libres internes tenant habituellement à la présence de huiles d'air adhérentes à des parois solides manquent ici complètement. Si l'on voit quelquefois de grosses huiles traverser le sphéroïde caléfié, cela lient à la présence d n-péri és, à la surface de la capsule. Ces portions saillantes du métal creusent la niasse liquide eu

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