I. ix

Fig. 181.

CIIALEUlt.

le premier, résolu cette question, en chauffant fortement divers liquides contenus dans des tubes de verre fermés, à parois très-épaisses : l’eau, l’alcool, l’éther sulfurique. Avant qu’on ne fermât les tubes, l’air en avait été expulsé par l’ébullition prolongée du liquide. Il a été constaté que les liquides placés dans ces conditions pouvaient se réduire totalement en vapeur, dans un espace double ou triple de leur volume primitif. La pression de cette vapeur estimée approximativement, à l’aide d'un petit manomètre à air comprimé qui plongeait dans le liquide échauffé, était de 38 atmosphères pour l’éther, de 120 atmosphères environ pour l’alcool.

Drion, qui a répété les expériences de Cagniard-Latour, a reconnu que, vers 190°, l’éther lie présente plus cette surface terminale habituellement très-nette qui sépare le liquide de la vapeur placée au-dessus de lui ; il se forme, vers la région qu’occupe cette surface, comme un nuage opaque qui va en grandissant de plus en plus, et finit par envahir la capacité totale du tube en se dissolvant, d'une part dans le liquide, de l’autre dans la vapeur. Drion fixe à 190°, 5 la température de la conversion totale de l’éther en vapeur, dans un espace à peu près triple de sou volume primitif. Mais les valeurs de la pression et de la température n'auraient, dans le cas actuel, une véritable importance, que si l'on déterminait en même temps avec exactitude les volumes réels occupés successivement par le liquide et par la vapeur.

398. Circonstances qui influent sur la rapidité de l'évaporation. — Un voit de suite, sans qu’il soit nécessaire d’entrer dans beaucoup de détails, quelles sont les causes qui font varier la rapidité de l'évaporation ordinaire. S’agit-il de l’eau exposée à l’air? La diminution de la pression extérieure, l’élévation de la température du liquide, l'absence de vapeur d'eau dans l’air, l’agitation de l’atmosphère, l’augmentation d’étendue de la surface libre du liquide sont autant de causes qui accélèrent l’évaporation et qu'il faut tâcher de réaliser, toutes les fois qu’on veut se débarrasser promptement d’un excès d'eau ; par exemple, quand il s’agit de hâter la dessication du linge et des différents tissus.

399. Production du froid par l'évaporation. — Une la Vapeur prenne naissance avec lenteur ou rapidité, elle exige, dans tous les cas, qu’une certaine quantité de chaleur lui soit fournie ; c’est la condition essentielle du changement d'état. Si aucune source étrangère n'intervient, tout liquide, eu s’évaporant, se refroidit lui-même et prend de la chaleur aux corps voisins. C’est ainsi qu'on peut faire congeler du mermire, en répandant sur la boule d’un thermomètre, recouverte de coton

LIQUÉFACTION l)ÉS caz.

cardé, do l’acide sulfureux liquide dont on accélère l’évaporation, soit en faisant passer un courant d’air rapide, soit en raréfiant l’air environnant par l'emploi de la machine pneumatique. C’est ainsi qu’un liquide volatil (éther, alcool) versé sur la main détermine une sensation de froid. C’est aussi par la même cause que les vases de terre poreuse nommés alrarauis , servent pendant les chaleurs de l’été à entretenir traiche l’eau qu’ils contiennent. Le liquide, en suintant à travers les parois, vient s’évaporer à la surface extérieure du vase et refroidit par suite, d’une manière continue, l’eau qui reste è l’intérieur.

SECTION tV

LIQIÉFACTION DE» U\£

foi). Idée» théorique» concernant la liquéfaction de» gaz. —

(Juand une vapeur n’est plus en contact avec son liquide générateur, et qu’on élève sa température ou qu’ou diminue sa pression, pour la placer dans des conditions très-éloignées de celles qui conviennent à .sa saturation, elle devient un lluide élastique tout à fait comparable aux gaz ordinaires. Cette notion très-simple, fournie par l’expérience, sur 1’iden- Üté des gaz et des vapeurs non saturées permet de prévoir quels seront les moyens propres à liquéfier les gaz. Il faudra évidemment les comprimer et les refroidir, afin de les ramener à l’état de vapeurs saturées; quand ils seront parvenus à ce point, la moindre diminution de volume ou de température provoquera leur conversion en liquides. Davy est le premier qui ait réussi, dans ce genre de tentatives, eu liquéfiant le chlore. Après lui, M. Faraday est parvenu à convertir en liquides un grand nombre de gaz, qu'on avait considérés jusqu’alors comme permanents.

Trois méthodes principales ont été employées par les physiciens et par les chimistes pour arriver à la liquéfaction des gaz : 1“ un simple abaissement de température; 2" la pression qu'un gaz exerce sur luimême, lorsqu’il s’accumule, en grande quantité, dans un vase de capacité restreinte et à parois peu extensibles; 5° une pression mécanique étrangère exercée sur le gaz. bans les deux dernières méthodes, la pression est d’ailleurs le plus souvent combinée avec un abaissement convenable de température.

tOI . Première méthode. — ttefroldisNemenl de* gu. — Par CC

premier procédé, on convertit facilement en liquides: l’acide sulfureux, l’acide chlorhydrique et, en général, tous les gaz dont le point de liquè-

■276 CHALEUR

l'action est peu éloigne de zéro. L'appareil est disposé pour l'acide sulfurent comme l'indique la figure 1 82. Le gaz qui se produit dans le liallou B, est conduit par un tube abducteur dans un flacon F, où il se dessèche en traversant une couche d'acide sulfurique niouohydraté; de

Fiÿ. 181

là, il parvient dans un tube en li, le tube il, entouré d'un mélange rè- Irigérant (glace pilée et sel marin) pour s'écouler, à mesure qu'il se liquéfie, dans un llacon F' plongé lui-méme dans un mélange réfrigéranl de même espèce. L’acide sulfureux liquide entrant en ébullition à — 11)1’, il est indispensable, pour le conserver, de clore hermétiquement le flacon qui le contient, ou mieux de le placer dans un matras, dont le col effilé est scellé à la lampe.

102. Expériences de MM. Loir et Drion. — Il y a quelques années, MM. Loir et Drion ont déterminé la liquéfaction de l’acide carbonique, sous la pression de l'atmosphère, en abaissant la température du gai à — 90“. Us sont parvenus à le solidifier, dans ces conditions a, l'aide d'une pression de 2 ou 5 atmosphères. Le tube de verre, dans lequel arrivait l'acide carbonique, était refroidi, par sou immersiou dans l'ammoniaque liquéfiée, dont un activait l'évaporation, en se servant de l.i machine pneumatique. L’acide carbonique solide, qu’on n’avait su préparer, jusqu'à ce jour, que sous la forme de masses spongieuses tonnées de flocons agglomérés, s'est présenté cette lois à l’état de cristaux itico-

LIQUÉFACTION T)FS GAZ. 277

lores, transparents comme la glace, d'apparence cubique et offrant des arêtes de 5 ;’i 4 millimètres.

10.1, Deuxième méthode. — Compression du gaz par lui-même. — Uquéraction du chlore. — Par une réaction chimique ou par une élévation de température, rendez libre un gaz qui était primitivement condensé dans un composé solide ou liquide: faites que le gaz, en se dégageant, ne puisse se loger que dans un espace très-étroit, un tube de verre à parois très-résistantes; sa force élastique croîtra d’une manière continue, et il finira par se liquéfier. — Citons comme exemple la liquéfaction du chlore. — La première idée de la méthode appartient, comme nous le disions plus haut, à Davy, mais c’est M. Faraday qui l’a mise en œuvre. On introduit des cristaux d’hydrate de chlore (combinaison de chlore et d’eau renfermant 28 parties de chlore et 72 d'eau) dans un tube de verre, à parois épaisses ayant la forme ci-contre (fig. 185); on ferme ensuite le tube à la lampe, et on le chauffe par l’extrémité C, qui contient les cristaux ; ceux-ci, ne pouvant exister qu’à une température peu supérieure à 0°, se décomposent, et le chlore gazeux en se dégageant dans l’espace E, se comprime lui-même et va former une couche liquide d’un jaune verdâtre surmontée d’une petite quantité d’eau. En refroidissant l’autre branche du tube, la vapeur du chlore va s'y liquéfier peu à peu, jusqu’à ce que tout le liquide ait disparu dans la première branche. Cela résulte du principe de Walt, que nous avons établi plus haut.

404. Liquéfaction de l’acide carbonique. — Thiloi'ier a obtenu l'acide carbonique liquide, en plaçant, dans un cylindre de fonte à parois très-épaisses [fig. 484) qu’il fermait ensuite hermétiquement, d’une part du bicarbonate de soude, de l’autre de l’acide sulfurique étendu d’eau. L’acide sulfurique était contenu dans un tube de cuivre T placé verticalement dans l’axe du cylindre; il se trouvait ainsi momentanément séparé de la substance saline. On imprimait au cylindre de légères oscillations.

Fig. 183.

CHALEUR

autour de son axe do rotation AA', pour faire arriver peu h peu l'acide au contact du sel ; la réaction chimique s’établissait entre les deux corps : il y avait du sulfate de soude qui prenait naissance, et l'acide carbonique se dégageait dans la capacité supérieure du cylindre de fonte. A partir

de ce moment, le gaz se comprimait de plus en plus, et comme sa force élastique n'einpèchait pas l'action chimique de se continuer, la liquéfaction devenait nécessaire. Elle avait lieu à la température de 0° lorsque la pression du gaz devenait égale à Ô6 atmosphères. Thilorier séparait ensuite le gaz liquéfié du sulfate de soude qui s’était formé, en faisant communiquer le cylindre générateur du gaz par le tube S, avec un récipient refroidi, de forme à peu prés pareille. La distillation du liquide s'opérait spontanément du cylindre plus chaud vers le récipient, qui con-

— *- tenait bientôt la plus grande partie

Fir 1141 de l'acide carbonique liquide. Enfin

la solidification de la même substance a été produite par l'introduction, dans l'intérieur d’une boite cylindrique, d’un jet de l'acide carbonique liquide, qui remplit le récipient. Le jet, rencontrant la paroi intérieure de la boite dans une direction è peu près tangentielle, se met à tournoyer d’une manière rapide. La volatilisation et par suite le refroidissement du liquide deviennent alors tels que la boite se remplit de flocons neigeux qui s’agglomèrent : c’est l'acide carbonique qui s’est solidifié. Il n’y a plus qu’à ouvrir la boite pour en extraire la substance, qui se présente alors sous la forme d'un corps solide blanc, spongieux, très-mauvais conducteur de la chaleur, et ne se réduisant plus que lentement en vapeur, quand il esl abandonné à l'air libre.

105. Production de» froid* le* pin* Intense* que l'on eonnnlnae.

— L'acide carbonique solide p répart'1 par la méthode de Thilorier produit, par son seul contact, un abaissement de température considérable ; mais l'action frigorifique est limitée parce que la masse spongieuse conduit mal la chaleur. Cette action frigorifique devient très-intense, lorsqu'on mélange l’acide neigeux avec l’éther sulfurique; alors la conductibilité