Liquéfaction do protoxyde d'azote

Natterer employait, pour liquéfier le protoxyde d’azote, une pompe foulante à l'aide de laquelle il comprimait le gaz dans la culasse d'un fusil é vent.

Son procédé a été perfectionné par H. Dumas. Un réservoir de fer forgé R (fig. 185), à parois trèsrésistantes, porte à son ouverture inférieure une soupape conique Z s’ouvrant de bas en haut. Son ouverture supérieure

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est fermée par une vis à pointe ronique qui, au moment où elle est soulevée d’une petite quantité, permet au liquide de s'échapper par le tube latéral t. Un corps de pompe G se visse à la partie inférieure du récipient, et le piston p qui le parcourt est mis en mouvement par une manivelle adaptée à un arbre coudé inuni d’un volant. Le protoxyde d’azote arrive du gazomètre dans le corps de pompe par le tube t'. Dans ces conditions, le mouvement de \a et vient du piston aura pour effet de condenser, dans le vase B, des niasses considérables de protoxyde d’azote; au liout de peu de temps, la liquéfaction du gaz devra nécessairement se produire. On farilite la conversion du gaz en liquide en entourant le récipient d’un mélange réfrigérant M. En outre, pour empêcher la pompe de . s’échauffer, on fait circuler un courant d'eau froide dans le manchon M' qui entoure le corps de pompe. Le protoxyde d’azotp se liquéfie sous la pression de Ü0 atmosphères, quand on maintient sa température à 0*. Il sp solidifie vers — 1 00".

■ Il Vf, ROM KT R IF

408. But de» hygromètre* — L’atmosphère renferme toujours de la vapeur aqueuse. Il suffit d’abandonner, au contact de l’air, un sel déliquescent quelconque, le chlorure de calcium, le carbonate de potasse, pour en avoir une preuve évidente. Par l’augmentation de poids de la substance et sa liquéfaction ultérieure, on est averti de la présence constante d’une certaine dose d’humidité dans l’atmosphère. La proportion de vapeur d’eau dans l’air est d’ailleurs très-variable dans le même lieu; le plus souvent elle est insuffisante pour produire la saturation; elle dépend de la température, de la direction du vent, etc. On nomme hygromètres, les instruments qui permettent de déterminer le rapport qui existe entre la force élastique actuelle de’ la vapeur d’eau dans l’air et la force élastique maxima qu’aurait cette vapeur, si l’air en était saturé à la même température. C’est ce rapport qu’on a nommé état hygrométrique de l’air ou fraction de saturation. La connaissance de ce rapport e et de la température t permet de calculer immédiatement la force élastique actuelle f de la vapeur d’eau dans l’atmosphère. 11 suffira, en effet, de chercher dans les tables (358) la tension maxima de la vapeur d’eau F A la température t ; et le produit Fe représentera la valeur de f.

409. De même, quand on aura f, il sera facile de calculer quel est le

HYGROMÉTRIE

poids p d'humidité contenu dans un mètre cube d'air. La question se trouvera ramenée dans re cas à déterminer le poids d’un mètre cube de vapeur dont la force élastique est f, la température t et la densité 0,622. La solution de cette question a été donnée (366) où l’on a trouvé pour le poids y d’un litre de vapeur dans les conditions précédentes :

Le poids p d’un mètre cube de vapeur sera donc

f devra être exprimé en millimètres.

ilO. Trou méthodes hygrométriques, — En somme, trois méthodes générales se présentent pour résoudre la question fondamentale de l'hygrométrie : ou bien obtenir p directement : la méthode chimique donne cette première solution ; ou bien arriver à la détermination immédiate île f : ce but est atteint par l’emploi des hygromètres fie condensation; ou bien enfin, déduire e des indications de l'instrument ; ce sont les hygromètres d’absorption et en particulier l'hygromètre à cheveu de de Saussure, qui permettent d’obtenir cette troisième solution.

4M . Hygromètre A cheveu de de Maussure. — Eli général, les matières filamenteuses, qui dérivent de la peau chez les animaux, telles que les cheveux, les plumes, etc., possèdent la propriété de s'allonger, en absorbant une partie de l’humidité de l’atmosphère. Le cheveu, en particulier, peu sensible aux changements de température, éprouve des variations très-notables dans sa longueur, quand l’état hygrométrique de l’air qui l’entoure, vient à changer. Tel est le principe utilisé par de Saussure, dans la construction de l’hygromètre qui porte son nom.

412. Construction de l'hygromètre. — Le cheveu doit d'abord être débarrassé de la matière grasse, qui l'imprègne habituellement et qui s’opposerait, en partie, à l'absorption de la vapeur d'eau. Saussure employait, pour ce dégraissage préalable, une dissolution de carbonate de soude. Mais les liqueurs alcalines pouvant altérer une substance organique aussi délicate, on préfère aujourd’hui se servir d’éther sulfurique, dans lequel le cheveu demeure immergé pendant plusieurs heures. Cette opération faite, le cheveu est attaché par une de ses extrémités à une pince P ( fig . 186); puis, il s’enroule sur la gorge d’une poulie P' et supporte à son autre extrémité un petit contre-poids B, de 0*r,2 environ, destiné à le tendre. A l’axe de la poulie, est fixée une aiguille qui se

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in ru! sur un cadran divise C. On voit que, grâce à cette disposition, la pointe de l'aiguille marche vers la partie supérieure du cadran quand le cheveu s’allonge; elle marche en sens inverse, s'il vient à se raccourcir. A ces détails ajoutons que la poulie, avec l’aiguille qu'elle porte, doit être installée de manière à se maintenir en équilibre indifférent; ce que l’on réalise en faisant coïncider le centre de gravité du système avec l’axe de suspension. Enfin, un thermomètre T est adapté à la même monture métallique que l’hygromètre.

Un. Graduation. — L’hygromètre est gradué, comme un thermomètre à mercure, par 1e choix de deux points fixes : celui d'humidité extrême ou de saturation de l’air, celui de sécheresse absolue. Quand on veut obtenir le premier, l'instrument est placé sous une cloche de verre, dont les parois in- Fig.ttw. tèrieures ont été mouillées avec une petite quantité

d'eau. L’air contenu dans la cloche se salure, le cheveu s'allonge et au point où l'aiguille s’arrête définitivement dans cette atmosphère humide, on marque 100. Le point 0 est obtenu, d’une manière analogue, par l’immersion prolongée de l'hygromètre, dans une atmosphère confinée qu’on a complètement desséchée avec la chaux vive. Comme la détermination de ce dernier point pourrait altérer la texture du cheveu, parce qu’une portion de l'eau de constitution lui serait enlevée, il est bon de laisser séjourner ensuite, pendant longtemps, 1 instrument dans une atmosphère très-humide, afin que la substance organique reprenne, à peu près, son état primitif. L'intervalle compris sur le cadran, entre les deux points fixes, est ensuite divisé en 100 parties égales, qui sont les degrés de l'hygromètre.

VI V. Table dm h,T(rflai^trii|a«i. — L'hygromètre ainsi gradué marquera toujours 0° dans un air sec, dont l’état hygrométrique est 0, et il marquera 100°, dans uu air saturé qui correspond à un état hygrométrique 1 . Mais ses indications seront-elles 25", 50", 75“ dans des atmosphères dont les états hygrométriques auront pour expression 0,25, 0,50, 0,75? En un mot, les allongements du cheveu sont-ils proportionnels aux fractions de saturation? C’est à l'expérience à prononcer sur ce point. Elle nous apprend que cette proportionnalité est loin d'exister; mais elle nous dit aussi, qu’à chaque degré de l'hygromètre correspond sensiblement un même état hygrométrique, dans les limites des tempérât lires ordi-

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naires. A ver l’un des instruments gradués par Gay-Lussac, le degré 25 se rapportait à une fraction de saturation égale à 0,1 20 ; le degré 50 à 0,277, le degré 75 à 0,558. Il est donc nécessaire de construire des tables, qui permettent de déduire immédiatement de l’indication de l’hygromètre l'état hygrométrique correspondant.

115. ( onxtrnrtlon de» table». — Jiethode de Gny-Lunaae. — Gay- Lussac, pour construire la table des états hygrométriques, formait des atmosphères artificielles auxquelles il donnait à son gré les divers états hygrométriques voulus. Au sein de ces atmosphères il plongeait l’hygromètre, et, par la position qu'occupait l’aiguille, il estimait quels étaient les degrés correspondants à ces divers états hygrométriques.

Il s’est fondé sur le principe expérimental suivant : l.a vapeur émise par une dissolution, quoique étant de la vapeurd'eau parfaitement pure, possède toujours une force élastique finale inférieure à celle que donnerait l'eau pure placée dans les mêmes conditions ; cette force élastique est même d'autant plus faible, que la dissolution renferme une plus forte proportion de sel. Partant de là, Gay-Lussac employait une série de dissolutions salines à divers degrés de concentration. Il mesurait d’abord la tension maxima f de la vapeur fournie par l’une d'elles; dans ce but, il faisait parvenir une petite quantité de la dissolution dans la chambre d'un baromètre à vapeur semblable à celui de Lialton (548); et, par la distance des niveaux du mercure dans le baromètre à vapeur et dans le baromètre ordinaire, il avait la mesure de la tension cherchée f. If autre part, il notait le degré n, indiqué par l'hygromètre à cheveu suspendu dans une cloche au-dessus de la même dissolution. La connaissance de la température lui permettait d’obtenir la tension maxima F

de la vapeur d'eau pure; il avait donc le rapport s ou l’état hygrométrique correspondant au degré n. En répè'ant la même expérience, avec îles dissolutions de compositions diverses, il a parcouru les différentes régions de l’échelle hygrométrique ; en s’aidant ensuite, soit d’une construction graphique, soit d’une formule empirique, dont les constantes étaient calculées à l'aide des expériences déjà faites, il a pu estimer la

valeur de p se rapportant à chaque degré de l’hygromètre. Voici quelques-uns des nombres obtenus à la température de 10°.

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