V« MANIPULATION

ÉTUDE DE LA DILATATIOxN DE L*AIR SOUS PRESSION CONSTANTE.

Théorie.

Conservons les notations adoptées dans la manipulation précédente, et appelons a le volume dont le gaz se dilate quand sa température s'élève de o® à T : w est mesuré à une température constante 9,

Nous aurons

d'où

H'(i^KT)

Vo iH- a7 Vo I 4- al Vq i -f- a G

L'expérience peut être répétée deux fois comme ci-dessus. Nous appelons a' le coefficient de dilatation à pression constante.

Description. -

La capacité u étant une fraction notable du volume V^, il est absolument nécessaire d'entourer le tube d'un bain liquide pour connaître avec précision sa température 6. Le manchon représenté par la^^. 6 remplit cet effet.

Il faut dans cette opération apporter le plus grand soin à la détermination du volume u : on y procède en faisant couler une quantité de mercure suffisante pour que le ménisque passe exactement de sa position initiale à sa position finale. On peut ajuster les ménisques à ^o ^^ millimètre près. Le WiTZ. — Man. sup. 2

poids du mercure sorti donne le volume cherché, mais il y a une correction à faire à cause de la température; si p repré-

Fig. 6.

sente le poids de mercure recueilli à la température Q du manchon au moment du jaugeage, le poids du mercure à zéro qui remplirait l'espace u serait

V« «. — ÉTUDE DE LA DILATATION DE L'aIR. I9

Les appréciations des hauteurs du mercure et les mises de niveau se font à l'aide du cathétomètre.

Le dispositif adopté par Regnault a un inconvénient : une notable partie du gaz échappe à Faction du foyer et ne partage pas la température du ballon. M. Mendeleef y a obvié en munissant le ballon d'un tube en U renfermant du mercure et permettant de ramener le volume de Tair à sa valeur initiale quand on chauffe le gaz à ioo*> (*). Mais la complication du mode opératoire paraît nuire à la rigueur des résultats obtenus.

Manuel opératoire.

1° 11 est bon de commencer l'opération à zéro : le mercure est amené de niveau dans les deux tubes, à la hauteur du repère supérieur, et l'opérateur note la pression barométrique H, la température t de l'air extérieur et celle B du manchon. L^eau doit avoir été agitée au moins un quart d^heure à l'avance, au moyen d'un agitateur auquel on donne un mouvement de va-et-vient vertical, de manière à lui faire parcourir toutes les couches de liquide.

2<> La glace ayant été retirée, on porte l'eau de la chaudière à l'ébuUition. Pour maintenir les deux colonnes de mercure à peu près au même niveau, on est obligé de faire couJer du mercure en ouvrant le robinet inférieur. Une portion de l'air du ballon passe ainsi dans Je tube du manomètre; sur la fin de l'opération, les deux colonnes étant rigoureusement de niveau, on note de nouveau la pression barométrique et la température du manchon, et l'on fixe la position de la colonne mercurielle par une visée au cathétomètre;

S*» On détermine le volume u ainsi qu'il a été dit cidessus.

Quelquefois le tube manométrique est gradué en parties d'égale capacité, et la valeur de a se lit directement; c'est très simple, mais il faut reconnaître que l'appréciation du volume se fait ainsi tout au plus à i" près.

(*) Comptes rendus de l'Académie des Sciences^ t. LXXXII, p. 4^0.

20 CHàP. I. — CHALEUR.

Résultats.

Voici les chiffres d'une expérience de Regnault sur Tair :

H. 1. H. T. M. (i-4-iooa).

75;»% 72 \TM 754,70 99%8i ï^4~,3i 1,36718

La valeur moyenne admise pour a' est i ,86706.

Ce coefficient est le véritable coefficient de dilatation : les inexactitudes de la loi de Mariotte n'exercent aucune influence sur les résultats du calcul des données de l'expérience.

La valeur de a' est plus grande que celle de a : faible pour Tair, l'écart devient plus considérable pour les gaz d'une liquéfaction facile, notamment pour l'acide carbonique, le protoxyde d'azote, l'acide sulfureux et le cyanogène.

L'hydrogène fait exception à cette règle, et pour ce gaz on trouve au contraire une valeur de a' plus petite que pour a.