XI1I« M. — MESURE DE LA DENSITÉ DBS GAZ A SATURATION
el le volume spécifique v de la vapeur saturée produite par ce liquide.
On a, en effet, par la formule dite de Clapeyron (*),
T est la température absolue et  l'équivalent calorifique du travail.
Pour calculer ^, on utilise les tables de Regnaull, donnant les tensions maximum des vapeurs; on peut, sans inconvénient, remplacer la dérivée par la différence
lO
G est connu par les travaux des physiciens pour un grand nombre de liquides, voire même pour les gaz liquéfiés.
Le présent exercice a pour objet de déterminer v.
Au voisinage de leur point de liquéfaction, les gaz sont, au moment où le liquide générateur disparaît, de véritables vapeurs saturées.
Leur densité se détermine aisément par la méthode de MM. Cailletet et Mathias, qui n'exige pas d'appareil coûteux et conduit au résultat par une voie directe, et partant fort pratique.
Elle consiste à mesurer, à une température connue, le volume d'une masse de gaz dont le poids a été déterminé préalablement : on en déduit le poids spécifique du fluide (').
Description.
MM. Cailletet et Mathias ont adapté à cette recherche l'appareil Ducrelet employé par M. Cailletet pour la liquéfaction des gaz et déjà utilisé par nous dans la précédente manipulation.
(») Voir à ce sujet notre Thermodynamique, p. 119 et suivantes. (») Cailletet et Mathias, Journal de Physique, 2* série, t. V, p. 549, et t. VI, p. 4i4; 1886 et 1887.
Nous nous contenterons de décrire les dispositifs nouveaux qu'ils ont dû réaliser pour pouvoir procéder à la mesure des densités.
Le lube-Iaboratoire, jaugeant environ 60** de capacité, se
compose d'une tige effilée, soudée à un réservoir de plus grand diamètre, lequel se termine par un tube à sa partie inférieure. C'est le tube classique d' Andrews.
Cette éprouvette est graduée et jaugée avec le plus grand soin, et Ton a déterminé le volume correspondant aux divisions de la graduation tracée sur la tige effilée; cette graduation est poursuivie sur le tube inférieur, de manière à ce qu'on puisse lire le volume du gaz renfermé dans l'éprouvette sous la pression atmosphérique quand on le porte, après remplissage, sur la cuve à mercure {fig* 19)- Le récipient en verre épais, qui doit pouvoir résister aux pressions les plus considérables, est mastiqué à un écrou, vissé sur l'éprouvette de l'appareil de M. Cailletet.
Un manchon de verre, qu'on peut remplir de liquide, entoure le tube gradué et maintient la constance de la température. On rattache l'appareil à une pompe hydraulique à levier et l'on comprime de l'eau au-dessus du mercure, ainsi que nous l'avons déjà expliqué ci-dessus; il est facile d'obtenir de la sorte la quantité de gaz liquéfié que l'on veut.
XIII* H. —- MESURE DE LA DEIYSITÉ DBS GAZ ▲ SATURATION. Sj
Gomme il importe que la température du gaz soit déterminée avec une grande précision, on prendra les dispositions nécessaires pour réaliser dans cette expérience une température rigoureusement constante, qu'on devra mesurer par un thermomètre sensible et exact. Pour faire Tobservation exacte des volumes, on installe un viseur en face de l'appareil.
Manuel opératoire.
I® L'opérateur commence par faire plusieurs fois le vide dans le tube, au moyen d'une machine pneumatique et mieux encore d'une pompe à mercure, et il rétablit chaque fois la pression par l'introduction du gaz pur et sec sur lequel il veut opérer; il suffit pour cela de placer sur le tuyau de caoutchouc, adapté au tube inférieur de Téprouvette, un robinet à trois voies permettant de faire communiquer alternativement le tube avec la machine à faire le vide et avec le réservoir à gaz (*).
L'éprouvette est ensuite portée sur la cuve à mercure pleine de gaz à la pression atmosphérique, et l'on établit l'égalité de niveau du liquide intérieur et extérieur.
2« On relève la pression atmosphérique, on noie la température de la salle et l'on inscrit le volume occupé par le gaz; puis on visse le tube sur l'appareil à compression.
Ces éléments permettent de calculer le poids de gaz, renfermé dans le tube, par les tables de densité.
3« Le tube étant vissé sur l'appareil, on donnera graduellement la pression, jusqu'à ce qu'il se soit liquéfié une certaine quantité de gaz. La température du manchon est réglée au point voulu : on attend qu'elle soit parfaitement stationnaire. On diminue alors la pression avec une grande lenteur, jusqu'à ce que la dernière goutte du liquide condensé ait disparu. On marque la température exacte, ainsi que la division de la graduation, correspondante à la hauteur du mer-
( * ) Dans la XII* manipulation, nous brisions la pointe P et an courant de gaz traversait le tobe; dans la présente manipulation, la graduation et la jauge de Tëprouvette nous imposent une autre manière de faire.
58 GBàP, I. -— GHALBUR.
cure. Cette détermination doit être faite avec la plus grande précision.
4° Les densités varient en raison inverse des volumes occupés par le gaz ; leur valeur absolue s'obtient en divisant le poids par le volume.
Résultats.
MM. Cailletet et Mathias ont trouvé les densités suivantes :
Acide carbonique.
-t- 28,9 o,3ii8
Ces nombres peuvent être calculés par la formule empirique
qui assimile la courbe des densités à un arc de parabole, et suppose la température critique à Si*".
Protoxyde d'azote.
-h 11,8 o,ii4o
JIW^ M. — GRADUATION BXPÉRIMENTALE d'uN GALVANOMÈTRE. Sq
Pour ce gaz, la formule serait
D = 0,5099 — o,oo36i t — 0,0714 v^36,4 — ij le point critique étant à 36% 4-
Acide sulfureux.
Ces densités sont rapportées à Teau, à 4*'* Elles croissent avec la température et prennent les valeurs suivantes à la temp*érature critique :
Acide carbonique 0,46
Protoxyde d'azote 0,41
Acide sulfureux o, 52
C'est la limite commune de la densité du liquide et de la vapeur saturée, correspondant à l'égalité de o- et de t' et à l'annulation de la chaleur de vaporisation r.
