CRAN

On à fait plusieurs perfectionnemens à cet instru-

ment, qui est peu employé, mais qui fait époque dans la science, parce que c’est avec son aide que Pitot a découvert le fait très-important du décroissement graduel de la vitesse des filets fluides depuis la surface jusqu’au fond.

Les balances ou romaines hydrométriques sont susceptibles d’une bien plus grande exactitude : le principe sur lequel elles sont fondées consiste en ce que, si l’on expose directement une plaque au choc d’une veine d’eau, le poids qu'il faut employer pour la maintenir en équilibre contre l'effort du courant donne la mesure de cet efort, d'où l’on peut ensuite conclure la vitesse. La balance employée par Brünings, et à laquelle il a donné le non de tachomètre ; est représentée (pl. XIV, fig. 4); elle se compose d’une plaque À fixée à l’extrémité d’une tige AB, qui se meut dans une douille m perpendiculairement à Ja barre DE, dont l'extrémité E repose sur le fond du lit de la rivière. Un cordon DB est attaché à l'extrémité B de la tige AB, et se rend, en passant sur une poulie de renvoi C, à l'extrémité du petit bras d’une romaine, dont l’autre bras porte le poids P. Lorsque cet instrument est posé, la veine fluide qui agit sur la plaque A la presse vers B, et il faut alors reculer le poids P jusqu’à ce qu’il la maintienne en équilibre ; les divisions du grand bras de la romaine font connaître le poids absolu qui mesure l'effort du courant, et, par suite, sa vitesse.

Les hydrauliciens allemands considèrent comme le plus parfait des hydromètres inventés jusqu'ici le moulinet hydrométrique de Woltmann. C’est un arbre tournant (PI. XIV, fig. 1) qui porte quatre petites ailes disposées comme celles d’un moulin à vent. Lorsqu’elles sont mues par le courant, le nombre de leurs révolulions dans un temps déterminé, indiqué par l'instrument même, fait connaître la vitesse.

Quel que soit l'instrument qu'on emploie pour mesurer la vitesse d’une veine fluide, ce n’est que par une énorme série d'expériences qu'il est possible de déterminer la vitesse moyenne de la section d’une grande rivière; car il faut décomposer cette section en tranches verticales, mesurer la vitesse d’un grand nombre de points pris verticalement les uns au-dessous des autres dans chaque tranche, afin de conclure par une moyenne la vitesse moyenne de la tranche; puis, des vitesses moyennes de toutes les tranches, déduire la vitesse moyenne de la section. On voit combien il serait important de connüitre Ja loi du décroissement des

HYG vitesses et de pouvoir obtenir la vitesse moyenne par celle du fil de l’eau, toujours facile à mesurer exactement; mais on ne connaît pas même encore le rapport qui peut exister entre la vitesse du filet supérieur et la vitesse moyenne de la verticale à laquelle il appartient. ( Voy. Couranr p’Eau.)

HYGROMÉTRIE. On désigne sous le nom d’hygromètres Les instrumens destinés à mesurer la quantité de la vapeur d’eau contenue dans l'air atmosphérique, et, par suite, sous celui d’hygrométrie, la partie de la physique qui a pour objet les principes fondamentaux sur lesquels repose leur construction.

Tout le monde sait que, lorsqu'on met de l’eau dans un vase ouvert et qu'on l’expose à l'air libre, elle diminue peu à peu et disparait enfin en totalité. Ce phénomène, qu'on nomme évaporation, et qui s'effectue continuellement à la surface des mers et des rivières, est cause que l’air n’est jamais complètement sec, mais qu'il contient toujours une certaine quantité d’eau en dissolution, dont la présence modifie son élasticité et sa densité,

On à attribué pendant long-temps l’évaporation de l'eau et celle de beaucoup d’autres liquides à une affinité ou action élective des molécules intégrantes de l’air sur les molécules intégrantes de ces liquides; l'air était alors doué d’une force dissolvante d'autant plus grande, que sa température et sa densité étaient plus grandes. Cette théorie ne peut plus être admise depuis qu'il est prouvé que l’évaporation s’effectue en même quantité et beaucoup plus promptement dans un espace vide que dans un espace plein d’air; et l’on ne doit voir dans la transformation des liquides en vapeurs qu’un effet de la force répulsive du calorique interposé entre leurs molécules.

Dalton a reconnu : 1° que les vapeurs qui se développent dans les gaz ne saturent pas instantanément l’espace occupé par le gaz; de sorte qu’il s'écoule toujours un certain temps depuis l'instant où le liquide est introduit dans la capacité occupée par le gaz jusqu’à celui où il ne se forme plus de vapeurs; 2° que la force élastique d’un mélange de gaz et de vapeurs est égale à la force élastique du gaz, plus à celle de la vapeur qui se développerait dans le vide; 3° que la quantité de vapeur qui se forme dans un gaz est égale à celle qui se formerait dans un même espace vide à la même température. Il résulte de ces faits, vérifiés par tous les physiciens, que les vapeurs se développent dans les gaz comme dans le vide, et que le mélange des gaz et des vapeurs s'effectue comme celui des gaz permanens. Seulement, les gaz opposent à l’évaporation un obstacle mécanique qui la retarde.

On nomme état hygrométrique de Pair le rapportentre la quantité de vapeur d'eau qu'il contient, à celle qui

HYG 229 s’y trouverait s'il était complètement saturé, ou, ce qui est la même chose, le rapport de la tension de la vapeur dans l’air à sa tension maximum (roy. Force ÉLASTIQUE) à la même température. La déterminaison de cet état hygrométrique est le’ problème principal de l’'hygrométrie; car, lorsqu'il est connu, on peu en déduire aisément, comme nous le verrons plus loin, le poids de la vapeur d’eau renfermée dans un volume d’air donné.

De tous les moyens proposés pour mesurer le degré d'humidité de l’air, le plus rigoureux est de mettre un volume connu d’air en contact avec une substance dont l’allinité pour l’eau soit telle qu’elle puisse enlever la totalité de la vapeur contenue dans le volume donné., Lorsque la dessiccation est effectuée complètement, on pèse la substance, et la différence de son poids avec le poids qu'elle avait avant l'opération fait connaitre le poids de l’eau absorbée, et, par suite, la densité de la vapeur d’eau primitivement mélangée à l'air; mais cette méthode exige une extrême précision dans les détails, qui rend son application très-difficile. Les substances qui présentent le plus d’affinité pour l’eau sont le chlorure de calcium, la potasse caustique et Ja chaux vive.

Les changemens de formes ou de dimensions que diverses substances éprouvent par l'humidité semblent offrir un moyen beaucoup plus simple pour déterminer le degré d'humidité de l'air. On a observé que presque toutes les substances organiques, plongées dans l'air humide, absorbent une certaine quantité de vapeur aqueuse qui dépend de leur nature propre et de l’état hygrométrique de l'air. Lorsque Pair devient plus humide, elles absorbent une nouvelle quantité de vapeur, qu'elles restituent lorsqu'il devient plus sec. Cette absorbtion ou cette émission de vapeur est toujours accompagnée d’un changement dans toutes les dimensions du corps; mais les substances composées de filamens éprouvent toujours plus d'augmentation dans le sens de leur diamètre que dans celui de leur longueur; aussi les cordes, qui sont formées de fibres tordues, se gonflent, se détordent et se raccourcissent par l'humidité.

On a tiré parti de cette propriété pour construire des instrumens destinés à faire connaître , à la simple vue, l'humidité de l'air, ct ce sont ces instrumens qu'on nomme des hygromètres. Le plus anciennement employé se compose d’une corde à boyau, longue de 5 à 6 centimètres, fixée par une de ses extrémités et portant à l’autre un petit poids pour la tendre. Une échelle graduée indique les diminutions de longueur que subit la corde en se détordant par l'effet de l'humidité, ou les accroissemens qu'elle éprouve en devenant plus sèche. Cet appareil, propre tout au plus à faire con-

naitre que l'air est plus humide dans un moment que

dans un autre, ne peut fournir aucune indication utile sur son état hygrométrique.

L'hygromètre de Saussure, aujourd'hui le plus usité, consiste en un cadre de cuivre ABCD (PI. XIE, fig. 15) dans lequel un chevet ab, dépouillé de toutes substances grasses, par lébullition dans une lessive un peu alcaline , est suspendu en @ à une petite pince que l'on peut monter ou descendre par une vis; il est fixé par son autre extrémité à une petite poulie mobile sur son axe, et garnie d’une aiguille mn dont la pointe parcourt un are de cercle pq; un fil enroulé dans le même sens sur une autre poulie ayant le même axe que la première et faisant corps avec elle porte un petit poids e qui tend à tendre le cheveu. Le cheveu, dont la propriété est de s’allonger par l'humidité, restant toujours tendu par le petit poids, fait tourner les poulies dans ses variations de longueur, et la marche de l'aiguille indique sur l'arc de cerele le nombre des degrés correspondans d'humidité.

L'are de cerele est divisé en 100 parties égales, 0 répond au point de la parfaite sécheresse, et 100 à celui dela complète saturation de l'air. Pour déterminer ces deux limites de l’échelle hygrométrique, on place d’abord l'instrument sous un récipient qui renferme des matières propres à dessécher l'air ; etlorsque, après plusieurs jours, l’aiguille demeure fixe à un certain point du cadran, on marque 6 à ce point. Ceci fait, on transporte l’hygroméètre dans un autre récipient dont les parois sont mouillées et dont l’air se trouve bientôt saturé d'humidité. L’aiguille marche avec rapidité et finit par devenir stationnaire en un point qu’on marque 100, et qui est celui de l'humidité extrême, L’intervalle de o à 100 étant divisé en cent parties égales, l’'hygromètre est achevé.

Cet instrument, lorsqu'il a été bien construit, donne toujours des indications identiques dans les mêmes circonstances; et, de plus, quelle que soit la température de l'air, il marque toujours 0° dans l'air see, et 100° dans l'air saturé d’eau; de sorte que l'influence de la température sur la longueur du cheveu est sensiblement nulle dans les limites de température de l'atmosphère, mais les degrés d'humidité quil indique ne sont pas proportionnels aux quantités réelles de vapeur d’eau contenue dans l'air; et, pour pouvoir déduire de l'observation de cet instrument la force élastique de la vapeur, il faudrait connaitre la relation qui existe entre les degrés de l'hygromètre et les tensions correspondantes de la vapeur pour chaque degré de température.

A défaut de cette relation, qui n’est point encore découverte, M. Gay-Lussac a rendu les indications de l’hygromètre de Saussare propres à déterminer la quantité absolue d’eau renfermée dans un volume donné

d'air humide, en observant, concurremment avec les