HYDROGÈNE
En réalité, les nombres précédents ne conviennent rigoureusement qu'aux conditions de température des expériences exécutées, c'est-à-dire à des températures comprises entre 2 et 10 degrés au-dessus de zéro. En effet, par des mesures de densité, sous diverses pressions et à diverses températures, M. V. Regnault a montré qu'à 100 degrés, l'acide carbonique s'écarte beaucoup moins de la loi de Mariotte
([u'aiix températures ordinaires. On est donc autorisé à considérer la loi de Mariette comme une limite dont la loi réelle de compressibilité des gaz tend à se rapprocher, à mesure que la pression est moindre et la température plus élevée. b. Coefficient de dilatation des gaz. M. V. Regnault a employé deux méthodes pour mesurer ce coefficient de dilatation. Dans une première méthode, il a déduit la valeur du coefficient de dilatation de la mesure des tensions que prend une même masse gazeuse quand on l'échauffé en maintenant sou volume constant ; il a obtenu ainsi le coefficient de dilatation des gaz sous volume constant. Dans une seconde méthode, il a mesuré les volumes occupés par un gaz qui s'échauflc sous pression constante; il a obtenu ainsi le coefficient de dilatation des gaz sov.s pression constante. Les variations réelles du volume des gaz déterminées par des différences de pression ne suivant pas exactement la loi de Mariotte, on devait s'attendre à ce que ces deux coefficients de dilatation, sous l'influence des variations de température, ne fussent pas identiques.
Première méthode. Un ballon A de 800 à 1000 centimètres cubes de capacité est fixé (fig. 28) dans une chaudière métallique ; sa capacité V a été exactement déterminée à zéro. Au coi de ce ballon est soudé I un tube thermométrique
capillaire. La seconde pièce de l'appareil est un manomètre à air libre dont les deux branches sontde même diamètre. A l'extrémité supérieure de la courte branche du manomètre est soudé un tube thermométrique coudé, coupé sur le même échantillon que le précédent. Un trait repère b est tracé au diamant sur cette branche, aussi près quepossible de sa soudure avec le tube capillaire. Un second trait repère a est tracé à la jonction du col du ballon et du premier tube capillaire. Un robinet à trois voies R permet de faire communiquer les deux branches du maiiomètre, de les isoler ou de laisser écouler le mercure au dehors, à la volonté de l'opérateur.
Une pièce métallique t à trois tubulures, sert à établir la communication du ballon et du manomètre. Dans la troisième tubulure inférieure est fixé un bout de tube capillaire m effilé à la lampe. A ce tube m sont fixés des tubes en U remplis de pierre ponce imbibée d'acide sullurique bouilli ; cet appareil de dessication communique par l'intermédiaire d'une pompe à main avec un ballon rempli du gaz sur lequel on veut expérimenter.
La capacité extrêmement faible v comprise entre les repères a, b est exactement jaugée.
Quand on veut mettre rapi)areil en exjeérience, on verse un peu de mercure au
fond du uianomctre et l'on isole les deux branches au moyen du robinet R. Puis on verse dans la chaudière de l'eau que l'on porte à l'ébullition. Cela fait, on pratique le vide dans le ballon et la courte branche du manomètre ; ensuite on laisse rentrer le gaz qui se dessèche eu traversant les tubes en U. On répète plusieurs fois cette opération pour dessécher complètement le ballon, le manomètre et les tubes de communication. Cette partie de l'opération est d'une extrême importance.
Cela fait on laisse rentrer le gaz sec dans l'appareil, on fait écouler l'eau de la chaudière, on laisse refroidir le ballon que l'on entoure ensuite de glace fondante. Quand le ballon est à zéro, on détaclie le tube m de l'appareil à dessication, on établit la communication entre les deux branches du manomètre, et l'on verse du niercure dans la longue branche ouverte jusqu'à ce que le niveau du liquide s'élève en h dans la courte branche. A ce moment le ballon et l'espace capillaire ah sont remplis de gaz parfaitement sec à la pression extérieure indiquée par le baromètre. D'aillenrs le niercure s'élève nécessairement au même niveau dans les deux branches du manomètre. On ferme alors le tube m à la lampe ; l'on note la pression II que supporte le gaz, égale à la pression atmosphérique, et la température t de l'air ambiant.
Toute communication du gaz avec l'extérieur est interrompue; tout est prêt pour passer à la seconde période de l'expérience.
On retire la glace de la chaudière et l'on y verse de l'eau que l'on porte à l'ébullition. Le gaz se dilate et déprime le merciu^e dans la courte branche du manomètre au-dessous du repère h. On ramène le mercure à ce niveau en ajoutant du liquide dans la longue branche. Le gaz a donc conservé le même volume; sous l'influence de l'élévation de température, il a acquis un excès de tension traduit par la différence du niveau du mercure dans les deux branches du manomètre. On note la pression atmosphérique H' et la hauteur h du niveau du mercure dans la branche ouverte du manomètre au-dessus du repère h. La pression totale supportée par le gaz est donc H -+- /i. En même temps on note la température t' de l'air ambiant et l'on calcule, à l'aide de la pression atmosphérique H', la température T de l'eau bouillante de la chaudière. Dans ce dernier calcul, on admet qu'entre des limites de température peu étendues, les variations de la température d'ébuilition de l'eau sont proportionnelles aux variations de la pression atmosphérique; l'expérience démontre que la température d'ébuilition s'élève de 100 à 101 degrés lorsque la pression atmosphérique normale 760 millimètres augmente de 27'""',6, et qu'elle tombe de 100 à 99 degrés quand la pression diminue de 26""", 7.
On a ainsi toutes les données expérimentales nécessaires et suffisantes pour calculer le coefficient de dilatation a du gaz en expérience, emprisonné dans l'appareil. En effets
A la fin de la première période de Texpérience, le gaz, sous la pression H, occupe :
V, le volume du ballon  à zéro ;
V, le volume de l'espace ah à la température ambiante t; ce dernier volume du
gaz T-amené à zéro, sous le même pression H, serait
1 En raison de la très-faible capacité v de l'espace ab qui est une très-petite fraction de la capacité totale du ballon B, on admet, et il n'en résulte aucune erreur appi'éciable, cme (ib est toujours à la même température que l'air ambiant et que sa capacité v une fois mesurée reste invariable.
oe>z LiHALbUK. .
A la fin de la première période de l'expérience, le volume total du gaz, sous la iiJi pression H et à la température de zéro, est donc
Le coefficient de dilatation mesuré an ballon étant k, la capacité de ce ballon porté à la température T est donc, à la fin de la seconde période de l'expérience V(l-)-/£T).
A la fin de la seconde période de l'expérience, le volume du gaz, sous la pression H' -4-/1, est égal
à V(l 4- kl), volume du ballon à la température T ; ce volume de gaz amené à
I . ■ ,„ , • V(1+/^T) ' zéro, sous Ja même pression H + h, serait ~
1 + aï '
et à V, le volume de l'espace ah à la température ambiante t' ; ce dernier volume de gaz ramené à zéro et sous la même pression H' + /i, serait -.
1 + rd'
A la fin de la seconde période de l'expérience, le volume total du gaz, sous la pression H' + h et ramené à la température de zéro, est donc
1 + «T "^ \ -f- ««'■ Mais, la température d'une masse gazeuse restant la même, nous savons que le produit du volume de cette masse, par la pression qu'elle supporte, est constant ; nous avons donc, entre les données expérimentales de la première et de la seconde période de l'expérience, la relation suivante :
Cette relation développée conduirait à une équation du troisième degré. On détermine la valeur de « par la méthode des approximations successives; v étant très-petit par rapport à V, on suppose d'abord les températures t et t' égales à
zéro : on obtient ainsi une valeur approchée de «, qu'on emploie, dans un second
calcul, à déterminer la valeur des termes de pure correction , •
En prenant la pression atmosphérique pour pression initiale correspondante à la température de zéro de la première période de l'expérience, M. V. Regnault a obtenu les résultats suivants :
