SO',18H

Eau pure 9,165

Des tables de cette nature sont importantes dans la pratique, par exemple pour la graduation des hygromètres à cheveu.

Quand la volatilité du corps dissous est comparable à celle du dissolvant, la tension totale est égale à la somme des tensions des deux vapeurs formées; l'expérience démontre que cette tension totale est toujours inférieure à la somme des tensions maxima propres aux deux corps pour la température considérée.

Tensions maxima des vapeurs dans les gaz. L'expérience démontre que, dans un espace limité contenant un gaz quelconque, la vaporisation s'effectue plus lentement que dans le vide, et que c'est seulement au bout d'un temps appréciable que cette vapeur atteint son maximum de tension, qu'en d'autres tca'mes, l'espace est saturé de vapeur. Longtemps on a admis qu'à une température déterminée, les tensions maxima des vapeurs sont les mêmes dans un espace contenant un gaz que dans un espace vide. L'exactitude de cette loi posée par Dalton semblait avoir été mise hors de toute contestation par les expériences de vérification exécutées par Gay-Lussac. Il résulte de cette loi que le mélange des vapeurs et des gaz est un phénomène identique à celui de la diffusion des gaz les uns dans les autres. Chacun des fluides élastiques en présence se répand dans l'espace qui lui est offert comme s'il était seul. La force élastique totale du mélange d'un gaz et d'une vapeur est la somme des forces élastiques qu'auraient séparément le gaz et la vapeur si chacun d'eux occupait seul le volume du mélange. Cette dernière proposition s'applique à la vapeur dilatée aussi bien qu'à la vapeur saturée.

En 1854, M. V. Regnault a soumis cette importante question à une nouvelle étude. 11 résulte de ses expériences que les gaz n'agissent pas seulement en ralentissant le phénomène de levaporalion. Il a constaté que, dans un espace contenant un gaz, la tension de la vapeur reste un peu inférieure à la tensioii maximum de cette vapeur dans le vide et à la même température.

« L'explication de ces faits, dit-il, me paraît très-simple. Lorsqu'un liquide volatil se trouve dans un espace limité, en contact à la fois avec un gaz qui remplit cet espace et avec la matière qui forme ses parois, il tend à produire de la vapeur jusqu'à ce que la tension de celle-ci soit égale à celle que la vapeur prend à la même température dans le vide. Mais cette vapeur se trouve au contact de la paroi qui, par son affinité hygroscopique, en condense une portion à sa surface. L'espace se trouve donc au-dessous de la saturation, tant que la paroi n'a pas condensé la quantité de liquide nécessaire pour satisfaire son action attractive sur la vapeur. Cette quantité peut être évaluée en épaisseur de la couche liquide. Dans les parties où cette paroi est verticale, la couche liquide ne peut pas augmenter indéfiniment d'épaisseur, parce que la pesanteur tend à faire couler le liquide vers les points les plus bas. On conçoit donc que, si la couche qui reste adhérente à la paroi, sous les influences opposées de l'affinité hygroscopique et de la gravité, n'est pas assez épaisse pour neutraliser l'action attractive de la paroi sur la vapeur, l'espace doit perdre de la vapeur; et, si la vapeur perdue ne lui est pas rendue avec la même rapidité par le liquide en excès, on devra trouver constamment une force élastique moindre que celle qui s' observe dans le vide... Un effet semblable ne peut pas se produire dans le vide, parce que la vaporisation dîi liquide y est très-rapide, et rétablit immédiatement la vapeur qui se condense sur les parois.

« On explique ainsi plusieurs faits observés par les physiciens. L'air, saturé de vapeur par une pluie abondante, descend bientôt au-dessous de la saturation après la cessation de la pluie, lors même que la température décroît constamment, parce que les corps qui y sont plongés lui enlèvent la vapeur par une action hygroscopique. Si l'on puise par aspiration l'air dans un espace où il est saturé, et si on le fait passer à travers un tube de verre sec maintenu à la même température que l'air, les parois du tube se recouvrent de gouttelettes abondantes, etc.

« En résumé, je crois pouvoir conclure, de l'ensemble de mes observations, que la loi de Dalton sur les mélanges des gaz et des vapeurs peut être regardée comme une loi théorique, laquelle se vérifierait probablement avec toute rigueur si l'on pouvait enfermer le gaz dans un vase dont les parois fussent formées par le liquide volatil lui-même, sous une certaine épaisseur. Mais cette loi ne se réalise que très-imparfaitement dans nos appareils; l'affinité hygroscopique de leurs parois ramène la vapeur à une tension variable et toujours inférieure à celle qui correspond à la saturation. »

Densité des vapeurs. La densité d'une vapeur est le rapport du poids d'un volume déterminé de cette vapeur au poids d'un égal volume d'air dans les mêmes conditions de pression et de température. Les lois de compressibilité et de dilatation n'étant pas, en général, les mêmes pour l'air et pour les vapeurs, il est évident que la valeur de ce rapport doit varier avec la pression et la température auxquelles la vapeur en expérience est soumise. Mais, à mesure que la vapeur s'éloigne de son point de liquéfaction ou de saturation, ses propriétés se rapprochent de plus en plus de celles des gaz permanents; la valeur de ce rapport doit donc

aussi tendre vers une limite à partir de laquelle ses variations sont milles, ou du moins assez faibles pour devenir négligeables. Ces questions importantes sont étudiées, et les méthodes employées pour mesurer les densités des diverses vapeurs sont exposées à l'article Densité.

Évaporation à Vair libre. Lorsqu'un liquide est abandonné à l'air libre dans un vase ouvert, il passe spontanément à l'état de vapeur, et le changement d'état continue, plus ou moins rapide, suivant la nature du liquide et les circonstances ambiantes, jusqu'à ce que le liquide ait complètement disparu. DaUon a étudié d'une manière spéciale les conditions qui iufluent sur la rapidité du phénomène.

L'étendue de la surface libre du liquide exerce une influence évidente sur la quantité de vapeur formée dans un temps donné. En effet, au point de vue de l'émission de vapeur, chaque centimètre carré de surface libre se conduit comme s'il était seul. Toutes choses égales d'ailleurs, la quantité de vapeur formée dans un temps donné est donc proportionnelle à l'étendue de la surface de contact du liquide et de l'air ambiant.

Dans une atmosphère parfaitement calme, la couche d'air en contact avec le liquide ne change pas. Cette couche d'air se sature, puis cède de la vapeur à la couche superposée, et maintient son état de saturation en empruntant au liquide une quantité égale de vapeur. C'est ainsi, et de proche en prcche, que s'opère la dilfusion de la vapeur dans les couches d'air environnantes ; dans ces conditions le phénomène de l'évaporation s'opère évidemment avec plus de lenteur que dans une atmosphère agitée. Dans ce dernier cas, en effet, les couches saturées sont incessamment entraînées par le courant d'air et remplacées par de nouvelles couches sèches ou du moins très-incomplétement saturées. Dans la pratique, on favorise, avec grand soin, une rapide circulation de l'air dans les établissements où sont suspendues les étoffes humides et en général toutes les matières dont on veut obtenir la dessiccation. L'expérience démontre encore qu'eu hiver, par des vents du Nord d'une certaine intensité, la terre se dessèche plus rapidement que par un temps calme, pendant les journées les plus chaudes de l'été.

La température de l'atmosphère restant invariable, réchauffement du liquide augmente la tension de la vapeur émise, et par suite la vitesse de l'évaporation. Quand, au contraire, la température du liquide est constante, réchauffement de l'atmosphère, en élevant le point de saturation, favorise le phénomène de l'évaporation.

liOrsque le liquide et l'atmosphère ambiante sont à la même température, Dalton a déduit de ses expériences les deux lois suivantes : Dans un air sec, la quantité de vapeur formée dans un temps donné varie proportionnellement à la tension maximum correspondant à la température ambiante. Dans un air humide, la quantité de vapeur fournie varie proportionnellement à la différence de cette tension maximum et de la tension actuelle de la vapeur répandue dans l'atmosphère. L'état de sécheresse de l'air favorise donc l'évaporation et augmente la vitesse du phénomène.

Ébullition. Dans un liquide soumis à l'action continue d'une source de chaleur, les couches en contact avec les portions échaulfées des parois s'échauffent les premières et, devenues moins denses, montent à la surface où elles prennent la place de couches moins chaudes et plus denses. Les courants ascendants et descendants, ainsi établis, répartissent dans la masse liquide la chaleur incessamment

cédée par la source. A mesure que la température s'élève, l'évapovation de la surface devient plus active et la tension de la vapeur émise plus considérable. Lorsque la température a atteint un certain degré, des bulles de vapeur se forment au contact des parois exposées à l'action directe de la source de chaleur, montent vers la surface, se condensent et disparaissent dans les couches superlicielles moins chaudes, eu déterminant un Irémissement, un bruit particulier. Sous l'influence de la chaleur cédée par ces bulles condensées, la répartition de la température devient uniforme ; bientôt les bulles de vapeur, qui se renouvellent sans cesse, traversent la masse liquide, arrivent à la surface où elles crèvent, en déterminant ce mouvement tumultueux qui constitue le phénomène de l'ébullition.

Lorsque le liquide n'est pas visqueux et que, par une surface libre, il est en contact avec une atmosphère gazeuse, l'ébullition se fait par bulles petites et nombreuses. L'expérience démontre que, dans ces circonstances, l'ébullition est soumise aux deux lois suivantes, formulées d'abord comme caractéristiques du phénomène.

Peemière loi. Pour un même liquide, placé dans les mêmes conditions, l'ébullition se -produit toujours à la même température, et cette température ne diffère pas sensiblement de la température pour laquelle la tension maximum de la vapeur est égale à la pression exercée par l'atmosphère en contact avec le liquide.

Ce principe, posé par Dalton, peut facilement être vérifié dans le cas on le liquide est soumis à la pression atmosphérique. Soit ABC (fig. 34) un tube recourbé fermé en C, ouvert en A. On introduit quel- ^^r-~\ ques gouttes d'eau dans la branche BC, et l'on remplit cette branche de mercure ainsi que le coude B, puis on suspend l'appareil dans un grand ballon de verre contenant de l'eau qu'on porte à l'ébullition. La branche BC maintenue au-dessus du liquide est tout entière plongée dans la vapeur avec laquelle elle se met en équilibre de température. Bientôt l'eau qui est en G se vaporise et refoule le mercure ; quand l'ébullition est en pleine activité et que l'équilibre de température existe entre les masses de vapeur contenues dans le tube et dans le ballon, le niveau du mercure refoulé est le même dans les deux branches du tube ABC. A ce moment, les deux vapeurs saturées, celle du tube et celle du ballon, ont nécessairement la même tension, puisqu'elles sont à la même température ; la tension de la vapeur fournie par l'eau en ébuUition est donc, comme celle du tube, égale à la pression de l'atmosphère qui pèse sur le hquide du ballon.

11 est, d'ailleurs, fiicile de comprendre que l'ébullition du liquide ne peut s'établir à une température inférieure à celle pour laquelle la tension de sa vapeur est égale à la pression que supporte le liquide. En eftet, en quelque point de la masse liquide que se forme une bulle de vapeur, de toute nécessité la vapeur doit avoir une tension au moins égale à la pression qu'elle supporte, c'est-à-dire à la pression supportée par la surface libre, augmentée de la pression due à la profondeur à laquelle se trouve la bulle considérée. Par suite, dans les bulles qui crèvent à la

surface du liquide, la tension de la vapeur est au moinx c'cjnJe à la pression extérieure. 11 eu résulte qu'au moment où l'ébulUtion s'établit, la température de la vapeur émise et des couches superficielles du liquide ne peut pas être inférieure à celle pour laquelle la force élastique de la vapeur est égale à la pression supportée par la surface libre du liquide.

Quand l'ébullition se fait par bulles petites et nombreuses, l'expérience confirme l'exactitude de ces considérations et montre que la température des couches superficielles du liquide ne diffère pas sensiblement de celle de la vapeur, de celle pour laquelle la tension de la vapeur est égale à la pression extérieure. 11 n'en est plus ainsi quand, par le fait de la viscosité du liquide ou pour toute autre cause, l'ébullition se fait par bulles rares et volumineuses. Dans ce dernier cas, la formation de chaque bulle détermine un soubresaut de la masse liquide, et sa température oscille entre deux limites, plus ou moins rapprochées suivant la nature du liquide, mais supérieures, toutes les deux, à la température pour laquelle la force élastique de la vapeur est égale à la pression exlérieure.

Deuxiéime loi. Pendant toute la durée de l'ébullition, la température demeure invariable.

Du moment oii l'ébullition est commencée, l'expérience démontre que, si la pression extérieure reste la même, la température des couche superficielles du liquide et de la vapeur émise est parvenue au marimum qu'elle puisse atteindre. En activant la source de chaleur, on peut rendre l'ébullition plus tumultueuse, hâter la vaporisation, mais la température ne s'élève pas. Toute la chaleur communiquée au liquide est employée à opérer le changement d'état. La vaporisation s'accompagne donc toujours de la consommation d'une certaine quantité de chaleur rendue latente et qui redevient sensible au moment de la condensation de la vapeur. Les procédés employés pour mesurer cette chaleur latente de vaporisation sont exposés dans l'article Ga,lométrie.

Influence de la pression sur la température d'ébullition. Il résulte de la première loi énoncée plus haut que la température d'ébuUition d'un liquide quelconque varie avec la pression exercée sur sa surface libre ; l'ébullition doit s'établir à des températures d'autant moins élevées que cette pression est plus faible. Cette influence de la pression extérieure a été mise en évidence par des déterminations du point d'ébuUition de l'eau à diverses hauteurs au-dessus du niveau de la mer et par de nombreuses expériences de cabinet.

MM. Bravais et Martins ont publié, dans les Comptes rendus de l'Académie des sciences, t. XX, p. 166, les déterminations qu'ils ont faites, eu 1844, de la température d'ébuUition de l'eau et de la pression atmosphérique, à Paris, à Genève, à Charaounix et à diverses hauteurs sur les flancs du mont Blanc. Les résultats de ces observations sont consignés dans le tableau suivant :

PRESSION ATKOSPHÉRIQOE TIÎMPÉRATUKE OU TENSION

r'ÉBDLLITION, DE LA VAPEUR.

Paris 99° ,880 756°°,83

Genève 98 ,890 730 ,40

Chamounix !'6 ,715 675 ,99

Grands-Mulets 90 ,171 329 ,69

Grand-Plateau 87 ,56o 478 ,59

Sommet du mont Blanc 84 ,396 425 ,74

Sous la cloche de la machine pneumatique, on place un vase contenant de l'eau à la température ambiante, et l'on raréfie l'air. Lorsque la force élastique

fie l'air sons in cloche est assez nffaiblie pour ne pas dépasser la tension maximum de la vapeur d eau à cette température, le liquide entre en ébuUition. Si l'on cesse de lan-e ionctionner la machine pneumatique, l'ébuUition s'arrête parce que la vapeur formée augmente la pression de l'atmosphère humide emprisonnée.

Mais l'ébuUition continue si l'on continue à raréfier l'air ou si l'on place sous la cloche un corps qui absorbe la vapeur à mesure qu'elle se forme.

L'influence de la pression sur le point d'ébullitiou est mise en évidence par une expérience très-élégante imaginée par Franklin. Dans un malras de verre B (fig. 35) on fait bouillir vivement de l'eau pendant quelques minutes. L'air est ainsi chassé au dehors et le vase ne contient plus que de l'eau et de la vapeur. On bouche alors très-exactement le raatras et on le retourne, l'extrémité du col plongée dans de l'eau afin d'empêcher la rentrée de l'air. Dans celte position, le liquide n'est plus soumis qu'à la pression de sa propre vapeur et l'ébuUition s'arrête. Si l'on verse alors de l'eau froide sur le ballon, une partie de la vapeur vient se condenser au contact des parois refroidies, la pression intérieure diminue et l'ébulhtion recommence immédiatement. Si le ballon a été bien purgé d'air, l'ébuUition peut être ainsi longtemps continuée ; alors que le refroidissement déterminé par l'eau à la température ordinaire est insuffisant pour maintenir l'ébuUition, on peut la reproduire en plaçant une couche de glace pilée ou de neige sur le fond du matras.

Dans une enceinte fermée où la pression s'élève graduellement, on retarde le point d'ébullition, on empêchemêmel'ébullition de s'établir, mais en même temps la température du liquide s'élève. Un phénomène de ce genre se passe dans

Fin. S6.

la machine de Papin (fig. 56). I/nppareil se compose d'un cylindre de bronze C, à parois très-épaisses, contenant de l'eau et fermé ))ar un couvercle de même niélal maintenu par une vis V. Afin d'éviter les explosions, on pratique sur le couvercle une soupape de sûreté dont l'ouverture s est fermée par un levier L chargé d'un poids P à son extrémité libre. Ce poids est réglé de manière que le levier soit soulevé et que la vapeur s'échappe quand la tension est de 8 à 9 atmosphères ; la température du liquide est alors de 170 à 180 degrés. Tant que la soupape reste fermée, l'eau s'échauffe de plus en plus, mais la force élastique de la vapeur émise exerce à la surface du liquide une pression croissante qui s'oppose à la formation des bulles ; l'ébuUition ne peut pas s'établir. Si l'on ouvre la soupape en soulevant le levier L, la vapeur jaillit avec force en colonne de plusieurs mètres de hauteur ; l'ébuUition s'établit et la température du liquide retombe à 100 degrés. La main plongée dans le jet de vapeur à une distance de 5 à 6 décimètres de l'ouverture de la soupape n'éprouve qu'une sensation modérée de chaleur ; en se dilatant rapidement, la vapeur absorbe une grande quantité de chaleur et sa température tombe au-dessous de 40 degrés. Mais il serait dangereux de placer la main trop près de l'ouverture de la soupape ; la vapeur n'ayant pas eu le temps de se refroidir en se dilatant, on serait infailliblement brûlé.

Un phénomène semblable se produit dans l'air expiré par les poumons et dirigé sur la main. Lorsqu'on souffle, la bouche largement ouverte, l'air humide sort à la température de 37 à 58 degrés et donne une sensation de chaleur. Lorsqu'au contraire on souffle fortement à travers un très-faible écartement des lèvres, l'air se dilate, absorbe de la chaleur, se refroidit et produit, en frappant le dos de la main, une sensation prononcée de fraîcheur.

Lorsqu'un liquide forme une colonne de hauteur considérable et qu'il est chauffé par la partie inférieure, la température nécessaire pour déterminer la formation do bulles de vapeur dans les couches profondes doit nécessairement varier dans le même sens que la pression supportée par ces couches elles-mêmes ; il est dès lors facile de concevoir pourquoi, dans ces conditions, les couches du fond peuvent atteindre, sans bouillir, des températures très-supérieures à celles qui seraient suffisantes pour faire entrer les couches supérieures en ébuUition. Un phénomène de ce genre a été observé dans les geisers d'Islande, où l'on a constaté qu'à 20 mètres de profondeur la température de l'eau s'élève à 127 degrés sans qu'il y ait ébullition.

Des variations de la température d' ébullition. Les faits précédemment exposés tendent à faire admettre que la température d'ébullition d'un liquide dépend essentiellement de la pression qu'il supporte. Longtemps admise dans la science, cette manière de voir devrait être acceptée, si les perturbations de la température d'ébullition se bornaient à celles qui sont dues à la viscosité ou à l'influence de la nature du vase qui contient le liquide. Mais, dans ces dernières années, la science s'est enrichie de faits nouveaux que nous devons étudier attentivement avant de nous prononcer sur la question de savoir si l'ébuUition d'un liquide doit être considérée comme un phénomène normal au même titre que la fusion d'un solide.

M. Donny (de Gand) a fait sur la température d'ébullition de l'eau une expérience fort importance. Il prend (fig. 37) un tube de verre AB trois fois recourbé et terminé par deux renflements. Pour enlever les matières grasses qui empêcheraient le liquide de mouiller exactement ses parois et pour détruire toutes les matières étrangères, il a soin de laver plusieurs fois l'intérieur du tube à l'alcool, à

l'étlier et à l'acide sulfiirique concenlré. Puis il introduit de l'eau distillée dans eu tube. Il relève alors l'appareil, la pointe m en haut, chasse l'air en faisant longtemps bouillir le liquide et ferme la pointe m au chalumeau pendant que la vapeur s'échappe. Évidemment, dans ce tube refroidi, l'eau est complètement dépouillée de l'air qu'elle pouvait tenir en dissolution et n'est plus soumise qu'à la pression très-faible de sa propre vapeur correspondant à sa tension ma- fg- 5".

ximum, à la température extérieure.

L'appareil étant ainsi préparé, on plonge la courbure C dans une solution de chlorure de calcium que l'on charaffe graduellement avec une lampe à alcool. Grâce à la position donnée au tube et à la disposition des courbures, les courants moléculaires déterminés par réchauffement du liquide ACD ne peuvent pas faire descendre l'eau chaude en EFB; par suite de cet isolement de l'eau échauffée, la colonne liquide ne supporte, à sa surface libre B, qu'une pression très-faible, égale à la tension de la vapeur d'eau à la température de l'atmosphère ambiante. Dans ces conditions, si le point d'ébullition ne dépendait que de la pression, le phénomène devrait, comme dans l'expérience de Franklin, se produire en G à une température à peine supérieure à celle de l'atmosphère. L'expérience démontre que constamment la température du liquide dépasse iOO degrés sans qu'il se manifeste aucune trace d'ébullition dans la partie échauffée du tube ACD. Il n'est même pas rare de voir la température du liquide s'élever à 135 degrés sans qu'il se forme dans son sein aucune bulle de vapeur. Quand l'ébullition commence, il se forme une grosse bulle; la force élastique très-considérable de la vapeur développée piojette brusquement le liquide dans les boules terminales qui souvent se brisent sous la violence du choc.

Il résuite de cette expérience, dont les résultats ont été souvent vérifiés, que de l'eau soigneusement purgée d'air, contenue dans un vase dont elle mouille bien exactement les parois, en contact avec elle-même par sa surface, et soumise à une pression qui n'excède pas 15 millimètres, peut, sans bouilhr, être portée à 135 degrés, à une température à laquelle la tension de sa vapeur est supérieure à trois atmosphères.

M. Louis Dufour a montré que la présence d'un gaz dans le sein d'un liquide chauffé exerce une influence déterminante sur le phénomène de l'ébullition. De l'eau distillée est introduite dans une cornue de verre (fig. 38) soigneusement lavée à l'alcool, à l'éther et à l'acide sulfurique concentré. Par l'intermédiaire d'un ballon B, cette cornue communique avec une machine pneumatique par le tube T, et avec un manomètre M par le robinet S. Dans une large tubulure de la cornue sont assujettis : un tube de dégagement muni d'un robinet r, un thermomètre a qui donne la température de l'eau, et deux fils de platine f, f qui plongent dans le liquide. Les robinets i et S étant fermés, et le robinet r étant ouvert, on fait bouillir l'eau de la cornue pendant un certain temps ; de cette manière on chasse tout l'air dissous et aussi les gaz adhérents aux parois de la cornue qui s'opposeraient au contact immédiat du verre et du liquide. Gela fait, on ferme le robinet r du tube de dégagement et on laisse refroidir l'appareil. Quand le refroidissement est complet, on ouvre les robinets t et S, et l'on règle avec la machine pneumatique la pression à laquelle on veut soumettre le liquide; cette pression est d'ailleurs indiquée par le manomètre M. Ou chauffe alors graduellement l'eau de la

COI une; rexpérience démontre que, sans produire d'ébullition, on peut porter le liquide à une température f[ui dépasse de plusieurs degrés celle où la tension de sa vapeur est égale à la pression qu'il supporte et que, dans ces conditions, cetle température peut être indéfiniment maintenue. Tout étant ainsi disposé, on met les fils de platine en communication avec les pôles d'une pile; le courant passe l'eau est décomposée, et les gaz Tournis par l'électrolise se dégagent autour des

Fis. 58.

lils de platine. Au moment oii apparaissent les premières bulles gazeuses, Tébullition commence et se produit avec une telle vivacité qu'ordinairement une partie du liquide est brusquement projetée dans le ballon B.

M. Louis Dufour a obtenu des résultats très-remarquables, eu appliquant à l'étude des retards du point d'éhullition des procédés semblables à ceux qu'il avait imaginés pour constater les l'etards du point de congélation. Pour soustraire l'eau chauffée au contact des corps solides, il a formé un mélange en proportions convenables d'huile de lin et d'essence de girofle débarrassée, par une première distillation, de la partie qui est volatile à 90 degrés. Dans ce mélange, l'eau se réunit en sphères de diamètre variable, et flotte en équilibre. Il chauffe graduellement le liquide dont la température est indiquée par un thermomètre immerge. Les sphères aqueuses atteignent et dépassent la température de 100 degrés, sans éprouver la moindre modification. A partir de 110 à 115 degrés on commence à constater quelques traces d'éhullition; rarement le phénomène se produit spontanément: il se manifeste presque toujours dans les sphères aqueuses qui, entraînées par les courants moléculaires du liquide échauffé, viennent heurter le réservoir du thermomètre ou les parois du vase. Il est d'ailleurs évident que les sphères les plus volumineuses sont les plus exposées à ces actions perturbatrices et les plus difficiles â conserver. M. Louis Dufour a vu se maintenir à leur état liquide, une sphère de 18 millimètres de diamètre à 150 degrés ; des sphères de 12 milhmètres à 140 degrés ; des sphères de 5 millimètres à 1 78 degrés. Ainsi suspendu dans un liquide, l'eau a donc pu, sans changer d'état, sans bouillir, être portée à une température â laquelle la force élastique de sa vapeur est supérieure à neu/" atmosphères.

M. Louis Dufour s'est assuré qu'il suffit de toucher avec une baguette de verre ou de métal ces masses d'eau surchauffées pour déterminer immédiatement l'apparition d'une bulle de vapeur qui repousse violemment la sphère aux dépens de laquelle elle s'est formée. Mais il ajoute que ces baguettes deviennent complètement passives c^uand elles servent à renouveler plusieurs fois de suite l'expé-

rience. Ce dernier fait montre 4110 la formation des bulles de vajieur doit être altribuée, non au contact du corps solide, mais à la présence d'une couche gazeuse restée adhérente à sa siu'face,

La même méthode a étéapphquée par M. Louis Dufour au chloroforme el à l'acide sulfureux. Dans une solution de chlorure de zinc, des sphères de chloroforme se sont maintenues liquides jusqu'à 98 degrés, à une température oii la tension de sa vapeur est supérieure à trois atmosphères. L'acide sulfureux, dans les circonstances ordinaires, bout à 10 degrés au-dessous de zéro; M. Louis Dufour a vu des sphères d'acide sulfureux, suspendues dans un bain d'acide sulfurique élendu conserver l'état liquide jusqu'à 8 degrés au-dessus de zéro.

Si les phénomènes de l'évaporation spontanée indiquent que l'état liquide n'a ancime stabilité dans les molécules de la surface libre par laquelle un corps liquide est en contact avec un espace vide ou rempli d'im fluide élastique^ les expériences de MM. Donny et Louis Dufour montrent clairement qu'il n'en est plus de même quand, par sa surface, le liquide n'est en contact ni avec un espace vide ni avec un espace ylein de cjuz. Dans ce dernier cas, la stabilité de l'état liquide .est assurée entre des limites de température Irès-étendues.

Caractérisée par la formation de bulles de vapeur, l'ébullition correspond à une rupture de l'équihhre moléculaire de l'état liquide. Quand la température est telle que la tension de la vapeur soit au moins égale à la pression supportée par les couches liquides considérées, la rupture d'équilibre peut s'effectuer, les bulles de vapeur peuvent se former au sein du liquide, en un mot l'ébullition peut se produire ; le phénomène ne peut évidemment pas commencer à une température inférieure. Cette température pour laquelle la tension de la vapeur est au moins égale à la pression supportée ai.i niveau où se forment les bulles, est un minimum qui rend seulement l'ébullition possible, mais qui ne la rend pas nécessaire. A ce degré de l'échelle thermométrique, l'action de la chaleur n'est pas suffisante pour rompre, à elle seule, l'équilibre moléculaire de l'état liquide ; pour que cette rupture d'équilibre ait lieu et que l'ébullition commence, il faut l'intervention d'autres influences qui facilitent un dégagement de vapeur au sein du liquide.

Ces influences sont au nombre de deux : la présence d'un gaz ; l'existence d'un espace vide. Lorsqu'on effet, sous l'mfluence de l'élévation de température, le gaz dissous dans le liquide ou adhérent aux parois du vase se forme en bulles pour se dégager, le liquide en contact avec un espace plein de gaz fournit de la vapeur, et si la température est suffisante pour que la tension soit au moins égale à la pression supportée, ces bulles saturées de vapeur viennent tumultueusement éclater à la surface; une fois commencée l'ébullition s'entretient d'elle-même, car la bulle qui se détache laisse toujours après elle une partie du mélange gazeux adhérent aux parois; l'expérience montre, en effet, que les bulles continuent à partir des mêmes points de ces parois échauflées. Ainsi s'explique un fait constaté depuis longtemps : à mesure que l'ébullition se prolonge, c'est-à-dire à mesure que les gaz dissous ou adhérents sont plus complètement expulsés, l'ébullition devient plus difficile, le phénomène ne se produit plus que par soubresauts, et la température du liquide s'élève.

Lorsque le liquide ne mouille pas les parois du vase, la capillarité oblige le liquide à s'écarter de ces parois ; il existe alors une surface liquide eh contact avec un espace vide ; la rupture de l'équilibre moléculaire de l'état liquide, la lormation de bulles, l'ébullition se trouvent ainsi facilitées. Aussi l'expérience démontre que le point d'ébuUition de l'eau est moins retardé dans des vases enduits

de soufre ou de gomme laque que le liinide ne mouille pas, que dans des vases métalliques dont les parois sont incomplètement mouillées, et dans ces derniers que dans des vases de verre dont les parois sont complètement mouille'es quand elles sont purgées de toute malière étrangère. L'expérience montre encore que les vases de verre retardent d'autant plus le point d'ébullition que leurs parois ont été plus complètement débarrassées par des lavages répétés, de toute matière grasse adhérente. Nous savons, d'ailleurs, que si des tiges solides introduites dans un liquide facilitent l'ébuUition, c'est seulement dans les deux circonstances suivantes : ou bien des couches gazeuses sont adhérentes à leur surface ; ou bien leurs parois ne sont pas mouillées par le liquide. Et si ce défaut de contact est dû à la présence de matières grasses, il suffit de laver ces tiges avec de l'éther pour les rendre 2)assives . Enfin on sait depuis longtemps qu'on facilite rébulhtion eu projetant dans le liquide de la limaille de fer ou de cuivre ; cet effet est dû à lu présence de l'air emprisonné entre les grains de limaille et entraîné dans le liquide, et aussi aux espaces vides qui se forment autour des grains de limaille non inoiiiilés par le liquide en expérience.

Du moment oii l'ébuUition ne dépend pas essentiellement de la pression, et oij, sous une pression donnée, un corps peut, suivant qu'il est soustrait ou exposé à l'action de certaines influences déterminées, exister à l'état liquide ou à l'état de vapeur entre des limites de température très-étendues, il y a nécessité de définir le sens de l'expression point d'ébullition normal d'un liquide. On doit entendre, par cette expression, la limite inférieure de température à laquelle l'ébuUition peut s'établir sous la pression atmosphérique normale de 760 millimètres ; c'est la température à laquelle la tension de la vapeur du liquide observé est égale à la pression atmosphérique. Pour déterminer ce foint dJéhullition normal, qui est un caractère précieux des espèces chimiques, il ne faut pas plonger le thermomètre dans le liquide en ébullition ; les résultats ainsi obtenus seraient trop élevés, et varieraient avec les circonstances dans lesquelles l'expérience serait faite. Pour procéder avec exactitude, il faut maintenir le réservoir dans la vapeur même à une faible distance de la surface en ébullition ; la vapeur émise par cette surface doit être, en effet, à cette température mirâma cherchée, pour laquelle sa tension est égale à la pression extérieure. L'expérience démontre que, dans ces circonstances et sous une même pression, la température accusée par le thermomètre est toujours la même quand le liquide ne change pas.

Nous avons réuni, dans le tableau suivant, les points d'ébullition normaux ainsi déterminés de quelques liquides, sous la pression atmosphérique de 7 60 millimètres,

POINT

d'ébullition.

Acide azotique monoliydraté . . 86°

— ordinaire. . . . 125

Acide suUurcux — 10

— sulfurique 326

Alcool absolu 78,5

— mélhjlique 65

Benzine 80

Chloioforme 63,3

POINT

d'êbbllition.

Eau 100°

Essence de térébenthine. . . . 161

Élber chlorhydrique 11

— nitreux 21

— sulfurique 35,5

Mercure 360

Soufre 400

Sulfure de carbone 48

La prés£nce de matières salines en dissolution élève en général la température d'ébullition d'un liquide. Tant que ces dissolutions ne sont pas saturées, cette température d'ébullition varie ; elle s'élève à mesure que la quantité de matière dissoute devient plus considérable. Mais quand la dissolution est saturée, celte

température reste constante pour un même sel et un même liquide. Voici quelques exemples du point d'éballition de dissolutions aqueuses saturées de divers sels :

POINT

d'Ibulution.

Carbonate de soude 104° ,6

Chlorure de sodium .... 108 ,4

Azolale de souile 121 ,0

Sel ammoniac 115 ,9

Carbonate de potasse. . . . 13S ,0