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l" PART., CIIAP. III. — DILATATION. 2G1

La première colonne représente les températures indiquées par le thermomètre à mercure.

La seconde colonne représente les températures correspondantes indiquées par un thermomètre à air, que l’on suppose gradué comme le thermomètre h mercure; c’està-dire que l’intervalle entre la glace fondante et l’eau bouillante est divisée en 100 parties égales , et que les divisions sont prolongées au dessus et au dessous de ces points. Seulement les degrés du thermomètre à mercure dépendent de la dilatation du mercure et de celle du verre qui lui sert d’enveloppe, tandis que les degrés du thermomètre à air sont corrigés de la dilatation du verre , que nous supposons connue.

La troisième colonne représente les volumes successifs que prend une même masse d’air sec , sous la même pression, en passant de la température o, où son volume est égal à Limité , aux températures qui sont exprimées dans les deux autres colonnes , soit en degrés du thermomètre à mercure , soit en degrés du thermomètre à air.

On voit que le thermomètre à air et le thermomètre à mercure sont parfaitement d’accord depuis — 36° jusqu’à -J- ioo°; mais qu’au dessus de 100, le thermomètre à mercure prend l’avance; il marque 200, quand le thermomètre à air ne marque que 197,06: ce qui fait une différence d’environ 5°; cette différence est plus que double, en passant de 200 à 5oo; et enfin elle est de io°, en passant de 100 à 36o°, puisque le thermomètre à air ne marque alors que 55 0.

1G4. L’appareil que MM. Dulong et Petit ont employé pour parvenir à ces résultats est représenté Fig. i56, i5 7 et 1 58 ; il ss compose d’une caisse rectangulaire en cuivre rouge ,de 7 décimètres de longueur, de 1 décimètre de largeur et de 1 décimètre de profondeur, que l’on remplit d’une huile fixe , et que l’on ajuste sur un fourneau propre

à en chauffer également toutes les parties. On en voit la coupe verticale clans la Fig. 157, et leplanou la coupe horizontale dans la Fig. j 58. Le couvercle est percé de plusieurs trous , les uns destinés à recevoir des thermomètres, les autres des liges armées de volans , qui mêlent le liquide par leur rotation , et qui établissent partout l’uniformité de température. L’une des petites faces latérales est percée de deux ouvertures de même grandeur et au même niveau : la première reçoit un thermomètre horizontal bt, et la seconde le tube à air car', qui est aussi horizontal ; ces deux inslrumens sont dans la même couche de niveau , et la houle b du thermomètre correspond au milieu a de la longueur du tube. Avec cet appareil la dilatation de l’air a été observée de deux manières, par la mesure des volumes, et par la mesure des pressions.

1 65. Dilatation de l'air par là mesure des volumes. — Pour suivre ce procédé , on termine le tube à air cac ' par un bec très-fin c\ qui doit sortir de la caisse de cuivre (Fig. et 1 58 ) . Ce tube étant rempli d’air sec, on le laisse ouvert, on le dispose dans l’appareil, on verse l’huile fixe qui doit être chauffée, et l’on élève graduellement la température. Lorsqu’on approche du degré de chaleur que l’on veut atteindre, 011 ferme le fourneau. La température monte encore; elle arrive à un maximum où elle reste stationnaire pendant quelques instans ; et c’est alors que l’on fait les trois opérations d’où dépend le succès de l’expérience: on observe le thermomètre à mercure, on oberve le baromètre, et en même temps on ferme au chalumeau le bec c' du tube ù air. Ensuite , l’appareil étant refroidi , 011 enlève le tube à air, on le porte dans un appartement dont la température est connue , on le retourne verticalement, la pointe en bas, dans une cuvette à mercure , et l’on brise l’extrémité du bec; l’air refroidi n’ayant plus qu’une tension moindre que la pression atmosphérique , le mercure monte jusqu’à une certaine hauteur, que l’on mesure avec beaucoup de

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soin. Après cela on fait trois pesées : r on pèse le tube et tout le mercure qu’il contient ; 2° on pèse le tube sans mercure; 3° on pèse le tube rempli de mercure; de cette dernière pesée, retranchant successivement la première et la deuxième , on a les poids des deux volumes de mercure : le premier égal au volume d’air refroidi , le second égal au volume total du tube , et par conséquent égal au volume d’air chaud qui le remplissait au moment où il a été fermé au chalumeau. En corrigeant ces résultats de la dilatation du verre et de la différence des pressions , l’on arrive enfin au rapport exact qui se trouve entre le volume de l’air chaud et le volume de l’air froid; d’où l’on conclut la dilatation de l’air.

i6G. Dilatation de l’air par la mesure des pressions. — Pour suivre ce second procédé, on prend le tube à air qui est représenté dans la Figure i56;ce tube s’ajuste comme le premier; seulement sa partie recourbée descend verticalement. On chauffe comme la première fois, et lorsqu’on est arrivé au maximum de température, au lieu de fermer l’extrépaité du tube à air , on lui présente une petite capsule de mercure, et on laisse refroidir l’appareil. La tension de l’air diminuant , le mercure monte dans la branche verticale , et l’on mesure avec beaucoup de soin la hauteur à laquelle il s’arrête quand la température du refroidissement est devenue stationnaire ; de cette manière , en faisant la correction convenable , on connaît le volume et la pression de l’air chaud , le volume et la pression de l’air froid , et l’on en déduit la dilatation.

Les résultats de ces deux procédés se confirment l’un par l’autre, car ils s’accordent parfaitement entre eux, et montrent en même temps que la loi de Mariotte s’étend A toutes les températures.

L’hydrogène , qui est de tous les gaz celui qui diffère le plus de l’air atmosphérique , par sa constitution et par la plupart de ses propriétés , a cependant donné les mêmes

résultats, soit pour l’uniformité, soit pour la quantité de sa dilatation.

1 67. M. de Laplace explique ces résultats et les autres propriétés essentielles des gaz dans sa belle théorie des fluides élastiques, qui forme un des derniers livres de la Mécanique céleste.

r* PART., CIIAP. IV. — . DILATATION.

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