CHAP. IL — MAXIMUM DE TENSION DES VAPEURS

prendre une force élastique plus grande ; c'est cette limite de reststance à être liquéfiée que Ton appelle la tension maximum ie la vapeur. Cette yérité fondamentale peut être démontrée ËicUement au moyen du baromètre à longue cuvette^ qui est re-> pr^nté (FiG. 1, Pl. 10) : son tube t est très-long et sa cuvette ce' .a plus d'un mètre de profondeur. Après avoir fait bouillir^ dans toute sa longueur, le tube plein de mercure, on achève de le remplir avec une colonne d'éther de deux ou trois centime-' très d'épaisseur, et ensuite on le retourne verticalement pour le jdonger dans la cuvette. L'éther gagne la partie supérieure du tube, ime partie reste à l'état liquide, et l'autre se vaporise dan& le vide de manière à produire une dépression considérable. La colonne ns aura , par exemple , 400 millimètres de hauteur , au Heu de 760 qu'elle prendrait s'il n'y avait pas de vapeur. Cela fait, on enfonce le tube dans la cuvette, pour essayer de réduire i un moindre volume la vapeur qui s'est formée, et l'on observe alors que la colonne de mercure sn conserve la même hauteur, œ qui prouve que la force élastique de la vapeur reste la même ; an Keu de se comprimer comme ferait de l'air elle.se condense ^ c'est-à-dire qu'elle reprend l'état liquide , elle a donc le maximum de force élastique qu'elle puisse prendre à cette température, n en est ainsi de tous les liquides : placés dans le vide ils se vaporisent très-rapidement , jusqu'à ce que la vapeur ait pris son maximum ; on dit aloi*s que l'espace est saturé de vapeurs ; mais s'il a'y avait pas assez de liquide pour saturer l'espacé, tout le liquide disparaîtrait et la vapeur aurait une tension moindre foe le maxinium. C'est ce que l'on peut démontrer par l'expérience suivante : ab (Fig. 1 , Pl, 10 a) est un baromètre ordinaire, cd est un tube qui plonge dans la même cuvette, et qui se termine en haut, soit par un réservoir de métal r, d'environ 1 litre, soit par un ballon de verre, portant en haut urie tubulure pour faire le vide. Quand le vide est fait , aussi complètement fie possible, la différence des niveaux supériem^ indique l'élasticité de l'air restant; alors avec la pipette graduée (Fig. 2), on )S{nre une petite colonne d'éther, d'environ 1 centigramme que Ton va faire passer dans le tube cd\ l'éther gagne visiblement le haot du tube , comme on le voit par l'ébulUtion qui en résulte^ et par la dépression qui se produit ; mais l'on n'aperçoit pas trace de liquide, tout s'est vaporisé. Cependant la dépression baromé-

2BS LIVRE II. — CRALEL'It. — PREBIËRE PAttTIC.

trique fait voir que la tension de la Tapeur est bien loin du maxifflum. Par conséquent , que l'espace est loin d'être saturé. Si le réservoir r peut contenir, pnr exemple, 1 gramme de vapeur, il faudrait répéter 100 fois l'expérience avant qu'on pftt apercevoir du liquide d:ins le tube ; la tension de la vapeur toujours croissante atteindrait à lu fin son maximum, l'espace serait alors Miuré, et tout l'éther que l'on introduirait ensuite, resterait liquide et n'augmenterait , ni la quantité de vapeur ni la déjiression.

Iffl. É^aHllrre de tension dans un espaee lB#(kl«Hrat ekaad. — Il est facile de reconnaître que la température a une grande influence sur la tension maximum des vapeurs, car, en faisant le» expériences précédentes à différents degrés de chaleur, la colonne barométrique éprouve des dépressions très-inégales : par exemple avce l'éther sulfurique la dépression est i peu près de 180 millimètres à 0 de température, tandis qu'elle est de 630 à la température de 30°. Les pliénomèncs qui se produisent sous nos yeux nous fomiiissent d'ailleurs des prenres nombreuses de cette vérité : la vapeur d'eau n'a tpi'une faible tension lorsqu'elle se forme à la surface des lacs ou à la surface de la mer; elle a une tension plus forte lorsqu'elle se forme par ^ullition, puisqu'elle supporte alors la pression de l'aln»* sphère; enfin, à de hautes températures, cette tension devient B puissante qu'elle peut non-seulement lancer des projectiles éa plus gros calibre, mais encore lancer au loin des machines entières et des niasses énormes du poids de plusieurs quintaux : les

CBAP. n. ^ ËQUIUBRE D£ TENSION DES VAPEURS. f83

IKaprès cela on peat se demander quelle serait la tension ■rimimi de la vapeur dans un espace de forme quelconque, ont les dÎTefses parties seraient à des températures différentes, a supposant que cet espace n'ait pas une grande hauteur ver-* nie et que la vapeur soit, comme il arrive toujours , d*une faib àeaâiéf îl but, par les conditions d'équilibre des fluides astiques, que la tension soit la même dans tous les points où il a de la vapeur, et comme, dans les points les plus froids, la Moa maximum ne peut jamais être aussi grande que dans les nnts les plus chauds , il faut bien que , dans ces derniers , la ■sioB cesse d*être au maximum, et qu'elle diminue jusqu'à nrcBÎr égale à la tension maximum des points les plus froids. 'mày dans un espace inégalement chaud, quand l'équilibre est aUi , ht tension de la vapeur est la même dans tous les points, l partout elle est égale à la tension roaximtnn des parties de et eipace qui sont à la température la plus basse. Ce principe t rendu sennble au moyen de Tappareil abc (Fie. 12, L. 10) : la boule a étant à moitié pleuie d*éther, on fait bouillir (liquide, puis Ton retourne l'appareil rapidement dans une de mercure. On forme ainsi un baromètre dont la déion est correspondante à la tension maximum de Téther la température de Tair ambiant; or, si Ton refroidit la Bvie, en la plongeant dans de la glace pilée, le baromètre NHite rapidement, et il s'arrête quand la dépression marque la tension maximum de Téther pour la tempéra- 0. La portion verticale du tube contient de la vapeur non efroidie, mais il en contient moins ; pour se mettre en équilibre le s'est précipitée et condensée dans la boule.

Cette vérité importante se montre encore au moyen de Tappatil qui est représenté (FiG. 18, Pl. 10 a) : a et b sont deux omues soudées en c; la tubulure d porte un tube effilé que on a fermé à la lampe pendant rébuUition de l'eau contenue lans Tappareil, cette ébullition ayant été prolongée assez longnapa pour chasser Tair. Après le refroidissement on fait passer dut le liquide dans la cornue a , que l'on plonge dans un bain aabtenu, par exemple, à 50 ou 60°, tandis que la cornue b est longée dans un bain à 0. Il se fait alors une véritable distillakm : la vapeur se précipite àe a en b par son excès de tenon, et récpdlibre n'est étabU que quand la totalité du liquide

s^est réunie par condensation dans la cornue 6, et que la force élastique est partout égale au maximum correspondant au lieu le plus froid. Le même phénomène se produirait encore si Ton avait laissé Tair dans l'appareil, mais il serait incomparablement plus lent.

152. Mesure de la forée élastique de la Tapcsr d*eaa« — On mesure la tension de la vapeur d'eau, entre 0 et 106^ audessous de 0 et au-dessus de 100^, jusqu^aux plus hautes températures. Chacune de ces déterminations exige un appareil différent.

Enir^ • ei «••*. — L'appareil se compose de deux tubes barométriques placés trt's-prc's Tun de l'autre et plongeant dans la même cuvette (Fig. 13, Pl. 10). Le premier de ces tubes est un baromètre parfait ; le deuxième est un baromètre à vapeur, c'est-à-dire un baromètre au-dessus duquel on a fait passer une colonne d'eau qui s'est en partie vaporisée dans le vide. Ces deux tubes sont plongés dans un vase de verre assez profond, au moyen de la tige de fer f\ l'eau du vase est portée à diverses températures ; sa température est aussi celle du baromètre parfait 5 celle du baromètre à vapeur , et celle de la vapeur ellemême qui se forme à son sommet : on l'observe avec un thermomètre convenablement disposé. Pour avoir la force élastiqae de cette vapeur correspondante à chaque degré, il suffit alon d'observer la dépression du baromètre à vapeur par rapport aa baromètre parfait, et l'on y parvient aisément au moyen d'une échelle divisée de métal que l'on dispose entre les deux tubes. Ici les indications du cathétomètre seraient inexactes, à cause de la réfraction inégale que les rayons éprouvent en traversant rcnveloppe de verre. Cette dépression, réduite à 0 , exprime It véritable tension de la vapeur. Tel est le procédé très-simple qui fut imaginé par Dalton de Manchester, en 1805, pour étudier les vapeurs , et qui lui servit à établir enfin la vraie théorie de leur formation et de leur élasticité.

A9^ae—M9 ae; — La glace elle-même se vaporise comne Teau; et Ton voit dans les figures 8, 9, un appareil propre à «létermincr la force élastique de la vapeur qu'elle donne à dî* vei-ses températures au-dessous de 0. Cet appareil est analogue au précédent (Fig. 7, Pl. 10), seulement les deux baromètres à vapeur d'eau et d'alcool sont recourbés pour plonger par leur

SS6 UVBE II. — CHALEUR. — PREHIËRE PARTIE,

forte chaudière en tôle c (Fig. 17 , Pl. 10) conieoant eoTiron 80 Utres. Dans sa portion cylindrique qui est ]a pluB faible , elle a 13 millimètres d'épais&eur. La même figure représente le foui^ neau /*, la grille g, et le ciiyau t par lequel &'édu{^ la fumée.

Mesure des températures. — Deux canons de fii»! e et r, scellés au couTerclc, ouverts en liaut, fermés en bas et pleins de mercure serves à îndîcjiier les températures de l'eau et de la Tapeur. Dans le mercure qu'ils contiennent sont établis en permanence des thermomètres dont les tiges, recourbées hoiixontolement au sortir des canons, sont maintenues à une température constante au moyen d*un courant d'eau. Cette disposition x voit plus en grand dans la figure M (Pl. 10).

Mesure des tensions. — La vapeur formée au-deesus de l'eau, à une température connue, s'élève par le petit tube vertical et', pour venir exercer sa pression eu u, au sommet de la ooloone d'eau qui l'emplit le tube incliné udh et toute la partie supérieure du vase manométriqiie f i''. Cette pression se transmet sur la suface ss" du mercure, et ciifm à l'aii' du manomètre mm', qui est ; le même que nous avons décrit précédemment (Fie. 8, Pl. 5). i Comme on connaît la pression correspondante à une posiliM j donnée du sonunet de la colonne de mercure dans te maw^ t mètre, on en déduit la force élastique de la vapeur. Il ; a soi- « lement deux corrections à faire : l'une relative à la hauteur va^ , ticale de la colonne d'eau, depuis son sommet u jusqu'à sa bai* 4 ss' ; et l'autre relative à la hauteur variable du mercure dans U ^ vase tv'. C'est pour faire ces coiTections avec exactitude que l'oi

. n. — FOtCE ÉLASTIQUE DE LA VAPEUR D*EAU. 287

Cvne centaine d*atmosphères. H est représenté (Fig. 3 , a est le yase à Tapeur contenant trois quarts de litre \ il se tennine inférieurement par un tube ayant enotimètre de diamètre extérieur, destiné à transmettre ^V manomètre. En e^ il s*adapte par une garniture in tube recourbé yi, qui vient lui-même s'adapter de lisière siu vase manométriquç i^. Celui-ci porte en outre s tubulures, Tune k , qui peut k volonté recevoir un f j^ air libre ou se fermer par un boucbon; l'autre m, If nanomètre à air comprimé| dont le tube descend md di^ va^. Le manomètre à air libre s'emploie sur<* r^pCer, au besoin, dans les deux ou trois premières ^ les indications du manomètre à air comprimé, me Ton mesure les pressions. Voici maintenant cornsont produites par la vapeur, et comment l'on déter» notipératures correspondantes.

Uj où se trouve le liquide à vaporiser, est soudé en b (ua Tase plus large de, contenant un bain d'huile que jhaude et dont la température est entretenue ou portée j^ les lampes p dont on règle l'action. Un agitateur n cesse le liquide des tliermomètres h et donne la re^ qui est précisément celle du liquide contenu dans et celle de la vapeur qu'il produit. Une enveloppe iipilice empêche le refroidissement et soutient ellease de qui repose sur un rebord r du fond. La vapeur, nant au sommet du vase a, presse le liquide qui isous, et cette pression, transmise par les tubes, vient sur la surface du mercure, et fait monter le mano-

t essayé diverses formules pour exprimer la force élasrmum de la vapeur d'eau en fonction de la tempéra- , Arago et Dulong se sont arrêtés à la suivante :