Liquéfaction des gaz. — Par refroidis

sement ou par compression, ou mieux, en combinant ces deux modes opératoires, on a pu faire passer à l’état liquide tous les gaz connus. Jusqu’à ces dernières années (1877), sept gaz restaient à Fig. 3.

liquéfier; on les désignait sous le nom de gaz permanents : oxygène, hydrogène, azote, bioxyde d’azote, acétylène, oxyde de carbone, hydrogène protocarboné. Les expériences de MM. Cailletet et R. Pictet ont fait disparaître ces exceptions1.

1 1 . Transformations moléculaires produites par la chaleur et les actions mécaniques. — La chaleur produit également des transformations d’un autre ordre. Ainsi le phosphore, chauffé pendant plusieurs jours à une température comprise entre 230° et 250°, passe de l’état liquide à l’état d’une masse solide rouge, très différente au premier abord du phosphore ordinaire, surtout au point de vue de sa combustibilité. On sait, en effet, que le phosphore ordinaire est le type du cbrps facilement inflammable ; le phosphore rouge ne l’est que difficilement, mais en brûlant, les deux espèces de phosphore donnent le même produit de combustion. Le soufre présente des phénomènes analogues.

Un abaissement de température peut aussi changer la structure intime des corps solides ; c’est ainsi que des ressorts d’acier trempé, très élastiques à la température ordinaire, perdaient cette propriété et devenaient extrêmement cassants pour de faibles déformations, lorsqu’on

1 Nous donnerons, dans une note à la fin de ce volume, quelques détails sur les procédés de liquéfaction actuellement employés. Nous reporterons également à la fin du volume la détermination des densités gazeuses et l’étude des variations qu’ elles subissent avec la température.

NOTIONS PRÉLIMINAIRES

essayait de les faire fonctionner à la base température produite par l’évaporation de l’ammoniaque dans les machines Carré. Plus récemment, Fritzche a fait connaître une transformation de l’étain, fréquemment éprouvée par ce métal lorsqu’il est soumis au froid rigoureux des hivers de la Russie, mais qui n’était pas connue des savants. Un bloc d’étain de Banca devient cristallin dans toute sa masse et prend un aspect basaltique, par suite du travail moléculaire qui accompagne ce changement ; il se forme, au milieu de la masse métallique, des cavités assez considérables, dont quelques-unes mesurent un volume de plus de 100 centimètres cubes.

Les chocs modifient profondément la cohésion; on en trouve un exemgle remarquable dans les changements de structure et de ténacité éprouvés par le fer soumis à des ébranlements réitérés. Les essieux des voitures récemment forgés offrent, quand on les brise immédiatement, une cassure lamellaire ; ils présentent au contraire une cassure grenue , semblable à celle que présente le sucre, quand ils ont servi pendant longtemps : ce changement dans la texture du fer correspond à une diminution considérable dans la ténacité et dans sa résistance à la rupture; aussi l’essieu qui sert depuis longtemps peut-il se rompre sous un effort bien plus petit que celui qu’il pouvait supporter à l’origine. C’est pour cette raison que les ponts suspendus, en fils de fer, perdent de leur solidité avec le temps, sous l’influence des mouvements oscillatoires du tablier qu’ils supportent.

\ 2. Dissolution. Sursaturation. — Beaucoup de corps mis en présence de liquides convenables s’y dissolvent comme le sucre se dissout dans l’eau ; les molécules du solide se trouvent alors également réparties dans toute la masse du liquide. Le corps solide éprouve ainsi une véritable fusion ou un changement d’état qui n’altère pas sa substance, car il est généralement facile de le retirer du liquide avec tous ses caractères primitifs. Un litre d’eau ou d’un autre liquide ne peut, à une température donnée, dissoudre qu’un poids déterminé d’une substance soluble en excès, quel que soit le temps du contact; le liquide est alors saturé. En général la solubilité croît avec la température.

Si le dissolvant s’évapore, si la température s’abaisse, la solution saturée laisse déposer le corps solide qu’elle contenait. Cependant il peut se faire qu’il ne se dépose aucune parcelle de la ma'tière solide : la solution est dite sursaturée. Elle est dans un état d’équilibre instable, la sursaturation pourra cesser sous l’influence d’actions mécaniques, et dans tous les cas, comme pour la surfusion, par l’introduction au sein

du liquide d’une parcelle de la substance solide. Nous reviendrons sur ce sujet, avec plus de détails, à propos des sels.

13. Dissolution des gax. — Les gaz se dissolvent dans les liquides, et le poids de gaz dissous par l’unité de volume d’un liquide dépend de la nature du liquide, de la nature du gaz et de la température.

lre Loi. — Le poids de gaz dissous , à une température donnée , par l'unité de volume d'un liquide , est proportionnel à la pression que ce gaz exerce à la surface du liquide après la dissolution.

Entre le poids p de gaz dissous par l’unité de volume d’un liquide, le volume V du gaz à 0°, la pression H après la dissolution, la densité d, et le poids a de l’unité de volume d’air, on a la relation :

Le poids étant proportionnel à la pression,