ATMOSPHÈRE

L'enveloppe gazeuse qui entoure notre planète, l'atmosphère, est constituée par 79 p. en vol. de nitrogène, et 2i p. en vol. d'oxygène mêlées à de petites quantités variables de vapeur d'eau et d'acide carbonique.

L'épaisseur de l'atmosphère est d'environ 60,000 mètres. En vertu de son poids et de son élasticité, elle a sa densité maximum à la surface de la terre, et son poids spécifique diminue à mesure qu'on s'élève.

De t'oxygène parfaitement sec et pur contracte les mêmes propriétés, si on le fait traverser par une grande quantité d'étincelles électriques ; on observe trèsbien ce fait par Todeur qui se répand autour d'une grande machine électrique en mouvement. Il parait résulter de cela que Tozone est de l'oxygène modifié.

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La pression moyenne, évaluée au niveau de la mer, est égale à une colonne d'eau de à0^,39^ de haut ou à une colonne de mercure de 0",76 (28 pouces), ces colonnes ayant dans toute leur longueur le même diamètre. Si la densité de Tatmosphëre était à toutes les hauteurs la même qu'à la surface de la terre, son épaisseur serait de 8008"" seulement, une lieue environ; à une hauteur de 4355"*, la densité de i'air est moitié moindre qu'au niveau de la mer, c'esl-à-dire qu'un volume d'air y occupe par sa dilatalion un espace double (1).

Le coefficient de dilatation de l'air privé de vapeur d'eau est 0,003665, c'est-à-dire que Tair sec se dilate pour chaque degré de température de 0,003665 de son volume à 0\

iOO parties en volume d'air chauffé de 0*" à 100*" occupent ainsi en se dilatant 136,65 volumes. Si l'on comprime l'air son volume diminue à mesure que la pression augmente ; le volume de l'air est en raison inverse de la pression que ce gaz supporte.

Les gaz permanents à la température ordinaire offrent tous les m^es phénomènes de dilatation et de compre^ibilité.

Sous l'influence simultanée d'un froid de — liO* et d'une pression de 50 atmosphères on n'a pas pu condenser l'air.

Les principes qui constituent l'air atmosphérique ne sont pas combinés chimiquement, mais seulement mélangés. Le rapport de 79 : 21 ne correspond pas à un nombre équivalent simple. Aussi l'eau, au contact de l'air, ne dissout pas ces deux gaz dans ce rapport, mais dans celui de 70 à 30. On a constaté l'invariabilité du rap|K)rt de l'oxygène et du nitrogène qui composent l'air à toutes les hauteurs, à tous les moments de l'année et du jour, et dans toutes les parties du monde. Ce rapport demeure constant malgré l'immense quantité d'oxygène absorbé, parce

(1)1 centimètre cube d*eau pèse à -f i* 1 gramme.

1000 centimètres cubes d'air atmosphérique pèsent à 0^ sous la pression

de On>,76 1,2932 grammes.

1000 C. C. d'oxygène 1,^298 —

1000 C. C. d'hydrogène 0,089578 —

1000 C. C. de nitrogène 1,256167 —

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que ^oxygène enlevé à Tair par la respiration des animaux et la combustion^ qui le transforment en acide carbonique^ est exbaléde nouveau par les végétaux ; en effets les parties vertes des plantes possèdent la propriété^ sous Tinfluence de la lumière^ de s'emparer de l'acide carbonique de l'air et du sol^ d'en fixer le carbone, et d'expirer en échange de l'oxygène.

C'est pourquoi aussi il n'y a pas d'excès d'acide carbonique, malgré la production énorme de ce gaz, quoique ses proportions dans Tair subissent pendant la nuit et le jour, selon la saison de Tannée et les diverses hauteurs, quelques légères variations.

On peut déterminer avec la plus grande précision et par plusieurs moyens la composition de Tair atmosphérique. Les diverses méthodes analytiques (eudiométrie) , employées pour évaluer la proportion d'oxygène et de nitrogène, consistent toutes à enlever l'oxygène à un volume déterminé d'air à l'aide d'un corps facilement oxydable, et à établir par des mesures ou des pesées le poids ou le volume de l'oxygène disparu ou ceux du nitrogène restant. Les corps les plus propres à cet usage sont le fer et le cuivre très-divisés, le phosphore ou l'hydrogène.

Si l'on a recours aux métaux pour cette analyse, on introduit l'un d'eux dans un tube exactement pesé qu^n porte ensuite au rouge, et dans lequel on fait passer lentement un volume exactement déterminé d'air privé de vapeur d'eau et d'acide carbonique. L'augmentation du poids du tube exprime la quantité d'oxygène. Ou peut d'un autre c6té recueillir le nitrogène pour le peser ou le mesurer séparément.

Si l'on veut se servir de l'hydrogène, on introduit sur l'eau ou sur le mercure, dans un tube de verre gradué à cet effet (eudiomètre), un volume d'air rigoureusement mesuré, 100 p., par exemple, avec un volume d'hydrogène dont on connatt également le volume exact; et Ton enflamme le mélange par une étincelle Métrique. Comme i vol. d'oxyg&ie se combine avec 2 vol. d'hydrogène, 1/3 de la quantité du mélange gaseux disparu dans la combustion est de Foxygène. D'après les rapports pris pour l'exemple ci-dessus, on trouve que 63 vol. ont disparu, le tiers de ce nombre est 21 .

On évalue les quantités d'eau et d'acide carbonique en faisant passer des volimies déterminés d'air à travers des tubes pesés et remplis de

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substances qui soustrayent de l'air rigoureusement et séparément chacun de ces deux coips.

On emploie pour la sapeur d'eau le chlorure calcique desséché^ et pour Tadde carbonique Thydrate potassique. La quantité dont s'est aoca'ue leur poids indique le poids de Tapeur d'eau et d'acide carbo> nique contenus dans un volume déterminé d'air.

En moyenne 100 parties en volume d'air atmosf^érique c(Hitiennent :

Nitrogène 78,492

Oxygèaie 20,627

Vapeur d'eau 0,840

Acide carbonique 0,041

Le poids spécifique de l'oitygène étant l,i056, l'air renferme environ 22,8 pour O/ô en poids d'oiyg^e.

De plus l'air contient constamment, mais en très-petite quantité, de l'affimoniaque dont on peut toujours reconnaître la présence dans l'eau de i^uie.

Il peut renfermer pdif hasard des matières provenant d'émanations qui se trahissent, sœt par l'odeur qu'elles exhalent, soit par les propnétés que possèdent certaines d'entre elles, appelées miasmes, d'engendrer des maladies particulières.

Combustîùn et respiratimi dam l'air atmosphérique. — Toute combustion se produisant dans l'air repose sur ce fait que les corps qui brûlent ou les éléments qui les constituent s'unissent à l'oxygène de Vdkt, La chaleur dilate l'»r privé de son oxygène par ce phénomène, et le r^nd par conséquent plus léger ; il s'élève, et un nouveau courant d'air se précipite sur le corps en igniticm, dont il entredent ainsi la combustioû. Dans un espace limité, la plupart des coq» s'éteignent bien avant que tout l'oxygène soit consumé, parce que les produits qui résultent de la combustion, ainsi que le nitn^ène mêlé primitivement à l'air, s'emparent de la chaleur nécessaire pour qu« l'oîydation continue.

Les cnps brillent avec ou sans fiamme; sans ftamme, lorsque le corps qui brûle a^ei^ pas volaUl à la température nécessaire pour sa combustion, comme cela a lieu pour le charbon et le fer, par exemple ; avec

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Oarome^ lorsque ]e corps qui brûle ou les éléments qui le constituent peuvent se gazéfier^ comme cela a lieu pour l'hydrogène et le phosphore. Chaque flamme est donc un gaz en combustion.

Les flammes jouissent ou non de la propriété d'éclairer. Elles ne sont pas éclairantes^ lorsque les produits de la combu^n sont des g&z : par ex. la flamme de l'hydrogène. Elles éclairent^ au contraire^ lorsque le résidu de la combustion est un corps solide^ dont les parcelles rougissent dans la flamme et lui communiquent de l'éclat^ parce que les corps solides portés à la même température que les gaz^ répandent plus de lumière que ces derniers^ comme on le remarque en plaçant de la mousse de platine dans la flamme du phosphore ou de l'hydrogène. Il se passe des phénomènes plus compliqués que les précédents dans lai flamme de rhuile^ du suif et de la cire. Ces corps composés de carbone^ d'hydrogène et d'oiygène^ attirés dans la mêche^ en vertu des lois de capillarité^ subissent d'abord, sous l'influence de la combustion, d'autresphénomènes de décomposition que ceux qui aboutissent à la production d'acide carbonique et d'eau, et qui ne se manifestent qu'en dernier lieu. Les produits gazeux de décomposition sont, chacun de leur côté, décomposés de nouveau par la chaleur, et abandonnent des parcelles solides de charbon qui uniformément répandues dans la flamme y rougissent et la rendent éclairante. Si l'on supprime la combustion sur le bord de la flamme par un refroidissement subit, ces parcelles apparaissent sitms Taspect de suie noire. Lorsque le bois brûle, il donne de la flamme aussi longtemps que la chaleur, dégagée par la combustion des couches extérieures, facilite le développement des gaz inflammables qu'il produit ; quand ce dégagemnt a cessé , le carbone qui reçte brûle encore, présente l'aspect de charbon, mais ne donne plus dé flanune ; les matériaux inorganiques que le bois renferme accessoirement restent en dernier lieu, sous forme de cendres. La fumée et la suie ne sont que les produits dé la combustion incomplète des matières combustibles.

La flamme ne traverse pas les tissus métalliques serrés, parce que la combustion est interrompue par le passage considérable de chaleur à l'état latent, et par le refroidissemeitf du gaz qui en est la conséquence; le gaz qui produit la flamme traverse alors le tissu sans prendre feu. C'est sur ce principe qu'est établie la lampe de sûreté de Davy (Voyez gaz des marais à l'article Carboné).