TOME I

tie» sopMears , presque vides ^ pcuTcnt penaettre la dt< JaUtioD dafoétalfloviois à l'action du ealoriqn.e.

K l'oB ne pent pa» se procurer un tube cytindriqae , «1 chQwraeehd qui approcbsnk ie pbis de cette forme , «t OB le partagera en ÂvMobs d'égale capacité , d'après la laétliJâe de M. Gay-Lussac. { Voyez tes ourrages de physitpieO

Graduation du therm<miètns. Onentonredeglaceffmàute U bouleet là partie dutuEie gni contient le mercwe ; on marque le point où celTÛ-ci s'arrête ; au bout de quelques minutes , on retire l'appareil de la glace^ et mi le plonge dans la Tapeur de l'eau distillée bouillante. Pour cela f on fait chauffer un peu d'eau dans un vase méiaMifue pliui long que le Ihermomètre , mmrî d'un couTercle percéde deux trous, dont l'nn donne Issue àla vapeur de ' l'eau j et l'autre sert à laisser passer la partie supérieure da tube, de mamère que la partie à laqueUe on soupçonne lapt^nt d'ébullitioB;, soit juste en vue. Le mercure, enveloppé de vapeuns aqueuses, s'élève graduellement daus le tabe, et lorsqu'il de<viem stationnaire, on marque la place où !Q s'arrête. U knporte beaucoup que la hauteur du ba~ xomètre qai indique la presson de l'atrao^bère stHt de

DU THERMOMÉTAE A lltERCURE. 67

mmàe^ doivent être comparables entre eux^ puisqae la glace fond partout à la mêmetempëratiire ^ et que4*eau fDtre toujotirs en ébiillition au même degré^ si toutefi^ la pression deFatmèsplière est comme nous Tayons indiquée.

Les poiilts fixes du thermomètre de Farenhdt sont , fane part^ Veau bouillante , et de l'autre le frdd produit par un mélange de sel marin et de neige. Le nombre de degrés compris entre ces deux points est de deux cent ^Mnoe : 9"* ùd ce thermomètre équivalut a 5"* du thenno^ mètre centigrade et à 4"" de celui de Deluc dit de Réaurmur. Enfin y le o"" corre^ond au point donné par le froid artificiel ^ et le 3 a"" au o"" du thermomètre centigrade.

Le thermomètre de DeMe est aussi â mercure ; mais i n'y a qu'un point fixe , celui de la chaleur de l'eau komllânte^ désigné par le o"" : au-dessous de ce point l'on ebserye cent cinquante divisions qui sont les degrés ; le iSo"" répond au o"" du thermomètre centigrade; ^"",5 de ce lliennoBLètre équivalent à 5"" du thermomètre centigrade^

^ â 4* ^ ^^^^ ^ Deluc.

Les thermomètres à mercure ne sont pas les seuls eflhployés ; on est quelquefois obligé de iaise usage de l'alcool (eqprit-de-yin)^ par exemple lorsque la température que Vosk cherche à connaître est bien au-dessous de zéro ; car alors le mercure tend à se soUdifier^ tandis que l'esprit-deyin concentré ne se gèle pas y même lorsqu'on l'expose à Faction de mélangesfrigorifiquestrèsintenses. En général^ ces deux sortes d'instruments ne s'emploient que pour les lonpératures moyennes : trop peu sensibles à l'action des petites quantités de calorique , ils ne peuvent rien indiqaer lorsque la température est peu élevée y tandis qu'ils seraient brisés et leurs Uquides vaporisés si on les mettait en contact avec des corps dont la température fût très élevée.

Pyromètres. Instruments solides propres à faire connaître les températures les plus élevées. Celui de Wedgwood est fondé sur la propriété qu'a l'argile de se

es t>ltEHI^ PAStlË.

contracter par l'action de la chaleur , i " parce qu'elle se dessèche j a" parce que les éléments qui la composent se combinent plus intimement. Le o" de ce pyromèue correspond , d'après Wedçwood , à 598° du thermomètre centigrade f et cliacim de ses degrés en représente soixantedoiue du thermomètre centigrade. Cet instrument est ' tellement défeaneux , que nous ne croyons pas devoir le ' décrire : en effet , M. Hall a prouvé que l'arple se contractait autant lorsqu'on la chauffait pendant long-tem^ jusqu'au rouge-cerise , que lorsqu'elle était soumise pendant un temps beaucoup plus coiurt à l'action d'une température plus élevée, par exemple au rouge-blanc.

On ne connaît pas de corps plus propres à mesiu'er les hautes températures des fourneaux que les métaux. On peut voir, dans l'ouvrage de phyàque de M. Biot, une description détaillée du pyromètre métallique de Lavoiâer et de M. Laplace ( tome 1 ) : nous nous bornerons à faire connaître celui de Daniel qui partdt être le plus commode: il con^e en un cylindre de^platine étendu sur un lit de pâte de graphite, contre lequel une de ses extrémités s'appuie , tandis que l'autre , quand le cylindre vient à s'^onger par la chaleur, met en mouvement une aiguille dont la

DU THERMOMÈTKK A Alll. 69

lemble les deux tubes à la flamme d*un chalumeau ^ et on les recourbe de manière à leur faire prendre la forme de la lettre U{ Voyez pi. 6 , fig. 45 ). La distance d'une boule à l'autre est d'environ «j à 4 pouces ; le tube plus court DCy auquel on fixe Téchelle , doit avoir un diamètre intérieur bien égal et d'un quinzième y même d'un seizième de pouce ; l'autre tube EF n'a pas besoin d'être aussi régulier , mais il doit être plus large : leur hauteur peut cire de trois à six pouces. La boule B prend le nom de houle focale , E correspond au niveau du liquide dans la boule B , et il/ le représente dans le tube DC.

Graduation de ce thermomètre. Les deux boules étant à la même températiu-e , on note le point où s'arrête le fiqmde dans le tube Z>C7 : ce point est le o"* ; on entoure de ^ce fondante la boule D ; on place Tinstrument dans tme d&ambre à i o" ^ ou à tout autre degré; on sépare l'une fteYantre les deux boules au moyen d'un écran : alors la ioiifc B se trouve à i o** ; l'air qu'elle renferme , plus dîlale qae celui de la boule D ^ pousse le liquide en avant ^ et le fait élever dans la branche Z>C jusqu'à une certaine lumtenr que l'on note. L'intervalle compris entre ce point elleo** est divisé en cent parties égales. Si l'on voulait avoir des degrés au-dessous de o°, on ferait une opération inverse y en entourant la boule B de glace et en chauffant la boule D. Dix degrés de ce thermomètre correspondent à m. degré du thermomètre centigrade. En se servant de cet instrument y on doit avoir présent à l'esprit que le liquide cotoré montera d'autant plus dans la branche DC y qae l'air de la boule B sera plus échauffé par rapport à celui qae contient Tautre boule : ce thermomètre indique donc la différence de température des deux espaces occupés par les boules BD : c'est ce qui lui a valu le nom de thet^ momètre différentiel : il sert à mesurer les températures très basses.

Rumfort inventa y apij un instrument au-

quel il donna le nom^ est autre chose

Jflt PREM^KB PAItTlK-

<gt(i;lei thamiomètre diOerentiel construit suc ds plu» inudw propor^one , et dans leipiel l'alcool ( e^it-dfrrljda,).ieii]pUce l'adde sulfurique.

£oQn , M. Gay Lussac a fait connaitre un thermomètra 4 (fir, dûtioé à la mesore de très basses températures, et ^gntl'wdej; est une. coloune de mercure d'environ deia centimètres de longueur. {F^oye» Aim. de Fhys. et do gWïo.idée. i83a).

£>0 la D.Uataiiofi des corps par le cedorique.

'^OMS avons pFouvé que les corps sont presque tous ^^és par le calorique : esaminon» maintenant si la dilatation e^t la même pour les corps solides, liquides ou g»* jfiHXyf soumis aux mêmes teaupératores.

^ IfA dilatation des coi-ps soliàas estpeu marquée, et di& tèrçàpeuprèsdanscbacund'eu;!: ainsileferetlechATr ttOO f cbaufiés au même degré f se dilatent inégalement. On avait cru pendant long-tempa que la di^tation, const- 4^ée isolément dans un corps solide , était seneiblement proporUoBDelle à la température; m£Ùs il résulte des erp&ciciices de M. Puions et PeLit , que cette assertion est er-

DE li^ DILi.Ti.T10K. 71

les expose dans ua vase ecHUenant deTeau cbaade : on m tarde pas à observer que la dilatation prouvée par ces nbstances est inégale. Comme les solides j les corpi li* fddes ne se dilatent pas d'une manière nnifemne , siuw lont lorsqu'ils approchent du point de l'ébullition ou de oeini de la congéladon : ainsi^ par exemple, l'eau se dilatera moins eu passant de lo"* à %à^ que lorsqu'elle montera de «jo* à 80**.

Le mercure, qui avait été regarde comme le seulliipddtf faisant exception à cette loi, est absolument dans le mêam cas^ du moins entre la température de 36^ au-dessous de la glace fondante et celle de l'eau bouillante.

Toutefois , si la dilatation de ce métal pris isolément , a'est pas en rapport avec raccrcHssement de tempëratuftiS, die le devient lorsqu'il est renfenné dans un tube de verre, c'est qu'alors la dilatation du verre et celle du mercure se comhiDcnt, et* il en résulte line compensation exacte. On OQDçoît donc que lesihennomètres faits avec ce métal dofr' fent être propres à donner la mesure exacte des tempéra»mres entve les degrés qae nous venons d^indiqaer • ' :

DiUaation des gaz.' llvésoitd des expériences faites par HM. Gay-Lussac et Dalton , que tous les gaz se dilatmi; également: ainsi l'airaitmosphériqneetlaTapeur de réther> diawffifet à xm même àifgséy pe dilateront d'une quantité ^ale. Indépendannnent de cettepropi;!^ commune, quft ne paMtagfm ni les sQlides ni lès liquides , Us en possèdent ane autre ^ n\ippaittenlpas non plus auij^ oerps des au^ très cl«0ses, savoir 4fàe')a;dilatatfmi de chacun d'è^ estlk mémepcÂH- diaqne degré. L'espâri^snce promue > ^ eWêt, qu'aune partie d'ungaz qotlcenqae^ q^miBé depids ledi^pé de glace fondante jusqif a celui de l^ébalUdon de l'eafi v^ dilate deo,375 de son voludié. Suivalit M* 6ay^Lusieui>, cette uniformité de dih^tation n'auri^ Ueu ^u'èntns' b^ <t 100^ ; mais elle existe à' des tettpératnre» beauconp pta« élevées, diaprés le» expétiences de M. iDuliç^ng-et Betin. Nous tii'eroiis parti de ces dcmnées, qneiioasQewtGaBtcn^

^4 PAEIUÈRE PIATIS.

Ijeu. On a expliqué cepbéoomène en difiaut que les molécules de ces corps à l'état solide sout disposées entre elles de njanière à occi^er un plus grand e£^)ace <pie lorsqu'elles sout liquides.

La âiEâon des divers corps solides s'opère à des températures difierentes : on a appelé trèsfitsibles ceux que la plus légère chaleur suffit pour foudre , et ou a donné le qom d'ù^itsiàies à ceux dont la fuàon ne peut s'obtenir ^ns le meilleur feu de nos forges; mais il est évident qu'U n'existe point de corps infusibtes : ceux qui ont été regardés comme tels, fondent facilement si on les soumet à un degré de chaleur supérieur à celui de nos forges , comme on peut s'en assurer eu employant le chalumeau de Hare, ou celui de Brook. ( F'. Bydi-ogène.)

De la Transformation des liquides en gaz.

Nous avons dit que les molécules d'un très grand nombre de corps pouvaient être assez éloignées par le calorique, pôiu- passer à l'état aériforme ou de gaz. On appelle gaz permanent celui qui ne change point d'état , lors même qu'il est soumis à un refroidissement et à une

mS VAPBVE$. 7&

cr^f cwf ^cif çxjxMer leurs propriétés avwt d'examiner \§s pbéwwÀW$ de }ear (ormatiQu.

Des Propriétés des vapeurs.

Jt. Les Tapeurs parfaitement formées sont^ pour la phtpart^ iavisibles ^, On peut se servir^ pour prouver ce fait^ de la vapeur de Teau , qui se trouve constamment dans Pair. Il ne restera aucun doute sur son invidbilité^ A nous démontrons qu'elle existe dansl'atmosphère lorsque celled n'offire aucun nuage y et que l'air est invisible et par-* faitement transparent **. Expériences, i* Que l'on fasse un mélange de sel commun et de neige ou de glace pilée ; qu'on l-'expose à l'air dans une terrine j bientôt la surface

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usage par Davy, pour condenser quelques-uns de ces gaz^ consiste à les placer àFane des extrémités d'un tube recourbé, fermé hcrmëtiquemen et à les isoler par un peu de mercure^ du reste du tube oit se trouvera de l'éther , de l'alcool ou de l'eau^ qu'on échauffera ensuite; la pression exercée par la vapeur 4'^ther a élé nssesforte pour faire passera l'état liquide les gizaiçideçyanl^ydrigue et sulfureux. Les liquides obtenus par la cpa^ai^i^tion des ga^ peuvent être employés comme agents mécaniques, attendu que la force élastique de leurs vapeurs augmente ou diminue rapidement par de légers changements de température. ( Foy. aux articles Chlore et Acides sulfureux j les procédés employés par MM. Faraday et Bussy. )

* Nous disons pour la plupart , car la vapeur de l'iode est violette; la vapeur nitreuse et celle du brome sont jauneorangées.

** Rigoureusement parlant, on ne peut pas dire que l'air soîl invisible , car il est bleu ; nuis cette couleur n*est| sensible que lorsqu'il est en masse ^ comme, par exemple^ dans ce que l'on appelle ciel. U est même probable que l'air qui se trouve dans une chambre nous paraîtrait bleu , si la lumière réfléchie par les autres corps ne nous empêchait pas de voir sa couleur, qui est excessivement faible*

externe de celle-ci se recouvrira d'ane couche blanclifl qui n'est autre cbose que la vapeur aqueuse de l'air soli- <Ufiée : en effets le mélange dont nous parlons a la faculté de produire un refroidissement de plusieurs degrés audessous de zéro, et, par conséquent d'enlever du calorique à tous les corps environnants , parmi lesquels se trouve la vapeur contenue dans l'air . Ce fait nous permet d'expliquer un phénomène connu , savoir que les caves fàment en Idver : la température de ces lieux est constamment de 1 0° H- o' : en hiver , l'air de la cave , plus chaud et plus dilaté que celui de l'atmosphère , cherche à en sortir, et se trouve en contact avec de l'air froid; celui-ci absorbe du calorique à la vapeur qu'il contient , la condense et la fait paraître sous la forme d'un nuage ou de ftimée. a" Lorsqu'on expose à l'air parfaitement, transparent des substances sèches et avides d'eau, elles né tardent pas à s'hiunecter et à se dissoudre : la pierre à cautère (potasse), le chloriu-e de calcium (muriate de chaux ) , la terre foliée de tartre (acétate de potasse), sont dans ce cas.

B. La vapeur occupe un espace beaucoup plus grand que celui du liquide qiii a servi à la former : ainsi ,

DES VAPEUKS* 5 7

forme lorsque Ton fait bouillir un peu d*eau dans un grand yase.

D. La vapeur jouit d'une force expansive extraordinaire^ connue sous le nom de tension. Yauban a trouvé^ par des expériences qui demanderaient à être répétées^ que i4o livres d'eau en vapeur produisent une explosion capable de faire sauter une masse de 77^000 livres ; tandis que i4o livres de poudre ne produisent le même effet que sur une masse de 3o^ooo liv. La tension ou la pression de la vapeur varie suivant les températures. D'après M. Dalton, celle de Teau^ à zéro therm. centigr.^ n*est que de o,oo5o8 mètre ^ tandis qu'à So"" elle est de 0^08073 mètre.

E. La vapeur contient une très grande quantité de ca^ lorique latent. MM. Clément et Désormes ont fait voir cpi'un kil. de vapeur d'eau à loo**, mis en contact avec 5 kil. 66 d'eau à o", élève la température des 6 kil. , 66 résultants à 100®, pourvu qu'il n'y ait point de perte.

M. Despretz a déterminé les quantités de chaleur que prennent les divers liquides pour se constituer à Tétat de vapeur, et il est arrivé à cette conséquence, que les chaleurs latentes des vapeurs sont sensiblement en raison inverse de leurs densités ( ^/^7^. de Phjs. etdeCh.j nov. 1823).

jP. La vapeur peut aussi passer à l'état liquide par la compression. Supposons qu'un espace rempli de vapeur soit diminué de moitié , la moitié de la vapeur se condensera ; si l'espace est réduit au tiers , les deux tiers de la vapeur seront condensés ; enfin , si la compression a lieu dans le vide , et qu'elle soit assez forte , la condensation sera totale.

G. Il n'en est pas de même lorsque la vapeur est mêlée à l'air ; quelque grande que soit alors la force comprimante, la vapeur n'est jamais condensée en entier.

f 8 PREM^MS t>AATIE.

De laformalion des vapeurs dans le vide.

% rtm ^ce un liquide daiis un «epace TÎde, par cftHttpte j i&os le récipient de la tnachlne pneùmaUqud % B M Ktnoe ausdtdt tine certaine quantité de vapeur, qilieUe 4tte sc4t la températtire de m Ufpiide. Ma quantité de topenf produite est d'autant plus grande , i* que l'espace d&HB lequel elle k forme est plus ccMisiderable ; 3" que la température du Uquide m. plus élevée : ain^ de l'eau à it>' -f- o fournira dans un espace E, moitié moine de vapeur que dans tm espace double a E, pourvu que la température soitla même. D'xm autre côtéj de l'eauà ia° fournira plus de vapeur que celle qui n'est qu'à 10°, à tôutefc^ l'espace dans lequel elle se forme ne varie pas. Kous devons encore jouter 'que la quantité de vapeur Jnroduite'j euginente dans un plus grand rapport que la tempâ'âtuft : abiri il s' en formera davïmtage de 1 0° Â so", 'qu'il ne fe'en prodmt de 0° à i o' .

La nature de» liqiûdes influe ausri sur la quantité de vapeur formée: l'acide sulfitfique, l'éther et l'eaiï, par exemple , placés dans un e^ace de même grandeur et ;i la

jtas dense ^ qae le liquide entrait phis difficilement en âmUitian ; niai0 cette k>i^ qni est vraie poor on grand sombre de liquides , se trouve en défaut lorsqu'on Tap-^ |fique au carbure de soufre ^ liquide moins volatil que Ffûier, et cependant dont la vapeur est plus légère.

Goimnent se fait-il queFean à lo''^ placée dans le vide^ tane de la vapeur qui^ comme nous Favons dit^ renfemie une très grande quantité de calorique ? Qud est le (xnrps qni fournit ce calorique ? L'ean elle-même. Suppo* WttSy ponr concevoir ce phénomène , que Fôn emploie 100 grains d^eau à lo*"^ et qu'il y en ait 20 grains de va-poiisés y les 80 autres ont fourni le calorique nécessaire pour former la vapeur, en sorte , qu'au bout d'un certain temps ^ Icnr températiu'e se trouvera à 6** on à 4*^ et même à im degré inférieur.

M. LesBe a fait une application fort intéressante de ces données. Expérience. On place sous le récipient de la nacliine pneumatique deux capsules éloignées Tune -de fanfre; la première contient de Keau, l'autre renferme de Fadde sidfiurfque concentré, qui a beaucoup d'affinité pour ce liquide ; on fait le vide : une partie de l'eau s'évapore, occupe l'espace auparavant vide, mais ne tarde pas à être absorbé par l'acrde ; le récipient se trouve vide de nouveau ; Févaporation et Fabsorplion recommencent jusqu'à ce que Feau de la capsule ait fourni assez de calorique à celle qui s'est vaporisée pour passer à Fétat solide. Dans cette expérience , Fadde sulfurique s'échauffe et s'afiaiblit.

M. Leslîe a également prouvé que le basalte porphyriqae en décomposition , agît de la même manière que Tacide sulfurique : lorsque ce corps a été bien desséché, il absorbe la cinquantième partie de son poids d^humîffité, sans que son pouvoir absorbant ait été affaibli de moitié , et la vingt-cinquième partie avant qu'il soit réduit au quart ; il n'est saturé que lorsqu'il a absorbé près du cinquième de son poids d'eau. Suivant M. Leslie , le ba-

dd PHEHIÈIŒ PAB.TIE.

salte dont nouE parlons, et même la terre des jardins bien desséchée et léduite en poudre, [peuvent faire congeler plus du ôxième de leiu: poids d'eau , pourvu qu'on les fasse a^ par une grande surface. Il est à remarquer que les poudres qui ont dqà servi , acquièrent , par la dessic- , cation , ta propriété de congeler une nouvelle quantité de liquide. Ces résultats pourront fournir des applications , utiles pour les arts. ^

M. Conûgliachi, professeur de Pavie^ est parvenu de- . puis à congeler de l'eau dont il avait imbibé une éponge ,. en faisant le vide et sans ajouter d'acide sulfurique : la température de l'air extérieur était à 1 8' therm. centigr.; elle était sons le récipient , à 3° — o. Il a remarqué que cette congélation était précédée d'un abaissement du thermomètre de quelques degrés au-dessous de zéro; mais que, lorsqu'elle commençait j le mercure montait à zéro, point auquel il restait pendant tout l'acte de la congélation. M. PoQtus a reconnu aussi, que quelques instants avant la congélation, une étincelle bien visible en plein jour, s'échappe du petit tube qui termine l'ampoule dans laquelle était contenue l'eau sur laquelle il expérimentait.

DES VAPEURS. 8l

sq>arës riin de Tautre par un petit espace. Après avoir fait Je vide dans le ballon^ on ouvre le robinet C ; on introduit de Teau dans Fespace compris entre les deux robinets; on ferme le robinet C, et on ouvre le robinet D ; reau tombe dans le ballon : or , comme celui-ci est vide , une pordon du liquide se vaporise , presse la surface du mercure E , qui était presque au niveau de celle que contenait la branche F y et celui-ci monte : on note avec soin le degré auqpcl il parvient. On répète la même expérience après avoi^ rempli le ballon d^air parfaitement sec ou d'un autre gaz qui soit sans action sur Feau , et l'on voit que l'élévation du mercure dans la branche F ^ déterminée par la vapeur qui s'est formée^ est la même que dans le cas où le ballon était vide , si toutefois on y ajoute celle que produit l'air dtmt le ballon est rempli.

La quantité de vapeur formée dans l'air dépend donc également de l'espace ^ de la température et de la nature du liqiiide . Il n^y a d'autre différence entre ce mode de formation et celui qui a lieu dans le vide ^ si ce n'est que dans celui-ci la vaporisation est plus prompte; d'où il suit que la pression de Tair ou de tout autre gaz, n'exerce aucune action sur la vapeur qu'il peut contenir.

On peut, à l'aide del'expérience rapportée à lapage 80, déterminer la tension des vapeurs; mais on y parvient plus bdlement par le procédé suivant : on introduit du mercure dans un tube de verre d'environ 3o pouces de long et de 6 lignes de diamètre, ouvert par l'une de ses extrémités et fermé par l'autre; lorsqu'il est presque plein de mercure, on achève de le remplir avec le liquide dont on veut connaître la tension , et on le purge d'air "^ ; dans cet état on

^ On parvient à Je purger d'air en bouchant l'extrémité ouc verte du tube avec le doigt, en le renversant et en promenant à plusieurs reprises le liquide dans toute sa longueur; par ce moyen , les petites bulles d'air qui adhèrent aux parois du