CHAP, VL — PRESSION ATMOSPHÉRIQUE. I

ktement changé depuis Tepoque ou Pascal et Tomcelli l'ont pesée pour la première fois.

Si les couches d'air étaient homogènes à toutes les hauteurs, OD pourrait déduire de ce qui précède la véritable hauteur de Tatmosphère; car cette hauteur x et la hauteur 76 du baromètre seraient entre elles en raison inverse des densités de Tair et du mercure, et Ton aurait

— = —2 , ou x= ;

d étant la densité de Tair par rapport à Teau. Or, nous avons déjà dit (46) qu'un mètre cube d'air, dans les conditions normales de température et de pression, pèse 1^,2991. Par consér ({lient la densité de l'air est 0,0012991, et la hauteur de l'atmo^ihère serait de

7955 lO*"» ou de 7955-**~«.

Mais il s'en faut de beaucoup que l'air soit homogène ; sa densité diminue à mesure que la hauteur augmente, et c'est la loi de cette diminution qui détermine la véritable hauteur totale de l'atmosphère.

Puisque le baromètre à mercure a une hauteur normale de 76 centimètres, le baromètre à colonne d'eau aurait exactement «ne hauteur x donnée ,

X __ 13,598 76"" 1 ' puisque la densité 13,598 du mercure est rapportée à celle de Teau prise pour unité, il en résulte a;=1033'" ou 10",33.

On peut donc dire indifféremment que la pression atmosphérique est représentée par une colonne de mercure de 76 centimètres, ou par une colonne d'eau de 10™, 33; mais cette pression ne peut véritablement être exprimée qu'en poids, et «'lie est égale à 1*,033, sur cliaque centimètre carré.

70. CoastrvctIoM dn baromètre. — On donne à cet instrument des formes différentes suivant l'usage auquel on le destuie ; mais il y a quelques conditions générales d'exactitude qu'il faut toujours remplir, quelle que soit la forme que l'on adopte.

1* Il faut que le mercure soit parfaitement pur, afin qu'il ait son exacte densité.

2* Quand la colonne monte ou descend dans l'intérieur du tube, la surface extérieure s'abaisse ou s'élève, et il faut dis- I. 8

poser Tappareil pour qu*on puisse à chaque instant mesurer In vraie hauteur du baromètre , c'est-à-dire la hauteur Tèiticale du niveau intérieur au-dessus du niveau extérieur.

3® Il faut que le vide soit parftdt au-dessus du sonnnet de k colonne barométrique j car , s'il restait un peu d'air dans- cet espace, ou s'il y avait quelques vapeurs, ce serait une torod élastique qui agirait sans cesse pour repousser le mercure, et qui l'empêcherait de monter à son vrai niveau.

Pour obtenir le vide aussi exactement qu'il soit possible, on fait bouillir le mercure de la manière suivante (Fig. 19) : on remplit le tube au tiers de sa longueur, et on le fait bouillir à plusieurs reprises dans toute cette étendue; ensuite on verse une nouvelle quantité de mercure qui soit "un peu chaud, pour ne pas faire éclater le tube , et on recommence l'ébullition dans toute la longueur de cette nouvelle colonne; on ajoute ainsi de nouvelles quantités de mercure, que l'on fait successivement bouillir jusqu'à ce qu'enfin l'ébullition ait parcouru toute la longueur du tube ou à tros-peu près; alors on achève de fc remplir avec du mercure bouilli, puis, après le refroidissement, on le retourne. Pour vérifier si, par le retournement, on n'atntût pas laissé entrer quelques bulles d'air, il faut incliner le tube un peu vivement afin que le mercure vienne en frapper JU^msfO^ met : s'il donne un coup sec, on peut espérer que le vide est assez bien fait , sinon l'opération est certainement manquée.

Quand toutes ces conditions sont remplies, il y a encore, en général , deux coiTCCtions à faire pour avoir la hauteur du baromètre : l'une est relative à la capillarité ^ et l'autre à la teni' pérature à laquelle se trouvent l'échelle des divisions et le mercure lui-môme au moment de l'observation. Nous donnerons, dans la Météorologie , les tablés nécessaires pour faire les corrections qui dépendent de ces causes.

On distingue en général deux sortes de baromètres : les ba^ rometres à siphon et les baromètres à cuvette. Les premiers sont ceux dont le tube est recourbé à sa partie inférieure en forme de siphon (Fig. 24), tandis que, dans les derniers, le tube est tout droit et plonge par son extrémité dans une cuvette plus ou moins large (Fig. 23 et 32).

71. Le liarométre ord]|ialre est un baromètre à âphon (FrG. 24), porté sur une monture de bois; V échelle des hau^

ClâP. YL — B4K0E&T1IES. 112^

(■rjr ot: onMoBirenieiit de métal ; le jz^ro- de la diriBion est fas, et il a» trooTf an nrveau du mercure de la comte brai^ che; ce nnpeas diangeant quand le boromètre* dhonge, il en malle des ervem» d'autant plus grandes (|iie la oomte branche est plu5 étroite. Quelquefois le coude du siphon est en: fer, et il ma robinet de mène métal : alors, pour transporter cet iiÉLy on f incline d^abord de manière que fav branche huilée se renqplnse complètement de mereure; peis l'on ferme It mfaînet, et l'on a moins à craindre que l'air ne pénètre dans le tube par les secousses dn voyage.

72^ ÏÏJB iNBMMiéeM * ^mâmmMÊ» Jealae a quekpM aeéiÉqge an^fe' haa'uuièue' ordinaûef il est représenté dans les figua#S9, tt. Le hranche oan>erte du siphon porte un flotteiur en fer ■ d'une ivès-ine crémaillère a y qui engrène dans une roue tj dont Taoe très-mobile porte ^aiguille c, qui parcoutt kednaaîons dn cadran ^; il est trè»>faeile de graduer cet instni» Bcor dbe mamère que la Teiîtidile hauteiu! du baromètre, à un iaatant ^nné, se trouve écrite an point ové'cxtrémité de TaigaBle a'airéte. Ce même baromètre, disposé et snspendu con* fieiJjkmyiil (Fig. 30) devient on baromètre marim^ qui donne de bonnes observations abord, malgré lesosaillatiabs du bâtinient.

n. IL» %mpoaiètve d» ■• Bwf*WjamÊme est exclumvement adapté par les voyageurs, comme étant par&itement exact, tàdk à observer, et surfont fadfe à transporter; il est: représenté dans les figures 25, 16 v la brandie ouverte n'est percée (fÊot d'un trou capillaire a , bien aoaez grand pour laisser entrer FnT fibremeni, mais trop petit pour laisser sortir le mercure; 0 en résulte qu'on peut le renverser sans craindre que le mercave s'éehappe (Fig. 26). Lorsque après l'avoir reonFersé pour le ttanspopter, on le ratoume pour faire une observation, 3 rCj a pas à craindre non plus que l'air pénètre dans la branche ferniée et arrive au sommet de la colonne de mercme pour' la d^ primer : Bunten y a pourvu par une disposition ingénieuse qui en représentée dans la figure 27 , on Ymi voit sur une plus glande édielle la branche ouverte et aenlmnent la partie infe* rienve de la branche fermée; On- vemaaqne an bas de* ceUe>-ci ta évasement i, dans lequel plonge une pointe e; avec un peu d'adresse on fiiit aisément cette soudure à la lampe. Loratpi'un Uiometre est ainsi construit, si de l'air se pr^ente pour monter

ne LIVRE PREMIER. — PESANTEUR

dans le yide , il ne peut pas pénétrer par la pointe c, mais il va se loger en d^ vers le haut de Tévasement; et, quand on remarque qu'il s'en est rassemblé là une certaine quantité, on le fait sortir par le retournement, afin que la pointe c reste toujours baignée dans le mercure.

Dans ces baromètres, les divisions sont tracées au diamant sur la branche ouverte et sur la branche fermée, et il n'y a aucune correction à faire pour la capillarité, parce que ces deux branches sont égales. Ce baromètre se monte dans une canne ou dans un étui de fer-blanc (Fig. 28).

74. Baromètre de Fortin. — Le baromètre de Fortin (FiG. 32, 33, 34, 35) est un baromètre à cuvette; ce qui le distingue, c'est qu'il est à échelle fixe; les divisions de l'échelle sont comptées à partir de l'extrémité d'une pointe d'ivoire qui pénètre dans la cuvette, et que l'on voit en a (Fig. 33). Lorsqu'on veut faire une obseivation, le baromètre étant bien vertical, -il faut avant tout amener le niveau du mercure de la cuvette exactement en contact avec l'extrémité de cette pointe d'ivoire; et l'on y parvient aisément au moyen du fond mobile /h (Fig. 33), car le mercure monte ou descend suivant que l'on tourne la vis if dans un sens ou dans l'autre.

Le tube de métal qui enveloppe le tube de verre est fendu des deux côtés vers sa partie supérieure, et porte les divisioits, qui sont comptées, comme nous venons de le dire, de l'extrémité même de la pointe d'ivoire , de telle sorte qu'il suffit de diriger par les deux fentes un rayon visuel qui rase la sur&ce de la colonne, et de voir à quelle division il correspond. Pour éviter les erreurs que l'on pourrait commettre en s' écartant audessus ou au-dessous de la ligne horizontale , il y a un curseur c qui glisse sur le tube de métal, et qui n'est ouvert que dans une petite partie de sa hauteur; la fenêtre qui est en avant et celle qui est derrière se terminent par deux plans de même niveau, perpendiculairement à la longueur du tube. Ou abaisse le curseur jusqu'à ce que le rayon visuel qui rase ces plans rase pareillement le sommet de la colonne ; alors il suffit de voir à quelle division du tube correspondent les plans, ce qui est trè^ facile, parce qu'ils forment le zéro du vernier du curseur. De cette manière on peut avoir la hauteur du baromètre à moins de ^ de millimètre.

CHAP. YI. — BAROMËTRES. Ii7

75. VmHmttoBs da baromètre. — Nous ne savons rien de ce qui se passe dans les hautes régions de l'air; id, à la surfiuie de la terre, nous observons des changements de température, tantôt périodiques, tantôt brusques et inattendus; nous obserfODs des vents et des orages, mais nous ne pouvons juger des secousses atmosphériques que jusqu'à la hauteur où l'agitation des nuages nous en permet l'observation. Au moyen du baromètre nous serons instruits de ce qui se passe dans toute la iauteur de l'atmosphère; car il nous donne à chaque instant le pmds de la colonne d'air, et c'est exactement comme si nous arions toute cette colonne en équilibre dans une balance.

On présume bien, d'après cela, que dans un même lieu le baromètre ne reste pas stationnaire dans le cours d'une année, et qn'il éprouve des variations plus ou moins considérables : en effet, à Paris, par exemple, il n'y a presque pas de jour où il ne change de plusieurs millimètres. En général, on distingue deux sortes de variations dans le baromètre : les variations aecidenielles, et les variations horaires : celles-ci se reproduisent très-r^ulièrement à des heures marquées, et sont d'une grandeur constante; les autres «irviennent in*égulièrement sans qu^on en puisse prévoir ni l'époque ni l'étendue. Mais pour les appréder, il faut savoir d'iJjord ce qu'on appelle la hauteur mojremne du baromètre^

76. ■mateuni aïoyeMiea. — Comme les variations ne sont jamais très-promptes, si l'on observait le baromètre d'heure en heure vingt -quatre fois dans la jotuuée , qu'on ajoutât les vingt-quatre hauteurs observées, et qu'on en prît la vingtquatrième partie, on aurait la hauteur moyenne du jour trèsexactement; car on aurait le même résultat que si l'on eût observé de demi-heure en demi-heure, ou même de minute en minute. Mais l'on conçoit que, s'il fallait essentiellement passer par les vingt-quatre observations pour avoir la hauteur moyenne d'un jour, il faudrait, quelle qu'en soit l'importance, désespérer d'y arriver jamais. Quel observateur pourrait s'assujettir, pendant des années entières, à une régularité aussi minutieuse et aussi mécanique?

Heureusement, il existe une heure de la journée où la hauteur du baromètre est très-sensiblement la hauteur moyenne du jour : cette heure est, dans nos climats, l'heure de midi»

Ainsi, on caBt dispensé de faire Tingt yiatue obierTfttîons dans kl journée; que Ton en fiisBe ime seule avec ecMtitudftâ de midi, el Ton aura la Jumtear cpe Yam cfacnfae. On quW ajoutant les trente hauteurs moyemes des tireafee jdubs du mois, et en ppenant le trentième delà somuK, ou anm 'la Aai moyame du moU^ et qu'en tnâtant de mâme les des douze fuoia, on aura enfin la ktmtimr

77. VMPlatlOTHi aeetëeiUellea. — fiaus nos clinwta, et «»> tout dans les régions seplentriontles, le liaromècre esl en «mât lation GontînueHe ao-desaus «t at»-deasons de la mo^FUniie de Tannée ou de la moyenne génmde, et quelquefois ^ épnim des secousses presque subites jqui le font mouter tm descendre de plusieurs centimètres. Â Paris^ idMis sa pks fp&màe âén&> tion, il a atteint une fois 7B1 juiMimètres^ et, dbus aa f\m grande dépression, il est tombé ime fois â 719; et, cboae digue de remarque , œs maximum d'élératiou et d*^aisseaMBHt «ai «eu lieu dans la même année, en février et en déœariire ifiâl •

hm Tariations du baromètre indiquent un changement dansA'atmosphère; beaucoup depenonnes pensent qu^eUes ani •ent aussi un changenseiit intur , «et qii'Û suffit iîe aa^oôr eonsuher le baromètre , pour prédire à coup sur la plnse ou k beau temps plusieurs jours â Tavance : c*est nnç questmi dt jnétéorologie que nous examinerons plus tard. Mais, pour le mo» ment, nous donnerons la mesure d'un auitre •effet, c'esfr-4-dira de la différence des pressions, cpie néu>rf|souvoBB par les iiiikniiMi barométriques. Ces variations se déduisend; du taUeau suiisant :

GHAP, TI. — VARIATIOIfS AGGIDEiaBLLES. 119

Ob Toit que, le baromètre étant à 7B0 mill*, une surface de aa mètve oarvë supporte 10597 kilogr., et que cette ënonne flhaige se ajAwk à 9782 kilogr. quand le baromètre tombe à 7i0; aûasi, la eorfaoe entière de notre corps étant à peu près de on nMtie carré, nous sommes dans ces circonstances souhH |és d^im poids de 81 & kilogr. Une cause aussi puissante exerce ireaeaîiiBwmnl ime kifluenoe sur les foncdons phj»iologîqoes, %t mmtmmt ««r les phénomènes «de la «Ispiration et de la drcoluîoa; aaais œs effets sont icn .général si compliqués, qu'il finhdn eans donle de longues expérienoes pour panrenîr à lis

La hwrtnir -de MO millimètres est à peu près celle qui a lieu aiH<kaaua du mont Dore et à la poste du mont Genis. Un Vojrjegsor qui part du niveau de la mer pour s'élever sur ces moaca>gnas est soulagé d'un poids de 2173 kilogrammes, et il eÉt soulagé de 8539 kilogmmij^es lorsqu'il arrive «n un lieu ou le bivonMtre marque seulemeiit fiOO millimètres; c'est à peu pifièB sa hauteur ordinaire au sommet de l'Etna et sur le nHmt Liban. ^Ifei sait tout ce que les voyageurs racontent des sensations atraordinaiies que Ton éprouve sur les hautes montagnes oà le baiosnècfe ne marque plus que 400 ou 500 noiUimètres. On voit de toutes parts un immense horizcm, on est soulagé d'un peMutt fiardeau, on ne respire qu'un air pur et léger, et il se»^ Ue en efifet que l'on ne touche plus à la terre.

Les variations accidentelles du baromtee n'ont pas la mâme étendue dans tous les climats ni à toutes les hauteurs; las limites entre leafoeUes elles s'accomplissent sont en génénd d'autant plus écartées Tune de l'autre que la latitude est plus grande. Dès 1690, le père de fiete avait reconnu qu'à PondidMBjF 0t à Batavia le baromètre reste immobile^ quelles que soient les tempêtes que l'on éprouve : Legentil avait confirmé ces obaervarions; et maintenant il est bien démontré que, dans toute la Bone équatoriale, le bai^omètre est en e£fet insensible aux secousses atmosphériques, mais qu'il éprouve cependant des variations périodiques ^t régulières, que Ton appelle varia-dons horaires.

78. WavlailMia hmwmêK^m* — C'est vers l'année 1722 que les poriaiions horaires du baromètre furent constatées d'une mar oertaine par les observations d'un Hollandais dont le

UNTBE PREXIER. — FESAlfTEUR.

rcstr inconnu. Depuis cette époque, plusieurs obsenrateurs <s6aiTé d'en déterminer Fétendue et lei périodes pour difTéi«nts iîeîix de la terre. M. de Humboldt a démontré, par de loflçttes séries d'observations très-précises, que, sous Féqualetir, le maximum de hauteur correspond à 9 heures du matin; p«ssé 9 heures, le baromètre descend jusqu'à 4 heures ou même 4 heures | de l'après-midi, où il atteint son minimum; ensuite U remonte jusqu'à 11 heures du soir, où il arrive à un second maximum, et il redescend enfin jusqu'à 4 heures du matin. Ainsi , chaque jour il passe par les deux minimum de 4 heures du matin et de 4 heures du soir, et par les deux maximum de 9 heures du matin et de 11 heures du soir. Les mouvements de d^ression et d'ascension sont si réguliers qu'ils pourraient aervir à marquer les heures , comme les mouvements de l'hor* lo^ : seulement, ils ont peu d'amplitude; car ils s'accomplissent dans une longueur que M. de Humboldt évalue à deux millimètres depuis le point le plus haut du matin jusqu'au point te plus bas de l'après-midi.

Dans nos climats , ces variations horaires sont tellement dissN mulées par les variations accidentelles, qu'il fallait, pour les découvrir et pom* les mesurer, toute la sagacité et toute la précision d'un observateur tel que Ramond. Ce n'est que par les moyennes de plusieurs mois d'observations prises avec exactitude et aux heures convenables que l'on peut trouver les pé» viodfla Kondres. Ramond a reconnu que leurs époques varient axec lea taisons. En hiver, le maximum est à 9 heures du matin, fe minimum à 3 heures de F après-midi, et le second maxi^ /HU/éi à 9 heures du soir.

Eu été, le maximum a lieu avant 8 heures du matin, le minimum à 4 heures de l'après-midi, et le second maximum k 1 1 bHiiv» du soir.

Au (U'intemps et en automne, les heures critiques sont interuàCiU^X'Mt ae rapprochant plus ou moins de celles de l'été ou Ji^ ^'viK'ii kU> Vhiver. L'étendue absolue des variations est un |M,'U uifcàiulix> qu'à Téquateur. Dans les latitudes les plus élevées, i) tîm^ vwuijuuvr et discuter un plus grand nombre d'observau<>ijA ^HM' ^Hi laii'e îu>rtir les périodes horaires; et, sur ce point, lu Mk'iMMkV u U^uciuip à désirer.

TA. V^ ^ 3i«iH«it«. — La loi de Mariotte est la loi de^ la

CHAP. YI. — LOI DE HARIOTTE. 121

oompvesftibilit^ des fliddes élastiques; elle peut s'énoncer ainsi : Les volumes des gaz sont en raison iniferse des pressions quils iitpporteni. Pour démontrer par rexpérience cette vérité fondamentale, on prend un tube recourbé (Fig. 36), dont la courte branche est cylindrique et fermée à son extrémité supérieure , tandis que la longue branche reste ouverte pour recevoir la pression atmo^hérique. On y verse du mercure, d*abord en petite quantité ; ensuite , en inclinant le tube pom* faire sortir une partie de Tair de la courte branche , on arrive facilement à mettre le mercure au même niveau des deux côtés. Alors, Fair enfermé dans Fe^ce ab se trouve exactement sous la pression atmosphérique; et si, à partir de ce point, on le force à se resserrer dans la moitié, le tiers ou le quart de la longueur ab^ on aura réduit son volume à la moitié, au tiers ou au quart, parce que le tube est cylindrique. Pom* réduire ainsi le volume, 00 verse du mercure par la branche ouverte , et Ton en verse jusqu'à ce que le sommet de la petite colonne soit parvenu au point m , milieu de la longueur ab ; ce point m , et le point n qui lui correspond dans la grande branche , supportent l'im et faotre la même pression, puisqu'ils sont au même niveau; cette pression est de deux atmosphères, car elle se compose du poids de la colonne ns, que Ton trouve toujoiu's égale en hauteur à la colonne barométrique, et de la pression atmosphérique ellemême qui s'exerce encore au sommet de la colonne. Donc, il a fallu une pression double pour réduire à moitié le volume de Fair contenu dans la comte branche. En donnant à l'appareil une branche ouverte beaucoup plus longue, on démonti-e de la même manière qu'il faut une pression de trois atmosphères pour réduire le volume au tiers , et de quatre atmosphères pour le réduire au quart de ce qu'il était sous une seule pression atmosphérirpie. Dans ces limites, cette loi s'applique à tous les gaz. Mais' MM. Arago et Dulong ont démontré qu'elle s'applique à l'air sans aucune variation, jusqu'à 27 atmosphères. Voici les moyens qu'ils ont employés pour constater cette vérité. Les appareils étaient établis au collège Henri lY dans une vieille tour carrée, au centre de laquelle on avait pu facilement élever un mât en bois de plus de 30 mètres de hauteur. Au pied du mât était un vase de fonte avec un manomètre et une pompe foulante , et contre sa hauteur un tube vertical en verre

— i'CS.VNTErR.

. l'tait romposé de !■'• "^lt-> fie

i rtc disposition en jetam ie? t«ix

.•••!ie a siiii cxtri»inilé siipérieDre.

i.vort en haut^ ...ri iL s't'li've.

, lit' II' vase <le fonte coiitii-nne i}u mert ai nuinomrrre soil rnlibrv et eontîeniie àt lu it wvv >\*lève d'abord à la même hauteur Kjui'nu'tiv et dans le tube vertical t^ il est . -«.Il entenne sous la pre>sion atmosphérique, u.ti.i le volume qu'il o<^cnpe sous cette pres-

-4. .1 partir de ce point, Ton fait agir la pompe

• lî.Hipiiv' de 1 eau au-flessus de la surface supé-

Mus le va.so de fonti?, on exercera ainsi de>

.M»iv*.uites sur l'air .sec du manomètre, et en

,. . iKMeure selèvera de ])lus en plus dans le twbe

SUIT a>oir à chaque instant le vcdume de l'air

.;. •• i d'obsen'er exactement la lon*(ue»ur cpi'il

V j.i.iH U- tube du manomètre à partir de Textré-

. su ' .i\oir la pre>sion coiTC.'ipcuidante, il suffira

i.îvitiHV des niveaux du meriHire dans le tube

. . ;.;nx le tul)e vertical.

.» «v-nîcnt <|ue des expériences de cette nature

!.. -.'.eu' dont MM. Arap^o et ])ulon<r <>iit donné

M- leurs belles découvertes dans toutes les

%t>xupie. U nous serait impossible «le décrire

îv..nU, la perfection avec laquelle les «hverses

. , »,»»*• ^«^ étaient coordoiuH*es , et toutes les prénui-

.„,»..*..»x * ;ui avaient été prises pour as.surer l'exactitude

. ,. .,*»x \v»u> uidiquerons sinilement cpielques-unes des

....... ^ ^ •Miî.s %\vieuiielles de la pompe foulante, du tube

%-^* »»*«iH»4«» U lu» fallait pas seulement (\\\q la pompe

. ..^ lî. iv*vv. I^eu faite pour injecter l'eau sous une pres-

^ .^ ; .tktMvNx^^HïVs . il fallait encore qu'elle pilt maintenir

. Vl^

CHAP« YI. — LOI DE MÀBIOTTE. 493

Feau injectée d'une manière assez rigoureuse pour que les soro- ■ets des oalonnes de mercure fussent parfaitement fixes dans le maïKmiètre et dans le tube "vertical. Cette condition était remplie au moyen de la soupape i, qm se trouve an bas de la eonrse dn piston (Fig. 8).

Take vew^ÊeaÊ. — Il était composé de 1^3 tubes de «cristal ayant % mètres de longueur, 5 millimètres de diamètre înté^ rieur et 5 millimètres d'épaisseur; ces tubes étaient réenis panr de fortes viroles, comme on le voit en c (Fig. 8), 'et plus en détail dans la figure 6. La plaque horizontale h sert de repèt«^ iy «n « une pareille au bas de duique tube, et Ton meenie la distance de deux repères consécutifs en posant xme règle d»-

r BOT le repère inférieur, et en poussaivt une petite lan- /, jusqu'à oe qu'elle se trouve à Taffleurement du repère supérieur. Pour que les tubes inférieuxB ne iîi^sent pas su^ éÊÊggés et comme écrasés par le poids des tubes supérieurs, on aiail eo soin d^attacher à l-extrémîté supérieure de «ihaque

des cordons qui redescendaient verticalement après «wmt é sur des poulies, et qm étaient tirés en bas par des poids kt en somme a»i poids dn tube (Fig. 8). Ainn, la cch lonne B*exefcait aucune presnon sur sa base.

^tre. — Le tube manométriqne était semblable aux

de la colonne Terticale : il avait été elBté à son extrémité , divisé avec soin en capacités égales, sans rien tracef au diamant sur sa surface , de peur d'affaiblir sa résistance , et, ensoite mis en place. Alors on y avait fait passer pendant long-' temps im courant d'air sec , iet enfin on avait scellé à la lampe ion sommet effilé , sans faire éprouver une altération sensuelle à m graduation. On vcHt dans la figure 7 comment l'^extrémilé ÎÉfiérieure du tube manométriqne eat ajustée sur la platine e du vase de fonte; on doit remarquer que la virole se recourbe sous l'épaisseur du tube , «fin que la pression ne tende -pas à le iOfulever. Pour que l'air du manomètre fdit bien maintenu à la mâme température, on 4'«vait env^ppé d'un manchon de verre >t, dans lequel passait continuellement un courant d'eau. Enfin, pour voir avec une grande exactitude la position du foomet de la colonne de mercure, on avait disposé eA dedans èm manchon nn voyant x cvec une loope; cette pièce devait numter et descendre, et «ai hn dwmaît caes mawemeiitft ^ani

(^ UTBE PftESIEft. — PESl^riEin.

:i/^^«.ià a HA fiunfniquet ^, sur kqiiel claîl eranlé un fil de soie v^u*. jlmUu {Màéer sur les poulies supeneures r, sur b poulie int^ft«u«v j^ t:i qui Tenait s'attacher à la ganûtaie du Tojant.

D^ tâMftBMMuècres convenablement disposes donnaîent à diavju«; uidiani la température des diverses parties de Fai^Mureil; et dfo' btfuruuiètres, Tun supérieur et Tautre intérieur, donnaient aub^ la pression atmosphérique au sommet et à la base de la culouue verticale.

Tels sont les moyens qui ont servi à démontrer sur l'air la loi de Mariotte jusqu'à 27 atmosphères, et Ton ne peut guère douter qu'elle ne s'étende au moins jusqu'à 50 atmosphères sans altération sensible.

MM. Arago et Dulong n'ayant pu éprouver les autres gaz, j'ai construit un appareil pour comparer leur compressibilité i celle de l'air jusqu'à 100 atmosphères (voj. n* lo6).

La densité d*un corps étant en raison inverse du voliune qu'il occupe, on peut encore exprimer la loi de Maiiotte en di&ant que les densités des gaz sont proportionnelles aux près* sdoHS quils supportent. Sous une seule pression atmos{diérique, la densité de l'air étant à peu près la 770' partie de la densité ^ Veau y il en résulte que, sous une pression de 770 atmo- S|)hèi^Sf l'air est aussi dense que l'eau. Ainsi, au fond delà Uket) à une profondeur de 7000 ou 8000 mètres, l'air serait plus pcfiout que l'eau, et, quoiqu'à l'état gazeux, il ne pourrait pas sk\?lcver pour venir à la surface.

Ueux volumes successifs, occupés par un gaz, et les deux MViàiùons correspondantes , forment quatre quantités qui sont en uAv^HMiàOU inverse; de telle sorte que, trois étant données, on u^'m Uxmver la quatrième. Il en serait de mémo de deux denvM'âk Aucct^^ves, av^ les deux volumes ou avec les deux presj^gg^ vHa*iv«^{H>ndantes.

M^^ Hé lu maelilae pneumatique. — La machine pneuma- |îu\^i^ ^^1 dt^Alinée à faire le vide ; elle se compose de deux corps ^ iHm^H;» «cylindriques pareils à celui qui est représenté en a

f iml un (ùi^ton qui monte et qui descend au moyen de la li^*^ ^^i HUiUt dans toutes les positions qu'il peut prendre, il |iiW h W«^% r'est-à-dire que rien ne peut passer entre son ^smHMir ^ W pftrois du corps de pompe.

GHAP. YI. — HAGHINE PNEUMATIQUE. iS5

# est la soupape du piston; elle est trè&-légère et s'oimne <le bts en haut; elle se lève quand la pression inférieure est un peu plus grande que la pression supérieure , et , dans le cas contraire, elle reste hermétiquement fermée.

La longue tige ed est la soupape du corps de pompe ; c'est le piston qui l'ouYre et qui la ferme : quand il monte, Û la soulevé, le renflement d vient s'appuyer contre la plaque supérieure du corps de pompe , et le piston glisse à frottement dur sur toute la longuem* de la tige ; quand il descend , il Fentraîne avec lui, le tronc de cône e tombe dans l'ouverture conique qui est au-dessous, sa base ne fait qu'un seul plan avec le fond da corps de pompe , et le jnston vient s'appliquer exactement sur ce plan.

Au fond de l'ouverture conique, le conduit de la machine prend naissance; il s'étend ensuite jusqu'en if\ à cette extrémité il porte un pas de vis propre à recevoir des ballons, des mîpients , ou d'autres vases dans lesquels on veut faire le vide.

p est \a platine de la machine pneumatique; elle se compose d'une forte plaque de métal sm* laquelle on mastique un plateau de verre épais , dont la surface supérieiu'e est dressée avec soin et légèrement doucie.

h est une cloche où l'on fait le vide; son bord inférieur est pareillement dressé et douci, afin qu'il puisse s'appliquer exactement sur la platine. Une légère couche de suif achève d'établir l'adhérence; car il ne faut pas que l'air extérieur puisse pénétrer entre la cloche et la platine.

Supposons que le piston soit au milieu de sa course ; que les soupapes soient ouvertes , et que l'air soit sous la pression atmosphérique, dans la cloche, dans le conduit et dans le corps de pompe; si l'on abaisse le piston, la seconde soupape se ferme, et Tair ne peut plus repasser du corps de pompe dans la cloche; il s'échappe par la première soupape j, et il n'en reste plus quand le fond du piston est venu s'appliquer sur le fond du corps de pompe. Aloi*s, le piston étant soulevé, le vide se ferait au-dessous de lui, si les soupapes restaient fermées; mais la seconde soupape s'ouvre, Fair de la cloche arrive pom* remplir le vide, et la première soupape reste fermée à mesure que le {liston s'élève, parce que la pression intérieure est toujours moindre que la pression extérieure. Si la capacité du corps de

pgmpt «Ct fur exemple, la dmène partie éeftk capaoîlé. 4e 1» oioche «A ém comliik, il anifeia. daas le corps de poaape -^ it Taùr ifitil &uâ enlerer pour avoir le lide. Oa n^iaiate' le pîsloii:; la :jecoiidLe soupape se fiemie^ et Tair se cMmpriaie de, plus en pina; biaiiofe sen élasticité remporte sur eelle de Tair extérieur; îLaaHlm la pramicre soupape et s'échappe dans Fatmoq^KK. Vm matm eovp de piston fait sortir oicoie •—- de Tasr restaBt; en eontinuant ce jeu altamatif, on fait sortir à chaque -^ du reste, puis y| du reste, et ainsi de sinte.. D'oà Fon qne jamais le vide ne se pourra faire , piiisqu*en prenant k aaoîème partie d'une quantité et la onzième pai^tf des restes succe«i&9 on ne peut jamais -psKimûr à prendre cette <|uantils tout entiôre. Mais l*on parvient cependant à réduire Tair de la cloche è une élasticité de jdus en fins faible, qui peut arnYer à u'èlnrf^ que de 2 millimètres. La rapidité de Topération dé-» pend dtt rapport qui existe entre la capacité du corps de pompe et celles de la cloche. Ce rapport étant donné, on peut ra Vriller fiieilement combien il faut de coups de pston pour réduise Tair à' une tension donnée; et ensuite on peut, par la loi de Maliotte , calculer le poids de Tair qui reste , quand on connaît le jHuds du volume primitif.

Pour compléter la machine pneumatique que nous venons de décrire et qui est en quelque sorte la macliine réduite à ses plus simples éléments, on voit qu*il faut y ajouter un moyen.de mesurer la pression de Tair qui reste dans la clocle, et un mi»yea de rendre Tair , sans quoi la cloche ne pourrait plus se iwéparer de la platine. On obtient ces deux résultats en adaptant À ta BMii^hine Véprouvette et la clef.

L'éprouvette it (Fig. 1) se compose d'un tube de verre courbé \>il U) et d'une petite cloche qui le contient. Le tube est re|^^ jw^iilé À part (Fig. 10); il est ouvert par un bout seulement; on W li^o Mtr une échelle divisée en millimètres, et la cloche sous IsMHU^l^ ou renferme est munie d'ua robinet r (Fig» 1) au %M^%WH diM|iial elle peut être mise en communication avec les ^^uKiilM lie ta-anachine. Quand cette communication est établie, IW w iHii^éHe au même degré sous la cloche de la {^tine et ^w Vi petite cloc^he de l'éprouvette. Le tube en U devient nn t)y»y\'yai>W» A luplion , dont la branche ouverte est anasi longue ^^w^ lu iMiivlie fermée} aloie, des que Tair est suffisa

nvffié, Ib baromeflie descend, c*est-i-dire que le mercure baiflfe dans la branche fiermée et s'élève dans la branche ouverte ; la différence des niveaux mesure comme à l'ordinaire 1 elastiété daat gaz. Si Von parvenait à faire complètement le vide, les den sommets du mercure dans la branche fermée et dans la bnncfae ouverte seraient exactement au même niveau; si le premier s'élève de 1 millimètre au-dessus du second, le vide ett £ût à 1 millimètre, e^est-à-dire que l'élasticité du gaz restant est de 1 millimètre de mercure, etc.

OtÈ comprend que m le baromètre qui constitue Téprouvette u'ctait pas abscdument purgé d'air, le nivean- du mercure de la brandie fermée serait, lorsqu'on aurait fait* le vide, plus bas qw, celui de la branche ouverte; et toutes les indications de l'éprott-; vecte seraient fausses dès le commencement de l'expérience.

An lieu de prendre pour éprouvette un baromètre complet, on prend ordinairement vi baromètre tronqué^ comme celui de la figure 1 ; mais les raisonnements qne nous venons da faire* s'y appliquent exactement, si ce n'est que , dans ce cas, l'éprou-» TMie ne commence à descendre que quand rélastâcité db l'airde la doche est moindre que la distance qu'il y acntoO' le sonw met de la branche fermée et le niveau àm mercure dans la branche ouverte.

Lorsqu'on rend l'air, comme noui allons le vwr, le mercure remonte vivement dans la branche fermée de l' éprouvette , et pour qu'il ne la brise pas en choquant le sommet avec trop de mience, on ménage vers le haut du tube un petit éti-angle-^^ ment qui retarde la vitesse.

La clefssït à rendre Tair, et en outre à établir ou supprimer la conmmécation entre le corps de pompe et la dodie ; elle se place enj (Fio. 1), et elle est représentée à port, un peu au-dessus de la cloche. C'est une sorte de robinet, qui se distingue des robinets ordinaires en ce qu'il n'a pas seulement une ouverture transversale^ mais encore une ouverture lon^i'^ tmdinale^ partant de l'extrémité même et aboutissant sur la zone de la pivmière. Cette ouverture se feime par le bouchon conique 6. Quand on veut garder le vide soua la doche, on tourne lir def pour que Touverture transversale soit de haut en bas, et Vouverture longitudinale du côté du corps de pompe. Toute communication est ainsi interceptée. Quand on veut rendre

iS& Cma PREMIER. — PESANTEUR.

pompe est, par exemple, la cHxîèipe partie deria: cipaoîlé 4e la cloche el du conduit, il arriTeisi' dans le corps de poaape -^ et Fair qu'il faut enlerer pour avoii* le vide. On rabaiflae- le pifiioa; la seconde soupape se ferme, et Taîr se comprime de plus en plus; bimifeàt san élasticité l'emporte sur celle de l'air extérieur; il soulève la pramière soupape et s'échappe dana TatmosphèBe. Un autre coup de piston fuit sortir encore ~ de Fair restant; puis, en continuant ce jeu alternatif, on fait sortir à chaque omsf Yi du reste, puis jj du reste, et ainsi de suke. D'osi Fon Tok que jamais le vide ne se pourra faire , puisqu'en prenant la onzième partie d'une quantité et la onzième pamie des restes successifs, on ne peut jamais pacvenir à prendre cette quantité tout entière. Mais l'on parvient cependant à réduire Fair de la cloche à une élasticité de plus en plus faible, qui peut arriver à n'être pins que de 2 millimètres. La rapidité de l'opération dépend ch» rapport qui existe entre la capacité du corps de pompe et celle de la cloche. Ce rapport étant donné, on peut calcukr facilement combien il faut de coups de piston pour réduire Fair à' une tension donnée ; et ensuite on peut , par la loi de Ma* riotte , calculer le poids de Fair qui reste , quand on connaît le poids du volume primitif.

Pour compléter la machine pneumatique que nous Tenons de décrire et qui est en quelque sorte la macliine réduite à ses plus simples éléments, on voit qu'il faut y ajouter un moyen.de mesurer la pression de Fair qui reste dans la clocle, et un moyen de rendre l'air, sans quoi la cloche ne pourrait plus se séparer de la platine. On obtient ces deux résultats en adaptant à la machine Véprotwette et la clef»

L'éprouvette it (Fig. 1) se compose d'im. tube de verre courbé enU, et d*une petite cloche qui le contient. Le tube est repré<» sente à part (Fig. 10); il est ouvert par un bout seulement; on le fixe sur une échelle divisée en millimètres, et la cloche sous laquelle on Fenferme est munie d'un robinet r (Fig. 1) au moyen duquel elle peut être mise en communication avec les conduits de la- machine. Quand cette communication est établie, Fair se raréfie au même degré sous la cloche de la platine et dans la petite cloche de l'éprouvette. Le tube en U devient un baromètre à siphon , dont la branche ouverte est anssi longue que la branche fermée; alors, dés que Fair est su£Ssa

GHAP; ?t — lUfiHUV PNEUMAnQUE. 1^9

rmfié, le baromèm descend, c'est-i-dire que le mercure baiflie dans la branche fiermée et s'élève dans la branche ouverte ; U différence des niveaux mesure comme à Tordinaire Télasticil» daat gaz. Si Von parvenait à faire complètement le vide, les deux sommets- du mercure dans la branche fermée et dans la braocfae ouverte seraient exactement au même niveau; si le premier » élevé de 1 millimètre au-dessus du second, le vidi' est taàx à 1 millimètre, €!^est-à-dire que l'élasticité du gaz restant est de t millimètre de mercure, etc.

Oa comprend que m le baromètre qui constitue Téprouvetti* uécait pas abscdument purgé d'air, le niveau du mercure de la fannche fermée serait, lorsqu'on aurait fuit le vide, plus bas qu» celui de la branche ouverte; et toutes les indications de Topron-. vette seraient fausses dès le commencement de l'expérience.

Au lieu de prendre pour éprouvette un baromètre complet, on prend ordinairement m baromètre tronqué^ comme celui de la figure 1 ; mais les raisonnements que nous venons de faire* s y appliquent exactement, si ce n'est que , dans ce cas, l'éproiK Tftie ne commence à descendre que quand l'élasticité db l'air de la doche est moindre que la distance qu'il j aentEe le sommet de la branche fermée et le niveau dui mercure dans la branche owerte.

Lorsqu'on rend l'air, comme nous allons le voir, le mercure remonte vivement dans^ la branche fermée de T éprouvette , et pmnr qu'il ne lu brise pas en choquant le sommet avec trop de violence, on ménage vers le haut du tube un petit étranglement qui retarde la vitesse.

La de f sert à rendre Tair, et en outre à établir ou supprimer la conuBmîcation entre le corps de pompe et la clodie ; elle se place enj (Fio. 1), et elle est représentée à port, un peu au-dessus de la cloche. C'est une sorte de robinet, qui se distingue des robinets ordinaires en ce qu'il n'a pas seulement une ouverture transi^rsale ^ mais encore une ouverture longl'tmiimile, partant de l'extrémité même et aboutissant sur la zone de la première. Cette ouverture se feime par le bouchon coni- (pe b. Quand on veut garder le vide soua la doche , on tourne la def pour que l'ouverture transversale soit de haut en bas, et Touverture longitudmale du coté du corps de pompe. Toute communication est ainsi interceptée. Quand on veut rendre

i28 LIVBB PREMIEa. — PESANTEUR.

Tair, on fait faire à la clef une demi-réyoludon, on ôle le bouchon 6, et Vair se précipite dans le conduit et dans la cloche.

La machine pneumatique, telle qu'elle était établie par For^ tin, est représentée dans la figure 2 ; d* après ce que nous venons de dire, il suffit d'y jeter les yeux pour en compren4re la disposition. On remarquera seulement que du haut du conduit vertical qui porte la platine /?, part un conduit horizontale^ qui communique avec un tube barométrique t plongeant par son extrémité inférieure dans la cuvette i^. C'est ce tube qui sert d'éprouvette ; dans des recherches délicates il doit être préféré à réprouvette ordinaire, dont nous avons parlé plus haut, parce qu'il est toujours à craindre qu'elle ne soit mal purgée d'air.

Les deux pistons à a'émaillère mus par le mouvement de vaet-vient de la manivelle m offrent aussi un avantage : quand le vide est fait , pour soulever un piston de 1 décimètre de rayon, il faudrait faire un effort de 314 X lS033 = 324''; mais au moyen des deux pistons, rendus solidaires par le pignon qui engrène dans les deux crémaillères, cet effort disparaît, puisque l'un descend tandis que l'autre monte, et il ne reste plus à vaincre que les frottements.

On doit à M. Babinet un perfectionnement ingénieux, représenté dans la figure 3, qui permet de faire le vide à moins de 1 millimètre. Le robinet r, établi entre les deux corps de pompe et un peu au-dessous de leur fond , porte quatre ouvertures s y ty Vy u, La première et la seconde vont de part en part, mais elles sont perpendiculaires entre elles; la troisième, i^, ne traverse que lu moitié du robinet , et la quatrième , u , (jui est dans le sens de sa longueur, commuuiquc aux ouvertures / et i'. Au fond du corps de pompe a se trouve un conduit courbe qui prend naissance au trou de la soupape conique, et qui aboutit en & et c dans le boisseau du robinet r; au fond du corps de pompe d se trouvent deux conduits, l'un qui part du trou de la soupape conique et qui aboutit en e, l'autre qui part du fond du corps de pompe et qui aboutit en g. Dans la position qui représente la figure , en soulevant le piston a, on (ait le vide à la fois sous la cloche au moyen du conduit MJT, et sous le pistou rf, au moyen du conduit gsc\ par conséquent l'équilibre de tension s'établit entre le corps de