CEÂP. VI. — MACHINE PNEUMATIQUE

jampe d et la cloche; mais, tk l'on tourne le robinet r d'un foait de tour, les trous c et ^ se ferment, le conduit t se prë* sente devant les ouvertures b et e^ et la machine fonctionne comme à l'ordinaire. Ainsi, en donnant au robinet r la première poôtion pendant que le piston de a se lève, et la deuxième pendant qu'il descend , on doit pousser le vide plus loin qa'on ne peut le iaire avec une machine ordinaire.

La machine pneumatique fut inventée vers 1650, par Otto de Gueric^Ee, boui^estrc de Magdebourg; elle fut, peu de temps après, changée et perfectionnée par un grand nombre de physiciens. Hook plaça le corps de pompe verticalement, Papin ajouta la platine, Hawksbée fit deux corps de pompe au lieu d'un, et ensuite les soupapes furent modifiées d'une infinité de

Oito de Guericke fit avec sa machine l'expérience curieuse des hémisphères de Magdebourg^ qui consiste à faire le vide dans un globe de métal dont les deux moitiés sont simplement juxtaposées. Avant que le vide soit fait, les deux hémisphères te séparent facilement; mais, quand il n'y a plus d'air intérieur pour balancer la pression extérieure, l'adhérence est si forte qoe toute la force d'un homme est insuffisante pour les séparer. En eSsi, si la section des hémisphères a seulement 1 décimètre de rayon, ou environ 300 centimètres carrés de surface, la pres« sîon extérieure qui les unit équivaut à plus de 300 kilogrammes. On met une bande de cuir à la jonction des hémisphères pour fisivoriser le contact, et il y a un robinet qui s'ouvre pour faire le vide et qui se ferme pom* empêcher la rentrée de l'air (Pl. 5, FiG. 17).

On se sert de la machine pneumatique pour foire une foule d'expériences sur les pressions et sur les propriétés des corps organiques ou inorganiques.

On démontre, par exemple, que les corps en combustion s'éteignent dans le vide ; que la fumée tombe conune une masse pesante; qu'il y a de l'air en dissolution dans l'eau; qu'il reste une coudie d'air entre les liquides et les parois des vases qui les contiennent, car cette couche interposée se manifeste par une foule de petites bulles qui grossissent à mesure que la pression diminue; que l'eau froide entre en ébullition ; que cer- Uins insectes vivent plusieurs jours dans le vide le plus parfait I. 9

idù LIVRE PREMIER. — PESANTEUR.

de la machine; que les substances fermentescibles se conserrent ^ns altération, etc., etc. C'est sur cette dernière propriété. que repose le procédé d' Appert pour consenrer les substances alioieiH taires. Ce procédé, exploité en grand dans la plupart des ports de France et d'Angleterre, rend les plus grands senrîces à la marine : nous avons ouvert des boîtes préparées depuis seiie ans, qui contenaient des aliments aussi finds qne le piquiH) jour.

. 81. Haelilne ée eonf^veMisn. — La machine de coo^fessîon (FiG. 4) est destinée à comprimer l'air. Elle se compose de deux corps de pompe pareils à eeux de la machine pneumat^ que ; la seule différence est dans les soupapes qui s'ouvrent en sens centralise , c'est-à-dire de haut en bas. Quand on abaisse le piston, il comprime l'air, et le fait passer dans le récipient;, quand on le relève, l'air extérieur ouvre la première soiqpape, et entre clans le corps de pompe , tandis que l'air comprimé d« récipient presse la seconde soupape, et la tient fermée; cnfts, quand on rabaisse le piston, la pi^mière soupape se ferme, Fair se comprime de plus en plus, il devient capable d'ocmir far seconde soupape, et passe encore dans le récipient; et ainsi]|<le snite.

L'éprouvette de la machine de compression est un tube drok, fermé à son sommet , rempli d'air , et plongeant par son extré» mité inférieure dans une cuvette de merciu'e. An commcno»ment de rexpérience , l'air du tube est sous une presÀon atmosphérique, et le mercure est au même niveau à l'intérievr et à l'extérieur; à mesure que la pression augmente, le mercure monte dans le tube , le volume de l'air se réduit successivement à la moitié , au tiers ou au quart de ce qu'il était ; et d'après la loi de Mariette , on juge qu'il est sous une pression de deux , trois ou quatre atmosphères. Dans le récipient , la pression de l'air est plus grande que dans le tube , de toute la haoCewr -àe la colonne de mercure qui s'élève au-dessus du niveau extérieor.

82. n y a des pompes de compression qui sont deâtmées à être vissées sur divers appareils pour j comprimer de Tair ou des gaz; alors, elles se composent simplement d'un corps de pompe et d'un piston sans soupape. La figure 1 1 représente rant de ces dispositions; c'est un appareil avec lequel on peut fiôre en petit des eaux de Selu : (i est le réservoir, en grande, peitit

CHAP. VI. — - MACHINE DE COMPRESSION. f 9i

fonpK d^ean, où Ton doit refonler de l'acide carbonique; 3 porte en haut im robinet auquel tient un tube qui plonge presque au fond du réservoir; au-dessus du robinet est un pas de vis destiné à recevoir la pompe de compression. Le corps de cette pompe est muni , à sa partie inférieure , d'une soupape s'ouvrant de haut en bas , et latéralement d'une seconde soupape s'ouvrant de dehors en dedans. CTest ce tube latéral qui est mis en communicadon avec le réservoir de gaz , ou simplement avec une fOnequi en est successivement remplie. Quand le piston se lève, fl aspire le gaz; quand il descend, il le comprime; et si la pompe est bien faite , il l'oblige à forcer la soupape du fond pour passer dans le réservoir inlerieur.

83. Mesare des pressions des |çaz eon tenus dans divers appavells. — On mesure en général les pressions des gax par deux moyens; par le moyen des colonnes liquides, ou par le moyen des soupapes. Les appareils à colonne liquide s'appellent des manomètres; les soupapes s'appellent, en général, soupapes de pression , et soupapes de sûreté quand elles sont destinées à empècJier les explosions.

^•■pnfea de pressinn. — Ces soii^pes sont indéfiniment va«riables dans leurs formes et dans leurs dimensions : tantôt elles ont la forme d'un coue tronqué (Fig. 5, a et 6); tantôt elles sont un simple plan qui s'adapte très-exactement sur les parois de l'ouverture (Fig. 5, c). Dans tous les cas , elles doivent fermer henaétiquement jusqu'à l'instant où elles sont soulevées. Pour estimer 1* élasticité du gaz qui est capable de les soulever, il faut connaître deux choses : 1® le poids total qui charge la soupape ; 2* rétendue de la surface qui est exposée à la pression verticale du gaz. Supposons que le poids soit évalué en kilogrammes, et que l'étendue de la surface pressée soit évaluée en centimètres carrés : si le poids est, par exemple, de 100 kilogrammes, et la surface de 25 centimètres, chaque centimètre carré supportera 4 kilogrammes; donc, 'd'après ce qne nous avons vu (89) te nombre des atmosphères est égal à ^^ on à 3'*" ,87, plus encore la pression atmosphérique ordinaire qui s'exerce aussi sar la soupape. Ce même moyen s'applique aux liquides comme nx gax; c'est celui que l'on emploie pour essayer les tuyaux de conduite et les chaudières des machines à vapeur.

Si Ton représente en général par s la surfoce de la soupape

contre laquelle s'exerce la pression, par /> le poids qui la charge, en y comprenant son propre poids, la pression sur Tunité de

surface est ~, et le nombre des atmosphères est

pourvu que/? soit exprimé en kilogrammes, et ^ ^i centimètres carrés.

Quelquefois, au lieu d'exprimer cette pression en atmosphères, on peut avoir besoin de Texprimer en colonne liquide; alors on y parvient par la formule (68)

-=h.u,d. à^oii A = — ^— V

Si p est donné en kilogrammes et s en centimètres carrés, on aura o = 0^,001, et la valeur de A sera exprimée en centime* très; d est toujours la densité du liquide par rapport à Teau. ^

L'incertitude qu'il peut y avoir dans les déterminations de cette espèce résulte surtout des difficultés qui se présentent pour obtenir la véritable valeur de s. En effet, quand la soupape est conique, si elle est mal rodée, la surface qui reçoit la pression n'est pas celle de la petite base du cône, ni peut-être celle de la grande base, et l'on est obligé de prendre pour s une sur&ce intermédiaire dont on détermine la grandeur un peu ail>itK|piement.

Quant à la valeur de p, elle s'obtient aisément si le poids est posé sur la soupape elle-même; mais si, comme il, arrive souvent, son effort s'exerce à l'extrémité d'un levier (Fig. 5, a), 3 se détermine par cette proportion :

b et V étant les bras de levier du poids /> et de la soupape, c'està-dire les perpendiculaires abaissées du point fixe sur la verticale du point d'attache du poids , et sur la verticale du point qiii presse sur la tête de la soupape.

MABomèires. — Le nom de manomètre avait été donné par Varignon à un appareil qu'il destinait à mesurer la raréfactian de l'air. Maintenant , on appelle manomètre tout appareil à oo* lonne liquide propre à mesurer des pressions. Le baromètre

G8AP. VL — MANOMÊimES. 133

sore la pressioii libre de Tatmosphère, le manomètre mesure la pression des fluides contenus dans les espaces fennës. Uéproulette de la madûne pneumatique et celle de la machine de compression sont de Téritables manomètres. Cependant on peut éta-* Uir quelques distinctions dans les appareils de cette espèce.

La figure 19 représente un manomètre au moyen duquel on flMsure la tension des gaz contenus dans le ballon &. Â a été employé par de Saussure , et ensuite par BerthoUet, dans les re« diercbes importantes qu^ils ont faites Tun et Fautive sur la vëgé* talioQ et sur les phénomènes des corps viTants. Les animaux et les plantes étaient renfermes dans le ballon &•

Les tubes de sûreté sont des manomètres qui indiquent la ten^ sion des gaz contenus dans les appareils auxquels ils sont adaptés. Quand la tension est égale à la pression atmosphérique, le liquide est au même niveau dans les deux branches (Fig. 9) ; et, eo gàiéral , la différence des niveaux mesure la différence des pieisions; il suffit de connaître la densité du liquide contantu dans le tube pour évaluer cette différence de pression en millimèlres de mercure.

Les tubes de si!kreté ont été inventés par Welter : ils sont d'un grand usage en chimie, parce qu'ils empêchent les explosions et V absorption. Quand la pression intérieure devient trop faible, Tair atmosphérique refoule le liquide dans la boule et pénètre dans l'appareil ; au contrairaf^*. quand elle est trop forte, elle chasse la colonne Uquide et trouve une issue par le tube.

Quand les pressions doivent être très-fortes, on emploie d'autres manomètres (voy. chap. IV, machines à vapeur).

84. FuU * vent (FiG. 12, 13, 14, 15). — Il suffit de nommer cet appareil pour que Ton en devine le mécanisme. La crosse contient im réservoir à soupape dans lequel on comprime de Tair sous huit ou dix atmosphères, au moyen de la pompe représentée dans la figure 16; cette pompe de compression est un simple tube à piston qui se visse sur le réservoir, et qui porte Ters l'extrémité opposée un ou deux trous «, que le piston ferme dès qu'il commence à se rapprocher du fond. En mettant les pieds sur la traverse de la tige du piston, la manœuvre est facile ; c'est par la résistance que le piston éprouve quand il approche du fond que l'on apprécie le degré de tension avec lequel l'air intérieur repousse la soupape. Quand le réservoir est chargé, on

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y ajoute un canou ijui reçoit le projectile et qui en dirige le giouvement. On fait partir une détente qui ptesee la soupape : Tair soit avec violence, cixa&se la balle, et la soupape se referme à rinstant. On peut tirer de suite plus ou mcuBS de ooups, suivant que le réservoir est plus ou moins grand. Le tusd k vent peut lancer la balle avec autant de vitesse que le fusil à poudre. Cet effet ne se produit pas sans bruit ni sans lumière. L^air coos» primé , se de'bandant subitement , fait uoie explosioii 'pareîBe à celle du crève-vessie ; et , à rextrémité du canon, om voit mt jei de flamme qui est produit par le frottement des petites poussières solides que lair rencontre ou qu^il emporte avec U, car il paraît que dans un air tpès-pur il n'y a plus de flamme perceptible.

UTIE ntSIIER. — PESANTEim. iM