CHAP. II. — MÉLANGE DES VAPEURS ET DES GAZ

d eau , el réciproquement. Tout semble indiquer qu'il n'y a de réaction mutuelle qu^entre les molécules de même espèce : cependant nous verrons , en étudiant la propagation du son dans les mélanges de cette nature , qu'il y a une communication uniforme de mouvement vibratoire , qui suppose une action à distance entre toutes les molécules sans distinction.

Pour compléter ces notions générales , nous indiquerons plusieurs problèmes qui peuvent se présenter dans la pratique.

1** Étant donné un vase extensible^ contenant un volume v de gaz, qui exerce une pression p contre les parois , on demande quelle pression il exercera si l'on y fait passer un liquide dont la vapeur sature l'espace avec une tension maximum représentée par f.

La pression deviendra évidemment/? -\-f,

T Etant donné un vase indéfiniment extensible^ contenant un Tolume V de gaz , sous une pression p , déterminer le volume qu'il prendra si Von y fait passer un liquide dont la vapeur sature l'espace avec une tension maximum représentée par f\ on suppose que ni la pression extérieure p ni la température ne changent pendant cette expérience.

A mesure que la pression intérieure augmente par la formation de la vapeur, elle diminue par l'expansion du gaz, et, comme elle doit pour l'équilibre rester égale à la pression extérieure/?, il faudra, puisque la vapeur supporte /'pour sa part, que le gaz supporte/? — f\ donc le volume f' s'accroîtra au point

de devenir — ^^

3* Un mélange gazeux a une force élastique /? à la température t\ il prend une force élastique/?' à la température ^, sans que son volume change sensiblement : on demande sHl s'est formé des vapeurs ou s'il s'en est précipité.

S'il n'y avait aucune vapeur de développée ou de condensée ,

la pression deviendrait j"^ , ainsi , /?' — p. /X^^ sera la force

élastique de la vapeur perdue ou gagnée.

Ces formules sont des conséquences rigoureuses du principe général que nous avons énoncé ; elles supposent qu'aucune action dnmique ne s'exerce ; mais s'il arrivait que, dans le mélange des ftuides élastiques , il y eût combinaison en proportion définie , ou simplement dissolution de l'un par l'autre , ou enfin conden-

sation de Tua des fluides par les parois eaveloppantes , il est évident que cette loi des tensions ne serait plus applicable.

M. Regnault avait eu des doutes à cet ^ard ; il supposait surtout que, pour le mélange des Tapeurs avec les gaz, l'appareil de Gaj-Lussac pourrait bien n'avoir pas une exactitude suffisante ; il a donc imagimé d'autres méthodes et fait sur ce poiiit des expériences nombreuses et intéressantes {Ann. de Phys, et de Chim., t. XV , page 134, et Comptes rendus de VAcad,^ août 1854) qui conduisent aux conséquences suivantes :

1° Le principe est de nouveau vérifié et confirmé d'une manière générale;

2^ Cependant les enveloppes de verre dans lesquelles on fait le mélange des vapeurs avec les gaz exercent une action hygroscopique plus ou moins forte pour liquéfier une partie delà vapeur; alors les couches voisines des parois n'ayant plus ici , comme dans le vide , la facilité de reprendre inunédiatement leur point de saturation , il en résulte , dans la force élastique totale de la vapeur, une diminution qui varie suivant les circonstances; pour la vapeur d'eau , entre 0 et 40°, cette diniinution s'élève à environ ^ de la tension dans le vide ; pour la .vapeur de sulfure de carbone, à environ ^\ pour les vapeurs d'éther et de benzine, elle peut dans quelques cas s'élever à ^ ou ^;

3® Dans l'acide carbonique la vapeur d'éther semble éprouver une diminution plus grande que dans l'air ; mais cela tient sans doute à la solubilité de l'acide carbonique dans l'éther liquide;

4° Quand il s'agit du mélange de deux vapeurs dont les liquides se dissolvent , la tension du mélange est , pour chaque température , plus petite que la somme des tensions de ces vapeurs dans le vide :

Pour l'eau et l'éther, enti*e 15* et 24°, la tension est égale à celle du liquide le plus vokoil ;

Pour l'éther et le sulfure de carbone, entre — 1& et 40", et pour le chlorure de carbone et. le sulfure de carbone, entre 8* et 4S^, la tension du mélange est en général plus petite que celle du liquide le plus volatil ; elle dépend d'ailleurs des proportions relatives des deux liquides ;

Pour l'alcool et la benzine, entre 7° et 19°,. la tension du mé' lange est plus grande que celle du liquide le. plus volatil; elle reste comprise entre celle-ci et la somme des tensions.

GHAPITBE ni.

De rÉbalUlioa et de rÉraporatiQU.

itfS. La tranftfiDiwiation des liquides en fluides élastiques s'appelle en général {vaporisation. Les liquides se vaporisent par ehullition^ c'est-à-dire quand les yapeurs se forment au sein de la masse; et par épaporation ^ c* est-à-dire quand elles se fbrment à la sur&oe.

Lorsqu'on observe Tébullition d'un liquide 9 on ne voit en général qu'un mouvement plus ou moins rapide qui mêle toutes Jes parties de la masse et qui les agite dans tous les sens; mais quand on fait rexpérience dans un vase de verre , on aperçoit la cause toujours changeante qpîi produit ces mouvements. On reconnait que des bulles de vapeur se forment sin* les parois échauffées du vase y qu'elles s'élèvent en vertu de leur légèreté, et qu'elles viennent éclater à la surface : elles sont d'abord petites au moment où elles se forment, mais dles prennent du volume à mesure qu'elles s'élèvent; et celles qui partent des points du vase les plus chauds , sont celles qui se succèdent avec le plus de rapidité. Pour que ces bulles puissent se former et «'élever au milieu de la masse liquide qui les presse de toutes parts, il faut évidemment que la vapeur dont elles se composent dit une tettfiÎMt égale à la pression environnante; c'est là ce qui détermine les poinu d'ébullition des différents liquides , et aussi les points d'ébullition du même liquide soumis à des pressions différmtes. Ainsi , la première condition de l'ébuUition est que la température soit assez haute pour que la force élastique de- la vapeur puisse vamcre toutes les pressions qui se font sentir dans la masse liquide. La seconde condition, comme nous l'avons déjà vu , est que la vapeur trouve à absorber le calorique latent nécessaire à sa fonnation.

De la première condition il résulte que tout ce qui fait varier la pression du liquide ou la tension de la vapeur fait changer *^ttM le point d'ébullition ; et il résulte de la seconde que la rapidité de r&uttition dépend seulement de la quantité de cfaa-

3i6 LIVRE II. — CHALEUR. — PREMIÈRE PARTIE.

leur qui est fournie aux parois extérieures du vase dans un temps donné, et qui peut passer de là aux parois intérieures; puis à la portion du liquide qui se vaporise. Ces deux conséquences exigent quelques déyeloppements.

IS9. Dv p«tiit d*ébiillitloii. — Les causes qui peuvent faire varier le point d'ébullition d*un même liquide sont principalement la pression qu'il supporte et les substances qu'il peut tenir en dissolution ; ensuite la cohésion du liquide et la nature du vase qui le contient exercent aussi quelque influence, mais dans des limites très-restreintes.

InOnenee de la pression. — Au niveau de la mer, sous la pression ordinaire de 760°°*, Teau bout à 100^; au sonunet du mont Blanc , dont la hauteur est de 4775 mètres et où la pres^ sîon atmosphérique est d'environ 417"*"', l'eau doit entrer en ébuUition à la température pour laquelle la tension est 417*^, c'est-à-dire 84* environ. Si l'on pouvait s'élever plus haut, la pression devenant moindre , l'ébullition se ferait à une température encore plus basse, fin général , connaissant le tableau de la tension de la vapeur d'un liquide , son point d'ébullition sous une pression donnée sera facile à trouver, puisqu'il sera toujours le degré de chaleur qui donne à la vapeur une tension maximum capable de vaincre cette pression. Réciproquement, on pouira faire bouillir un liquide à une température donnée , puisqu'il suffira toujours de diminuer la pression au point qu'elle soit moindre que la tension du liquide pour cette température.

Par exemple, sous une pression de 30"*", Teau doit bouillir à 30*^, puisqu'à cette température la tension de l'eau est un peu plus grande que 30°*° ; de même ; sous des pressions de 20°*, de^lO"*"*, de 5"*°*, l'eau doit entrer en ébullition aux températures de 23% de 11* et de 0*.

Ces conséquences se vérifient facilement de la manière suivante : on met de l'eau à 30^ dans un vase de verre sous le récipient de la machine pneumatique , et après quelques coups de piston, quand l'éprouvette ne marque plus que 30"*" de tension, l'ébullition commence avec une grande force, comme si leau était sur un feu très-vif et soumise à la pression de l'air. Cette ébuUilion cesse bientôt, parce que la vapeur remplit le récipient et presse la surface liquide ; mais , par de nouveaux coups de piston , on enlève la vapeur comprimante et on fait recommencer l'ébullition. Avec nos machines ordinaires » il serait impos-