S UVRE VU. — DE LA CHALEUR

masse ni de Tapeur a abandonné une quantité inconnue x de chaleur latente , ou en somme nix.

On a donc :

m'jc -h nie {t — 6 — r) = Irm ;

d'où l'on déduit la valeur de x.

Pour donner de la précision à l'expérience, il importe sartont d'agiter sans cesse le liquide du calorimètre au moyen de Fagîtateur dont il est pourvu , et de prendre toutes les précaudons possibles pour que la vapeur n'emporte pas des gouttelettes liquides qui n'auraient point à déposer de chaleur latente.

On a trouvé ainsi les résultats suivants :

Eau 537

Alcool 207,7

Éther sulfurique 96,8

Essence de térébenthine '^^fi\

c'estp^-dire que 1 kilogramme de vapeur de ces difTérents liquides, en se condensant sans changer de température, est capable d'élever de V un poids d'eau de 537 kilogramme», de 207,7, etc.

Les trois derniei*s résultats sont dus à M. Despreti; il anil obtenu ô3 1 pour la vapeur d'eau ; Rumford donnait 567 ; Dalong, 543. M. Regnault donne 537, MM. Favre et Silbermann 536. On peut donc, sans craindre une trop grande erreuff adopter définitivement 537.

268 . En partant de la formule fondamentxde que Laplace a établie sur la théorie des fluides élastiques (livre XII* de la Mvcaniqite céleste)^ je suis parvenu aux relations suivantes enlw les diverses données qui caractérisent les vapeui-s. ( Voy. Its Comptes tendus de r Académie des sciences ^ 31 mai 1847.)

CHAP. n. — FORMULES DE M. PBRSON. 699

a est runité divisée par le coefficient de dilatation de la Tapeur, z représente — 7— , k étant le coefficient de capacité de la vapeur,

c'estrà-dire le rapport de sa capacité à pression constante à sa capacité à volume constant ; s^ chaleur spécifique du liquide qui doane naissance à la vapeur.

^ et f I, quantités absolues de clialeur que possède 1 kilogramme de vapeur aux maximum de tensions p et pi et aux températures correspondantes t et ^j ; d et dt représentent, dans les mêmes conditions, les densités de la vapeur, c et ci les chaleurs spécifiques à pression constante; enfin X et Xj les chsileurs latentes.

J'ai fait voir de plus :

1* Que si dans Téquation [6] on substitue pour p et pi deux tensions maximun quelconques, et pour t et ti les températures cari'espondantes, on obtient pour z une série de valeurs croissantes ou décroissantes dont aucune ne peut être exacte ;

3^ Que la vraie valeur de z est plus petite que la plus petite lies valeurs de cette série, ou plus grande que la plus grande;

S* Que dans le premier cas la différence des quantités de chaleur f — qi est croissante à mesure que la température s'élève, et qn^au contraire, dans le second cas, elle est décroissante ; ce qui donne pour les vapeurs deux types différents, Tun à chaleur croiouinte , Tautre à chaleur décroissante ;

4* Que la vapeur d'eau appartient au premier tjrpe, c'est-àêm , qu'un kilogramme de vapeur d'eau , pris au maximum de la tmision, contient une quantité absolue de chaleur d'autant phis grande qne la température est plus élevée ;

5* Que l'acide carbonique appartient au contraire au second type, c'est-à-dire qu'un kilogramme de vapeur d'acide carboaiqne, pris au maximum de tension, contient une quantité absolue de chaleur d'autant plus petite que la température est plus élevée ;

6* Qu'en vertu de l'équation [6] les chaleurs latentes sont liées aux quantités absolues de chaleur, de telle sorte qu'il suffit souvent de connaître deux chaleurs latentes d'une vapeur correspondant à des températures un peu éloignées pour découvrir auquel des deux types cette vapeur appartient. Ainsi , pour la vapeur d'eau, j'ai trouvé qu'à la températiue zéro la chaleur

640 LIVRE Vil. — TE LA CHALEUR.

latente Xi = 560; on sait qu'à 100* on a X= 537, parcoD>fquent

c'est-à-dire que le kilogramme de vapeur d*eau au maximum .1 100^ contient 77 unités de chaleur de plus qu'à la température zéro.

Avec cette donnée on peut déterminer la valeur de X- , qui me parait être comprise entre

X== 1,020 et X= 1,030.

Il devient dès lors facile de déterminer les chaleurs spécifique» à pression constante et les densités correspondant à des pressiow données.

Je regrette de ne pouvoir donner ici plus d'étendue à cettar discussion importante; mais je vais encore, en peu de mou, indiquer le procédé dont j*ai fait usage pour déterminer les disleurs latentes à la température zéro. L'appareil est représeolê (Pl. 47, FiG. 6). « a est un tube de verre mince d'enviroi i centimètre de diamètre et 20 centimètres de longueur, d'ui poids connu , contenant quelques grammes d'eau qui out rt» pesés avec soin, et qui sont destinés à Tévaporation. Pourrecueillir la chaleur latente qu'ils doivent prendre pendant le cfaaigcment detat, on fait plonger le tube dans un bain refitwii jusqu'à une température voisine de /.éro , dont on obsei^e la l«ii de réchiiuffenieiit ; ce bain se compose» lui-même d'um» (vntaiiitj de irrammcs d'eau contenus dans une cloche mince de verre ' . de i ou 5 centimètres do diamctrc et d'une hauteur suflis«»nu. \(in d'empèchcr la condensation des vapeurs extérieures >ur 1«"^ parois de la (-loche, elle est ajustée avec un bouchon dans un vase cylindrique de verre (\ de 12 ou 15 eeutimctres de diiim<tre, et d'une assez grande hauteur pour que la couche d'à» «il» sulfurique qui en couvre le fond n'exerce pas une aclioii ln»f' directe sur la partie inférieure de la cloche. On évite ainsi et b condensation (i(»s vapeurs et reflet des couranLs d'air, cjui tn"!hleraient Tun et l'autre la loi dn réchauffement.

♦• L'eau du bain doit avoir un niveau de quelques cenlini«ïn^ pins élevé que le niveau de l'eau dans le tube d'évaporatiim; elle doit être ajjitée régulièrement avec un agitateur conveiiabli» nr • 1;| temp(Tature est indiqnée par un thernioniètre / u'"" l'oii observe au cathétomètre.

• Les choses ainsi disposées , on détermine avec soin la dui*ée da rédiauffement de demi-degré en demi-degré , par exemple depuis 3 ou 4* jusqu'à 7 ou 8*. Pendant cette première période, il ny a aucune évaporation dans le tube; il comjBumque, il est vrai, avec la machine pneumatique, ou plutôt ayec une cloche sous laquelle il y a de Tacide sulfurique concentré, mais le vide n'est pas fait. Le réchaufTement étant parvenu à 8 degrés , la seconde période commence , c'est-à-dire que Ton fait le vide rapidement , et cependant avec assez de précautions pour que Tébullition soit modérée , sans soubresaut ju projection de liquide. A l'instant la marche du réchaufTement se ralentit ; on pourrait même faire i*etomber le thermomètre à 7*,5, ou du moins le maintenir près de 8* pendant 10 ou 12 mi- I notes, qui est le temps nécessaire pour vaporiser de 1 à L S grammes deau; alors on rend l'air, et, pour plus de sûreté L ^pendant cette troisième et dernière période , on continue d'obt-^aerver encore la loi du réchauffement jusqu'à 10 ou 1 1*, la tcm- [^ -pcnture ambiante étant d'environ 20*.

i^ • Ces indications suffisent, sans entrer dans plus de détails, ^: ipour faire voir que cette méthode atteint le but. Connaissant, par nouvelle pesée, le poids de l'eau qui s'est évaporée; coule temps pendant lequel le bain, avec tout ce qui le le, a été maintenu entre 7 et 8*, par l'effet de l'évaition, et ce qu*il a di\ recevoir de chaleur dans cet intervalle , est fiicile d'en déduire la quantité de chaleur que l' évaporation eBe-méme lui a enlevée.

« Plusieurs expériences , dont les résultats sont assez concordants, me donnent environ 560 unités pour la chaleur latente de la vapeur d'eau à 0*.

« La principale difficulté de ces expériences résulte d*un plié Bomène dont, je Tavoue, je n'avais pas tenu assez de compte dans mes prévisions. Les prépai*ateurs ont tant de peine à faire reossîr dans les leçons l'expérience de Leslie, que je ne m'attendais pas à rencontrer ici , comme un obstacle , la congélation par le vide; c'est cependant ce qui arrive. Le liquide qui fournit àTévaporation se trouve, comme nous l'avons dit, environné par Teau du bain, dont la température est de 7 ou 8*, et qui, de pfaift, est agitée vivement, surtout autour du point où le froid se produit; malgré ce réchauffement considérable, la couche superficielle se gèle sans cesse, quand on ne ménage pas l'opé- II. ^i

64t ' llfW TH. — DB LA GHAUnu

ntioii ayec asses de soin , et il arme iowtici

«km une sorte de piston qui, ëfaiit Umdé piv ht

de Teau à h glaee qui est au-dessoos > «'en wwk

qae dans la machine pneamatiqne. Il- mm ÊêuI

éviter cette cause d'erreur^ il finit m^ne wUer A^i^e h

soin à ce qa*ancane parcdle de liquide' ne

bonillonnement, contre les parois db tidié,

de Veau du bain. On y parvient en settai

ttbhe de fils fins de platine dans le liquide, et

oareQ un peu au-dessus de sa surfiwe , maia^ am^dews—dn^a^

▼eau du bain. *

1I(B9. M. Regnault a publié an grand traml dont le objet est la détermination des feroes dastiqMft' et latentes de la Tapeur d'eau, depuis les plus beasee jusqu'aux températures Toisine» de MO*, féur lea ques, la concordance presque pat&it» de résultats anciens de MM. Dulong et Aiiago justifie .le> mt fiance unanime dont ceux-ci a^aieiit M FcAyea. leurs latentes, les expériences de M.» liefpaell Hm, moins neures par la di^Kisition des appanib et lea d'observation que par les masses connédiébhseur liHipiÉBfiii opéré.

Tai essayé de donner une idée de son appereil dansleifr gures 2, 3 et 4 (Pl. 47). La figure 4 représente rensemble; k figure 2, une première coupe verticale des deux calorimètres ;tf la figure 3 , une seconde coupe verticale perpendioidaire à b première , et passant par le robinet distributeur.

La figure 4 fait voir les six parties principales de l'appinit savoir :

1® a, fourneau et chaudière;

î? by grand réservoir d'air comprimé, destiné à faire peeiai sur le liquide de la chaudière , pour retarder rândlitâon et h porter jusqu'à 200*;

3* c y manomètre donnant l'élasticité de Tair qui presse sor le liquide de la chaudière, et par conséquent la tension de h vapeur quand Ve'bullition a lieu ;

4" rf, efy le système des deux calcmmètres;

5*^ Cj condenseur établi dans une bacbe d'eau firoide,. sarfsst d'une part à transmettre à la chaudière la pression du lésenw à air, et de l'autre à recevoir, pour la condenser, la vapeur fs

a servi à échauffer les tubes de communication jusqu*à l'entrée des calorimètres;

6* /; raccord à cinq tubes, 1 , 2, 3, 4, 4'; par le tube 1^ il reçoit la pression du réservoir à air; par le tube 2, il la transmet ao manomètre ; par le tube 3 , au condenseur d'abord , et ensuite par 3' au condenseur de la chaudière, par les tubes 4 et 4', um <^orimètres d et cf.

Il est inutile d'entrer ici dans tous les détails de construction ; il suflSra de dire que la chaudière est de tôle de fer de 12 millianètres d'épaisseur , qu'elle contient 300 litres , et qu'elle reçoit aeulement 150 Utres d'eau; que le réservoir à air est fait de tôle ^pareille, qu'il contient 600 litres, et qu'une pompe à air toujours jtoéte j maintient la pression voulue ; que le condenseur convint 60 litiges , qu'il porte un tube de niveau ^ pour observer 4ll mardie de la distillation, et que Tcau se renouvelle sans cesse 'iratour de lui par le tube à siphon 6.

' Mais nous avons à examiner particulièrement la disposition «^|es calorimètres d et d\ qui se voit en détail dans la figure 2. -£ii Tapeur y arrive par le robinet distributeur g; elle entre dans Wb premier globe h , passe dans le second /, et de là au serpenim k^ qui se termine par sa communication avec le tube à air 4, H^tnant du raccord /*; un tube partant du second globe et desjÇéndant hors du calorimètre porte l'eau de condensation dans ilitti ballon de verre / (Fig. 2 et 4). Cet appareil condenseur est ^CDTeloppé d'une masse d'eau sans cesse agitée, dont de bons thermomètres indiquent la température ; connaissant le poids de r^u et de toutes les pièces du calorimètre, le poids de la va- Ipeur condensée, et l'élévation de température produite, on -calcule par les métliodes indiquées plus haut, et en faisant toutes les corrections, la quantité de chaleur abandonnée par 1 kilognunme de vapeur dans les conditions de rexpcrieuce.

La masse d'eau des calorimètres est de 66 kilogrammes ; elle 9e détermine au moyen de la jauge y, qui est munie d'un entonnoir, et qui reçoit elle-même Teau d'un réservoir supérieur. A diaque expérience, on vide les calorimètres par leur robinet inférieur. Pom- les remplir, il suffit de tourner le robinet inférieur de la jauge et celui du tube par lequel elle communique au calorimètre.

Le robinet distributeur g reçoit la vapeur de la chaudière par un tube de communication qui, pour ne prendre que de la vapeur