EFFETS DES DILATATIONS
marquables. Déjà nous avons yu que les montgolfières s’élevaient parce qu’elles renfermaient de l'air chaud, plus léger que l’air extérieur. Le tirage des cheminées, les Courants courants d’air et presque tous les mouvements de l’atmos- dans: 168 phère sont dus en définitive à la diminution du poids spécifique de l’air dilaté par la chaleur. |
904. On peut observer les courants que des dilatations Courants inégales occasionnent dans un liquide, en exposant au soleil VU ” un vase de verre un peu profond, ‘contenant de l’eau où l’on a mis quelques parcelles de poussière. Il se manifeste : bientôt des courants ascendants le long de la partie échauffée, et descendants de l’autre côté. L’eau sur le feu présente ces courants d’une manière encore plus marquée : les particules du fond montent dès que leur dilatation les a rendues plus légères; d’autres descendent pour les remplacer. Ordinairement le courant descendant est au centre de la masse, parce que ge sont les parties voisines des parois qui s’échauffent de préférénce.
Les phénomènes se reproduisent en sens inversé quand on refroidit l’eau, du moins tant qu’on n’a pas atteint 4°; car alors, si le vase est posé sur de la glace, il y a des courants ascendants, comme quand il était sur le feu.
905. On observe dans les glaciers de la Suisse des trous Puis des très étroits et très profonds, remplis d’eau, qui s’agrandis- in sent en profondeur bien plutôt qu’en largeur. Il est facile de concevoir par quel mécanisme ils se creusent : s’il y a un peu d’eau dans une cavité superficielle, cette eau doit marquer environ o° dans la partie qui, touche à la glace ; mais à la surface, où elle reçoit les rayons du soleil, elle peut s’échauffer. Or, les molécules qui s’échauffent ainsi deviennent plus lourdes; elles doivent donc descendre,
et leurchaleur, transmise ainsi au fond, y détermine peu à peu la fusion de la glace.
S06. On conçoit maintenant comment cértains lacs ont Temperavers Le fond une température qui diffère peu de 4°, puis- “"”° or que, dans une masse d’eau tranquille, c’est vers le fond que doivent se trouver les particules les plus lourdes.
907, Les dilatations des métaux sont tellement considé- !Dilatations des metaux
dans les con.
structions,
Marche irregulière des horloges,
Erreur sur la hauteur barométrique,
Sur les mesures ‘de longueur, de .capacité.
Force de dilatation dans les gaz.
28 LIYV. VI. CHALEUR,
Sidérables, et surtout se font avec tant de force, qu’on est obligé d’en tenir compte dans les constructions. Ainsi on a eu soin de laisser de petits intervalles entre’ les pièces de bronze qui forment l’hélice de la colonne Napoléon. Gette hélice a 813 pieds de développement, et si toutes les dilatations s’ajoutaient il y aurait, de l’hiver à l’été, des différences de 8 à 9 pouces dans la longueur. Quand on établit des tuyaux de conduite, on les ajuste de manière qu'ils s'engagent un peu les uns dans les autres, laissant ainsi du jeu pour, ia dilatation. On a soin de ne pas clouer en une seule pièce toutes les parties d’une grande toiture métallique. Lorsqu'on établit une grille on laisse le jeu convenable; sans quoi une porte qui fermerait bien pendant une saison ne pourrait plus fermer pendant une autre. |
908. Mais c’est surtout dans les instruments de précision que les effets des dilatations se font sentir. Quand il fait chaud, le pendule qui règle une horloge s’allonge, et l’horloge se met à retarder; les montres éprouvent des effets. analogues. Si on fait du feu dans une chambre, on voit le baromètre monter, sans cependant que la pression atmosphérique devienne plus forte; c’est seulement que la chaleur dilate le mercure, et qu’il faut une colonne plus haute de cé liquide, devenu plus léger, poür faire équilibre à la même pression. Il est vrai que si l'échelle qui mesure la colonne s’allongeait précisément comme elle, on pourrait encore lire l'indication exacte ; mais il n’en est pas ainsi, ct la dilatation toute différente de l’échelle amène une nouvelle cause d’erreur. On conçoit que les mesures de longueur, de capacité sont dans un état continuel de va rialion, etqu'’il en est de même des choses que l’on mesure. Ainsi un hectolitre d’esprit-de-vin a notablement plus de valeur en hiver qu’en été, et on en tient compte aux barrières; cependant, en général, on peut supposer les mesures invariables; c’est seulement dans les recherches scientifiques que leurs variations ont de l’importance , et sous verrons bientôt comment on y a égard. s
909, La force de dilatation due à la chaleur est bien ma-
FORCE DE DILATATION. Be)
nifeste dans les gaz et les vapeurs, puisque c’est elle qui produit les explosions des armes à feu ct qui fait marcher les machines à vapeur. Dans l’air on peut la mettre aisément en évidence, en échauffant un. peu Îe thermomètre de Drebbel (835); il est clair que la force élastique augmente, puisque le niveau descend. Pour avoir une idée de celte force, on n’a qu’à plonger dans de l’eau chaude le tube de Mariotte (508). Si lon a soin d'ajouter du mercure pour que le volume réste le même, on trouvera que la force élastique est considérablement augmentée, car la colonne soutenue sera beaucoup plus haute. Nous verrons par lamesure des dilatations quel est accroissement de force qui résulte d’une élévation donnée de température. Cette force est assez considérable pour qu'il y ait quelques+chances de succès à remplacer la vapeur dans les machines par de : Jair chaud préalablement comprimé (940).
910. Les liquides acquièrent par la chaleur une force de dilatation telle, qu’il arrivé un moment où les vases ne peuvent plus résister. Quand lé mercure, dans un thermomètre , est monté jusqu’au haut du.tube, le plus petit accroissement de chaleur fait casser l'instrument, et il en serait de même d’un vase beaucoup plus solide. La force de dilatation -des liquides, bien qu’elle soit si grande , est res: tée jusqu’à présent sans emploi, parce que les changements de volume sont fort petits; mais peut-être l'acide carbonique, qui a une énorme dilatation, pourra-t-il fournir un nouveau moteur.
