DB LA TEMP. DE LA TERRE, ETC

1oKqu*U s'agit d'observer des températures trMMisseSi carie mercare se congelant à — ^ dilatation ne doit pas rester uniforme en approchant de son changement d'ëtat. L'usage de ces thermomètres doit être restreint,

attendu que la dilatation de ralcool, comme celle des

autres liquides dont on a fait usage, tels que le (arbure de soufre, etc., est très-irrégulière. Nous ajouterons, toutefois, que la dilatation de l'alcool et du carbure de soufre étant six fois plus considérable que celle du mercure, on aperçoit facilement de légers cbangemenls dans la colonne des thermomètres construits avec ces liquides.

£n météorologie on a besoin , en outre , de thermomètres à maxima et à minima quand il ^'agit d'observer dans des lieux profonds, ou lorsqu'on 'veut avoir la température maximum ou minimum du jour.

Thernwnii'trcs h maxima, — Parmi les thermomètres à maxima, nous citerons d'abord celui de Rutherford, qui a été longtemps en usage; il est horizontal et à mercure. Le mercure, en se dilatant, pousse un petit cylindre d'acier qui s'arrête lorsque la colonne thermométrique a atteint sa plus grande longueur, et marque par conséquent la température maximum du lieu où se trouve l'appareil. Ce thermomètre , cjui n'est pas toujours d'un emploi facile, a l'inconvénient délaisser passer le mercure entre l'index et le tube y ce qui le rend fautif.

Le thermométrographe '^pl. I, fig. i) consiste en un tube recourbé plein d'alcool en r, et contenant du mercure en m i m'. Sur le mercure sont des index qui marchent à frottement dans le tube^ de telle sorte que s'ils sont en acier, par une légère secousse ou Faction d'un aimant, on les amène au contact du mercure^ alors un abaissement de température élève l'index et une élévation de température élève h dans le tube iVii. Cet instrument indique en même temps les maxima et les minima. Plusieurs causes rendent son emploi borné : les index tombent à la moindre secousse $ il est formé

cHAFinv I. ag

de deux liquides, dont Tun se dilate uniformémeut et l'autre ii régulièœnieiit. On obvierait jusqu'à un certain point à ce flernier inconvénient eu le graduant de degré en dc^vé par comparaison.

Un des iherinomètres à niaxinia dont on fait usage le plus fréquemment aujourd'hui dans les observations qui demandent beaucoup d'exactitude, est le therinomètre à déversement de M. Walferdin. C'est un tiieiv moniètre à mercure et à échelle arbitraire (pl. 1, fig. a); il est terminé intérieurement à sa partie supérieure par une pointe très-fîne ù venant déboucher dans un réser*. voir a. L'appareil est purgé d*air, et on détermine combien un degré centigrade occupe de divisions sur la tige du thermomètre.

Quand on veut observer, on remplit la tige jusqu'à la pointe 6, à une température quelconque que Ton sait intérieure -il celle que Von cherche; on donne une se* cousse pour détacher la partie de la bulle de mercure qui se trouve à la pointe de la tige , et alors tout le mercure excédant, provenant de Télévation de tempéra* tare , se rend dans le réservoir a, qui en contient toujours un excès ; on met ensuite l'appareil en expérience, après l'avoir garanti de la pression en le renfermant dans un autre tube, s'il est destiné à être descendu dans un trou de sonde. Quand l'expérience est termmée, on retire l'appareil et on le place dans un milieu de comparaison, dont ia température, inférieure à celle du maximum, est déterminée à l'aide d'un lliemioniètre étalon; on note le point où la colonne de mercure s'arrête dans la tige ; on ajoute a la température du milieu celle qui correspond à la différence entre le niveau actuel du mercure dans la ti«;eet la dernière division située vers /jy puis la valeur de la petite partie non divisée jusqu'à la pointe, laquelle est déterminée une fois pour toutes. On a alors la température cherchée.

Cet instrument, lorsqu'on a l'habitude de s'en servir^ comporte une assez grande exactitude. La seule condition difEcile à remplir est d'avoir un milieu de compa*

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raison dont la température soit sensiblement uniforme.

Thermomètres à niinima, — Rutherford a construit un thermomètre à minima analogue à son tliermomètre à maxiroa. II est horizontal et à alcool; dans Tintérîeur de la colonne tliermomëtrique se trouve un petit • index en agate ou en verre. Lorsque Talcool se contracte par rcffet d'un abaissement de température , le cylindre suit le mouvement de rcxtrémitc de la colonne liquide, en vertu de faction capillaire; et quand la colonne s'arrête , puis revient sur ses pus, le petit index, en raison de son poids, reste en place, et l'alcool glisse le long des parois du tube. La position de Tindex indique la température minimum du lieu de robservatioii. Ce thermomètre à échelle fixe, quand il est gradiu'- par comparaison avec un thermomètre étalon, peut donner d'assez bons résultats.

M. Walfordin ît construit un lluTnioiuèti f à uiiiiluia (|ui n*a pas la j)récisi()n de son tlici-nionictrc à maxima : il se compose (fig. 3; d'un tube rempli d'alcool, terminé inféricuremiMit par une petite pointe f qui déboucbe dans la (*uv('tteau fond de la({uelle se Ir'ouve une petite quantité di' inerciu'e /;/ ; c'est donc un ibei'iîionu lrc à deux liquides, dont l'un, le niereiue, se dilate régulièrcuieut, et 1 autre, l'alcool, irrégulièrement.

Qjiand on veut operei", on donne au thermomètre une température supérieure à celle que l'on veut observer, puis on renverse l'instrument; la pointe c baigne alors dans le mercure; l'instrument doit rester dans cette position jusqu'à la lia de l'opération. Après cela, on le descend ainsi renversé dans le lieu où l'on veut observer un minimum de température. L'alcool se coh^ tracte et reste dans la cuvette; lorsque eusuite on retire le thermomètre, la température s'élève, et ron voit le mercure pénétrer dans la tige'c a. On place l'appareil ainsi disposé dans un milieu de comparaison, et on note la division oîi s'arrête le mercure. On connaît combien il faut de divisions pour correspondre à un degré, et, en i<elranchant de la tempéi*atureau milieu celle qui corres-

Digitizea L7 GoOglc

ttânm t. Si

pond ian nombre de divisions occupées par le tnercurey on a la température minimum. Xi est nécessaire que le tube c a soit plus long que la colonne thermomëtrique dui correspondrait à l'abaissement de température que Ion veut observer, nfin que le mercure ne rentre pas dans le réservoir a. Ce thermomètre est très-sensiblc, à la vérité, mais il a rinconvénient des thermomètres à alcool, les irrégularités de dilatation entre les deux iiquidespotivant apporter des incertitudes dans les observations.

Pour obtenir la température minimum au fond d*iiil lac, de Saussure a employé une méthode qui, (ra])rûs ce que nous venons de dire sur les thermomètres a minima, est encore -usitée aujourd'hui ; elle consiste sim*plement à entourer un tiiermomètrc ordinaire de corps très>mauvais conducteurs avant de le descendre dans le lac, à Vy laisser pendant un certain temps, puis à le relirer rapidement , et à lire la température qui est celle du lieu où l'appareil a séjourné.

On a aussi pruposé d'autres ihei'momctres a déversement, ainsi cjue des tlicrinoinèlres métalliques qui tracent eux-nu^^'ines les variations de température. Il est à désirer, pour la facilité des ol)servatious , que l'usage de ces derniers instruments se répande dans les observatoireb météorologiques.

/ippnreils thcrmo'i'lcctviqiies. — Ces appareils sont précieux quand il s'agit il'observations instantanées. On peut voir leiu- construction et leur usage dafis le Traité de C('l('('tricil(' et du tnagnétisrnc fBcc(juerel), tome lY^ page 6, et dans le Traité de phjrsique appliquée ^ tome li I page 4^.

Exposons maintenant les observations que l*on a recueillies sur l'accroissement de température depuis la couche invariable jusqu'aux plus grandes profondeurs oà l'on soit parvenu.

Gassini avait déjà remarqué^ en 1671 que la Xtxo^ pérature n'éprouvait aucuti changement dans les caves de rObservAtoirc. Eu 1 763, un appareil y fui étaMi à

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une profondeur de 27 mètres 60 centimètres, par le comte de Cassini et Lavoisier, dans le but d'étudier rcgullèrenient la température de ce lieu : on éleva , à cet effet, un massif en pierre sur lequel fui placé un grand vase en verre rempli de sable très-fin, et dans lequel fut ajusté un tberniouièlrc dont réchelle était gravée sur veric». Les observations commencèrent aussitôt, et furent interrompues pendant un certain nombre d'années, puis reprises longtemps après par M. Bouvard. Ces observations démontrèrent (jue pendant soixantequinze ans la température des caves de l'Observatoire n'avait pas varié, puisqu'elle avait toujours été égale à 1 1^,70, les variations n'allant pas au delà de o,Ji5 de degré. On est parti de ce fait pour avancer qu'il devait exister aaos tous les lieux de la terre, à une certaine profon* deur, des points où la température était constante, quelles que fussent d'ailleurs les variations qui avaient lieu à la surface; profondeur dépendante de la latitude et de diverses causes locales. Au-dessous de cette couche invariable, la tei^pérature augmente avec la profondeur.

On avait observé en outre depuis longtemps que, dans lesmioesy ou éprouvait uiie chaleur sensible que Ton attribuait soit à la décomposition des pyrites ou à d*autres réactions chimiques, soit a un feu central dont les an« ciens soupçonnaient déjà Texistence. La pramière explication fut facilement écartée. Pour savoir jusqu'à quel . point la seconde était exacte, on se livra à une série d^observations thermométriques. Gensanne est le premier qui ait étudié ce phénomène en 1740, dans les mines de plomb de Géromagny , avec un thermomètre placé à diverses profondeurs. Ces ol)servations mirent en évidence l'augmenlation de la tonipéraluie avec la profondeur. Des expériences semblables furent faites par de Saussure en 1^85, dans le canton de Berne, dans un puits creuse à la recherche du sel gemme. M. de Huniboldt, en 1791, dans les mines de fre^berg, et Dau buisson, eu 1802, s'occupèrent de