IV. — DÉTENTE ÉLÉMENTAIRE u'UME VAPEUR SATURÉE SÈCHE

Considérons un poids « de liquide à la température-/ en contact avec un poids m de sa vapeur saturée à la mémo température, et supposons que la température éprouve un accroissement infiniment petit ; un poids dm de liquide se vaporise et absorbe la quantité de chaleur Ldm, le poids (1 de liquide absorbe la quantité de chaleur ^C,di et le poids m de vapeur absorbe la quantité de chaleur /«y, dt. Si l'on désigne par rfQ la quan-

tité de chaleur nécessaire pour produire cetto transformation élémentaire,

(64) rfQ - Ldm 4- (*C ( ïft + my,dt.

Si la transformation élémentaire a lieu sans variation de chaleur, dQ -- o. Avant d'examiner le cas général, nous supposerons d'abord que la vapeur saturée soit primitivement sèche, f* = °,

(65) Ldm ■+- my t dt = o.

Cette relation permet d'étudier ce qui arrive lorsqu'une vapeur saturée sèche éprouve uno détente élémentaire sans variation de chaleur.

Considérons toujours la vapeur d'eau; la chaleur spécifique de la vapeur saturée 7, est négative. Supposons que îo volume de la vapeur s'accroisse d'une quantité infiniment petite. Il y a production de travail externe , la vapeur se refroidit en so détendant, ilt est négatif, my t dt est positif, dm est donc négatif; une portion de la vapeur se condense et fournit, par la condensation, une quantité de chaleur — Ldm égale à my,dt. Ainsi, la vapeur d'eau saturée sèche qui éprouve une détente infiniment petite doit se condenser partiellement.

Supposons au contraire une compression élémenlaire. La température s'élève, dt est positif, «7, dt est par conséquent négatif, et pour maintenir la vapeur à l'état do saturation, il faudrait lui enlever la quantité de chaleur — my l dt; mais, comme il n'y a pas de liquide qui puisse se vaporiser, la vapeur se surchauffe; la tension de la vapeur est inférieure à la tension maximum qui correspond à la nouvelle température. Ainsi, la vapeur d'eau saturée sèche doit se surchauffer par l'effet de la compression.

La nécessité de la condensation partielle de !a vapeur d'eau

pendant la détente et d'une surchauffe par la compression a été signalée par M. Clausius, en i85o, comme une conséquence immédiate de la relation (60). Ce résultat important, en contradiction avec toutes les théories admises à cette époque, s'accorde, comme le fait remarquer M. Clausius ( 1 ), avec cette observation de M. de Pambour : la vapeur qui sort d'une locomotive après avoir'cffcctué son travail a toujours la tempéralure pour laquelle la force élastique observée en môme temps est un maximum (*). M. Rankinc arrivait presque en même temps à la même conclusion ( 3 ). M. Hirn, en i853, avant d'avoir eu connaissance des Iravaux de MM. Clausius et Rankine, obtenait un résultat conforme à la théorie. Un cylindre à glaces parallèles renfermait de la vapeur d'eau à haute pression ; en laissant échapper un jet de vapeur dans l'atmosphère, un épais brouillard obscurcissait l'intérieur du cylindre Ci- En 1862, M. Regnault publiait les résultats de ses expériences sur les chaleurs latentes et les chaleurs spécifiques do plusieurs liquides, le sulfure de carbone, l'alcool, l'éther, la benzine, le chloroforme, le chlorure de carbone, l'acétone, l'essence de térébenthine

M. Hirn appliqua les nombres donnés par M. Regnault à l'équation de M. Clausius, en i863, et reconnut que la vapeur do sulfure de carbone doit se comporter comme la vapeur d'eau, tandis que la vapeur d'éther, à l'inverse de ce qui a Heu pour l'eau, doit se surchauffer par la détente et se condenser par la compression. M. Hirn montra que ces résultats sont conformes à l'expérience; un flacon renfermant -de la vapeur d'éther se

(') Théorie mécanique de la chaleur, Mémoire I, p. 44- (') Théorie des machines à vapeur, i844-

(') Transactions de la Société royale d'Edimbourg, t. XX, p. ifo. (') Bulletin de la Société industrielle de Mulhouse, n° i33, p. îag. ( 5 ) Mémoires de l'Académie des Sciences, t. XXVI.

remplit pendant un instant d'un brouillard Irès-visible lorsque l'on comprime rapidement la vapeur (').

Vers la même époque, Athanaso Dupré ( 3 ), JIM. Combes ( 3 ) et Zeuner (*) faisaient connaître les résultats relatifs à d'autres liquides. Le tableau suivant donne quelques valeurs de 7, pour un certain nombre de liquides à diverses températures { s }.

Sulfure de carbone.

lao — o,i63

Acétone.