ENTRETIEN I

Des éléments. — Caractères distinctifs des gaz. — Étude de l’air. — Hauteur de l’atmosphère. — Pesanteur de l’air. — Pompes. — Fusils à vent. — Baromètres. — Ballons. — Pesanteur spécifique ou relative des corps, — Élasticité de l’air. — Mesure des hauteurs. — Couleur, composition de l’air. — Examen de l’oxygène.

Dès le matin du jour suivant, Paul alla trouver M. Desfourneaux , tant il avait hâte de mettre â profit le temps dont il pouvait disposer pour s’instruire.

« Nous allons commencer, lui dit M. Desfourneaux, en se prêtant de bonne grâce à l’empressement du jeune homme, l’étude des éléments.

— Au moins je sais déjà quelque chose sur ce chapitre; je sais qu’il y a quatre éléments : l’air, l’eau, la terre et le feu.

— Vous êtes loin de compte, mon ami; la chimie moderne n’admet pas les corps que vous citez comme élémentaires , car ce ne sont pas des corps indécomposés dont sont formés tous les autres. L’eau, par exemple, est formée de deux gaz; l’air, de même.

— Qu’entendez-vous par f/ar ? Sont-ce des espèces d'air comme le gaz à l)rùler, avec lequel on éclaire les grandes \illes?

— Précisément. On appelle gaz ces corps subtils ou aériens, différents de l’air que nous respirons, lequel néanmoins est un véritable gaz ou plutôt un mélange de deux gaz. On connaît maintenant une trentaine de gaz.

— Et ce sont là, peut-être, vos éléments? Ils sont sans doute bien difficiles à distinguer; car ils ne se voient pas, ne se touchent pas, ne se sentent pas... Comment les reconnaître ?

— Vous Yous trompez beaucoup. D’abord quelques gaz sont bien des corps simples ou élémentaires, mais la plupart sont des corps composés : ils sont très-reconnaissables à'certains caractères : vous en connaissez déjà plusieurs ?

— Je ne crois pas.

— .Permettez : vous connaissez déjà l’air que vous respirez, vous connaissez encore le gaz qui sert à l’éclairage, et qui brûle avec une belle flamme brillante ; vous ne le confondez pas avec l’air?

— Oh ! non, sans doute ; l’un brûle, l’autre ne bride pas; il n’y a pas à s’y tromper.

— Il en est de même de tous les autres. N’avez -vous pas entendu parler quelquefois de personnes qui sont mortes pour avoir laissé brûler du charbon dans une chambre trop bien close?

— Oui, de personnes qui se sont asphyxiées avec la vapeur du charbon.

— C’est cela; la-¥fq)enr du charbon est iin gaz qui ne peut entretenir la vie ; c’est encore là un gaz que vous connaissez, et qu’on peut distinguer des autres.

Et celui-ci, ajouta M. Dosfourucaux en allumant une allumette soufrée, le connaissez-vous?

— Ah ! c’est vrai. . . Celui-ci encore est bien facile à reconnaître ; pour peu que tous les autres aient un caractère aussi prononcé, ce ne sera pas aussi difficile que je le craignais.

— En vous familiarisant avec les gaz, vous les reconnaîtrez bien plus facilement encore ; mais pour procéder par ordre, attachons-nous d’abord à l’étude de l’air. Si je prétendais vous faire siiivre un cours régulier de chimie, je devrais commencer autrement; j’espère néanmoins que l’ordre que nous allons suivre nous mènera au même but par un chemin moins aride. Puisque vous êtes maintenant mon élève, je vous permets l’entrée du petit laboratoire où je ne laisse pénétrer aucun profane ; nous allons nous y rendre, et, chemin faisant, je vous raconterai l’histoire de la découverte des principales propriétés de Fair.

L’air a passé longtemps pour un élément, comme vous le disiez tout à l’heure. On lui a toujours reconnu cer- ' taines propriétés réelles : on sait par instinct qu’il entretient la vie, que son agitation forme le vent, qu’il enveloppe la terre d’une couche épaisse qu’on nomme atmosphère. Mais c’est seulement depuis le commencement du XVII® siècle qu’on a pu mesurer l’épaisseur de la couche d’air qui enveloppe le globe et s’assurer de la pesanteur de ce fluide.

Je ne vous dirai pas comment les astronomes ont été conduits, par leurs observations et leurs calculs, à conclure que l’épaisseur de la couche atmosphérique était de 66 à 88 kilomètres géographiques. Je préfère vous parler de la pesanteur de l’air, vous me comprendrez mieux.

— Comment! est-cc quel’air se pèse?

— Oui, mon ami; tout le monde sait aujourd’hui qu'il faut 760 litres d’air pour un kilogramme, ou bien , en d’autres termes, que 760 litres d’air pèsent le même poids qu’un litre d’eau. C’est Galilée qui, en 1640, découvrit que l’air avait du poids. Il prit un ballon de verre à robinet, y souffla autant d’air qu'il put, et, après avoir fermé le robinet, s’assura que le ballon pesait plus qu’auparavant. Cette découverte de Galilée causa une révolution complète parmi les savants; on fut longtemps à vouloir convenir de la pesanteur de l’air, niée par tous les philosophes. Néanmoins on fut obligé de se rendre à de nombreuses expériences , et tous ceux qui niaient le poids de l’air furent forcés de convenir qu’ils étaient chargés d’un poids de 16,800 kilogrammes de ce fluide.

— Comment! moi qui puis enlever à peine trente kilogrammes, je porte 16,800 kilogrammes d’air sur mes épaules? Il est bien extraordinaire que je n’en sente rien.

— Lorsque vous plongez en nageant, il n’est pas rare que vous ayez deux à trois mètres d’eau sur la tête : cependant vous les supportez très-bien. Les couches inférieures et latérales font équilibre aux couches supérieures, et neutralisent ainsi un poids qui paraîtrait devoir vous écraser au premier abord. Le corps de l’homme et des animaux est même tellement constitué , qu’il souffrirait beaucoup s’il n’avait pas à lutter contre ce poids. Ainsi, mettez un animal sous une cloche, ôtez l’air de cette cloche, en Laspirant au moyen d’une pompe que l’on appelle machine pneumatique, vous verrez ses veines se gonfler jusqu’à ce que la mort s’ensuive.

La pesanteur de la colonne d’air qui s’élève au-dessus de notre tète est égale à une colonne d’eau de même dimension , et qui aurait dix mètres et demi environ de haut. On doit en conclure que si l’on faisait le vide dans un tuyau, l’eau s’y élèverait par elle -même jusqu’à la hauteur de dix mètres.

— Je voudrais bien voir l’eau s’élever ainsi toute seule dans un tuyau.

— Vous le voyez tous les jours , et vous savez bien tirer parti de cette propriété. Quand vous vous promenez au bord de la rivière et que vous avez soif, si l’eau vous semble trop basse, vous savez bien prendre un tuyau de paille , au moyen duquel vous tirez l’eau en aspirant ou suçant. Eh bien , vous faites alors un vide que l’eau remplit aussitôt.

— J’ai bu bien des fois ainsi sans me rendre compte de cet effet.

— C’est là un tort assez général. C’est pourtant à l’examen des plus petites choses qu’on doit souvent bien des applications utiles. Ainsi, boire au moyen du chalumeau vous paraît un enfantillage ; c’est néanmoins à cet enfantillage qu’on doit la découverte des pompes, dont l’usage est si commode.

— Comment cela ?

— Une pompe n’est, en principe, qu’un tuyau dont une extrémité plonge dans l’eau, et dont l’autre est munie d’un appareil qui fait le vide dans le tuyau, à peu près comme votre bouche dans le chalumeau. Vous pouvez ainsi élever l’eau à dix mètres dans le tuyau, si le vide est bien fait.

— Je comprends bien l’effet, quoique je ne connaisse pas le jeu de l’appareil qui fait le vide.

— Ceci, mon ami, nous l’apprendrons en temps et

ENTIAETIKNS

lieu (l). Aujoiird'liui c’est assez d'avoir compris l’effet, ’ vous ne comprendrez pas moins bien l’effet contraire ; entrons dans mon laboratoire, pour l’étudier plus facilement. »

M. Besfourneaux introduisit Paul dans son laboratoire. C’était une petite pièce pleine de fioles, de creusets, de cornues, de tubes, de ballons de verres et d’instruments divers, avec lesquels nous ferons bientôt connaissance. Puis il reprit : « Voici une cuvette pleine d’eau, sur laquelle je fais flotter le bouchon que voici. Recouvrez le bouchon avec ce verre; bien. Enfoncez maintenant. Le verre résiste, n’est-ce pas?

— Certainement, il ne peut pas enfoncer seul.

Le bouchon s’élève-t-il dans le verre au niveau de l’eau de la cuvette? Regardez bien.

— Non, il est plus bas, mais l’eau aussi; il flotte toujours ; le niveau de l’eau sous le verre est bien plus bas que son niveau dans la cuvette. L’eau ne veut pas entrer dans le verre.

— Devineriez -vous bien qui empêche ainsi l’eau de monter ? »

Ici Paul réfléchit un instant; mais comme on ne peut pas faire attention à tout, il laissa glisser entre ses doigts le verre, qui se retourna brusquement en laissant échapper deux ou trois grosses bulles d’air, et tomba aussitôt au fond de la cuvette.

c( Dieu ! que je suis maladroit ! dit Paul ; mais c’est égal, le verre, en se renversant, a répondu pour moi : je viens de voir à ces glou-glou que c’est Pair qui empêchait * l’eau de monter.

(1) Voyez la description des pompes dans les Entretiens sur la physique, qui font partie de cette collection.

SUR LA CHIMIR. H

— Très-bien; maintenant recommencez. Vous allez me dire si l’eaii se tient juste au niveau des bords du verre, ou bien si elle n’empiète pas un peu sur la place occupée par l’air. »

Paul replaça son verre sur le bouchon, et se mit à examiner.

« Oui, dit-il après un instant, l’eau empiète à mesure que j’enfonce le verre. 11 paraît que Teau est plus forte que l’air.

— Ce n’est pas tout à fait là la raison. C’est que les

gaz sont compressibles ou élastiques; lorsqu’on les presse, ils se resserrent. Ici la pression exercée sur l’air l’oblige de céder un peu de sa place à l’eau; quand la pression cesse, l’air reprend vivement sa place. ^

— Je comprends bien à présent.

— Après avoir emprisonné de l’air dans un verre au moyen d’une couche d’eau, voyons maintenant l’air emprisonner l’eau dans le même verre.

— Si j’essayais de renverser un verre plein d’eau , l’eau tomberait bien vite.

— Oui, ordinairement, parce que l’eau ne fait pas un tout bien compacte, et que l’air n’a pas besoin de déplacer la masse, mais seulement les molécules, ce qui est toujours facile. Mais si nous retenons l’eau dans le verre au moyen seulement d’une feuille de papier, elle ne tombera pas.

— Je voudrais bien voir cela.

— Rien n’est plus facile. Coupez un rond de papier ordinaire à écrire; emplissez ce verre d’eau ; mettez le papier dessus... Bien. Maintenant mettez la main gauche par-dessus, et avec la droite prenez le verre et renversez-le rapidement. Vous pouvez maintenant ôter la

main gauche, Teaii ne tombera pas, car l’air ne peut pas monter : il presse le papier seulement. Ainsi l’eau devrait , pour forcer le passage , être aussi pesante que la masse d’air qui la presse par-dessous. Il en doit être ainsi, en effet, puisque l’air ni l’eau ne peuvent mêler leurs molécules.

Au lieu d’un verre prenez un tuyau , il en sera de même : l’eau restera élevée dans le tuyau, si celui-ci ne contient pas d’air. Avec la connaissance du poids de l’air et l’appréciation de l’épaisseur de l’atmosphère, on peut savoir au juste quelle colonne d’eau il faudrait pour que le résultat n’ait plus lieu. Il faudrait une colonne d’eau de dix mètres et demi, environ trente-deux pieds.

— Si l’on pouvait manœuvrer facilement un tuyau de dix à douze mètres, il n’en faudrait pas davantage pour prouver à quel degré l’air est pesant.

— Sans doute. Maison n’a pas besoin pour cela de faire manœuvrer, comme vous dites , un tuyau de dix à douze mètres. Il suffit d’ôter l’air de ce tuyau, c’est ce qu’on fait avec les pompes. L’eau montera tant qu’on voudra, pourvu que le tuyau n’ait pas une plus grande hauteur.

Voici un fort tube de verre fermé par un bout. Remplissez-le d’eau. Mettez le doigt sur l’ouverture et renversez-le dans la cuvette. Otez le doigt maintenant. Ce tube n’a guère qu’un mètre. Vous voyez que l’eau ne s’écoule pas et ne cbercbe pas à reprendre le niveau de la cuvette; rien pourtant ne la retient que l’air.

— Il est fâcheux que vous n’ayez pas un tube assez long; nous verrions sans doute l’eau s’arrêter à dix mètres.

— Nous n’avons pas, il est vrai, de tnbe de cette Ion-

giieur; mais je connais nn liquide treize fois et demi plus lourd que l’eau. Tl est probable que ce liquide s’élèvera dans un tube treize fois et demi moins que le premier. Voici ce liquide.

— C’est du mercure , il doit s’élever?...

— Attendez, je vais vous le dire : treize fois et demi moins que l’eau...; il faut diviser dix et demi par treize et demi : c’est un peu moins d’un mètre. Si l’on faisait l’opération exacte, on trouverait peut-être bien environ quatre-vingts centimètres.

Vous allez voir. Recommencez, avec ce tube et le mercure,, ce que vous avez fait pour l’eau. »

Paul se hâta de remplir de mercure le tube qu’on lui présentait, en faisant sur la pesanteur de ce corps , sur sa mobilité, etc., des réflexions plus ou moins justes qu’il est inutile de rapporter ici. Lorsqu’il eut plongé dans une soucoupe que M. Desfourneaux venait de remplir aussi de mercure l’ouverture du tube qu’il avait bouchée avec son doigt, le tube se vida en partie. Puis, arrivé à un certain point, il s’arrêta.

Paul fut émerveillé de ce résultat. Il prit un mètre qui se trouvait sous sa main , et l’appliqua le long du tube.

« C’est bien cela, s’écria- t-il : soixante-seize centimètres !

— Vous êtes enchanté d’avoir vérifié cela vous-même, reprit >1. Desfourneaux, mais vous seriez bien plus content encore si je vous disais que vous venez d’inventer le baromètre.

— C’est là un baromètre qui indique la pluie et le beau temps ?

— Le baromètre n’indique la pluie et le beau temps que d’une manière très- secondaire. Ce qu’il indique