CONTENUES DANS LE SECOND VOLUME
page.
DxXSEPTiàMB BNTRBTIBN.
Principe général de Tëqui libre des liquides» horizon . . • . • ^
Niveau d*eau, niveau d'air ...., 8
Théorème de Tégalité de pression des liquides sur le fond des va«
ses de même base et de même baiiteur , . . • • . lO Application de ce théorème à la presse hydraulique . • . • • la
Pression des fluides en tous sens .*.••• z5
Considérations sur les corps solides plongés dans les liquides . • 17 Méthodes pour trouver la pesanteur spécifique des corps, balance hydrostatique, aréomètres . • . x^
DlXBiriTXEME ENTRETlBir.
Principes de l'équilibre dea vaisseaux .«•••5l
Phénomènes de la capillarité • • • • * 39
Explication de Télévation et de la de'pression des fluides vers les
parois des vases dans les' ^els ils sont contenus ^ • , ^2
Phénomènes des tubes capillaires et leur explication • ». » 44
Phénomènes cajHlIaires entre deux plaques très rapprochée» . » 49
Applications, des phénomènes capillaires •••••••• 50
ExpHcatioB de l'iscension du suc dans les plontef • • • • • 5s
DxXNBVVxilfà BNTRBTIBIC;
Du poids de l'air et des gas .•.•..•..«•. 58 Manomètre , ..«••••flo
page.
Elasticité des gas ; Pression des ga$ en tout sens par leur Telastir
cité St
Loi de la compression et de li dilatation de Tair par des forces
données , . • 65
Pression de notre atmosphère sur elle-même. Baromètre . . 6$ Le baromètre livre ]^ ipe^ufe de Tél^sticité de T^ir et sert paria
à mesurer la hauteur des montagnes ....... y5
VlMGTlà»lE ENTRETIEN.
Le ballon aérostatique ». ^ .... 77
^e larron . ^ . S4
Mécanisme de U respiration 85
Le syphon . . ' «.*..• I ..... 8^
La fontaine de Héron *•••«.•• 88
La fontaine intermittente •..•.«•...•...91
Vingt et unième entretien.
La pompe pneumatique à robinet . . , . 95
'La pompe pneumatique à soupapes ?99
La poqipe pneumatique foulante .«,.......• 102
Diverses expériences faites avec la pompe pneumatique . . .104 Les pompes hydrauliques 109
ViNGTDEUZIEME ENTRETIEN.
Mécanisme du coeur et delà circulation du sang . . •■ • .114
VUVGTTROISIÈMS ENTRETIElf.
Principe général du mouvement des liquides ou théorème deTor-
ricelli sur Técoulement des* liquides i^a
^*élasticité du liquide est le principe de la démonstration . . .157
Expérience du cône hydraulique , . • . 142
Le sable n'agit nullement comme liquide .,...,.. i45
■Explication du phénomène de U pression des fluides • , , • 146
Vitesse réelle de Técoulement ; resserrement de la veine d'eau . 147
yiNOT(^t;ATRI£MS ElfTBETIEJf,
Ecpalemen^ latéral ; r r r r ? t r « 7 r t 1 r r '54
page.
Le jet- d^eau et la pompe pour les incendies •.••'77. i55
lAouvement centrifuge des liquides 162
Pompe centrifuge 16^
VlNGTCIKQUIEMB BNTBBTUK.
Expériences sut le choc des liquides et résultat • 172
Expériences opposées aux premières • . .175
Théorie du choc des liquides 177
Réaction de Teau. Roue hydraulique de réaction 135
Application de cette mécanique par la Nature dans le mouvement
des Biphores , • - iS5
l»e hélier hydraulique '.'....,... 18S
La vis d*Archnnède f • • ^9^
VlNGTSlXlKMB BNTRBTUKt
pu mouvement de Tair -et de sa direction 1^9
Le moulin -à -vent ' 202
Action du vent sur les voiles des vaisseaux. Gouvernail .' . . 206 De la résistance des fluides liquides. Coupe horizontale des vaisseaux 215
De la résistance de Tair. Le Parachute •.»..... 220
ViNGTHUITIEME ENTRETXFW.
Pu frottement des fluides liquides dans les tuyaux ....'. 226
Du frottement de Teau sur elle-même 223
La pompe de Vera . . . , , . 234
Du frottement de$' fluides gazeux .^236
pu frottement de Tair atmosphérique sur lui-même .... 239 Le ventilateur de Tautieur ,...,,,,.,... 241
VlIÎGTIŒyViEHE ÇNTRETlBir.
Définition du son ....'.,,•.••.... 245
Les figures sonores de Chladnî 243
Ko^ds sonores ... t ..,...•..,. . 251
Vibrations transversalté et longitudinales , 254
Vitesse et fréqnence des vibrations^ Tons 255
Sons produits par les vibrations des flciides gazeux, ^imhjpe . ^ 25^
page.
TaENTIESfB ENTRETIEN.
Propagation des soos dans Tair 2,6^
T)iminution du son par la distance 263
Vitesse du son 27a
Propagation des sons par les gaz , Teau et les corps solides • • 273 L'hétérogénéité des milieux afFoiblit la propagation du son . . 275
Propagation des sons par réflexion 27g
De Técho 230
De la résonnance v • • ^85
Trente et tinièbcs entretien.
Propagation du son dans les tuyaux 236
Le porte -voix 299
Le cornet acoustique . • 294
Instrumens de Blusique naturels ........... 295 '
Description de Torgane de la voix ... 7 296
Examen des fonctions de cet organe 299
Tbentedeuxibub entretien.
Description de Torgane de Touie >. . 305
Examen des fonctions de cet organe 509
Récapitulation de toute la théorie du mouvement . . . • -315
DlXSEPTlÈME ENTRETIEN.
IVlr. de L. Vous noiis avez annoncé, Monsieur dt P. y qu'il serait question aujourd'hui du mouvement des fluides. Cela nous amènera toute la clique sorcière des Mathématiques ; les ouvrages d'hydraulique les plus nouveaux n'étant qu'un tissu d'horribles formules.
Mr. de P.- Prenez garde à vous, Général! Jn)u« rier les Mathématiques est un mauvais moyen de m'en» gager à conjurer l'orage»
Mr. de L, Je ris de votre menace. Voilà quelqu'un (en montrant Madame de L.) qui me sert de pa» ratonnerre contre vos foudres.
Mde. deL, Sachez lui gré, Monsieur de P.j de l'aveu qu'il fait qu'une femme est assez puissante pour le protéger.
Mr.deP^ Volontiers, Madame, d'autant plus que ce que nous savons de plus important sur le mouvement des fluides est susceptible d'être traité sans les sublimes calculs qu'on y a employés, souvent à pure perte , et qui ne sont vraiment indispensables que lorsqu'il s'agit d'estimer TefiPet des machines hydrauliques. La théorie du mouvement des fluides, entant qu'elle
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Elasticité des gas; Pression des gas en tout sens par leur Pclastir
cite 6f-
Loi de la compression et de li dilatation de Tair par des forces
données » • . £5
Pression de notre atmosphère sur elle* même. Baromètre . . 6$ Le baromètre livre 1a nie^ufe de rél^sticitd de T^ir et sert parla
à mesurer la hauteur des montagnes f • 73
Vingtième entretien.
Le ballon aérostatique »•..... 77
fje larron . , 84
Mécanisme de la respiration 85
Le syphon . . ' ^ . , . . • I 86
La fontaine de Héron • * • • • 88
La fontaine intermittente • 91
Vingt et unieaib entretien.
La pompe pneumatique à robinet . . , . 95
La pompe pneumatique à soupapes «99
La pon^pe pneumatique foulante . • . . . . . . . . • 102
Diverses expériences faites avec la pompe pneumatique . . . 104 Les pompes hydrauliques • • • 109
V1NGTDEUZIEME entretien.
Mécanisme du coeur et de la circulation du sang . • • . .114
Vl2VGTTROI5IEMB ENTRETIEN.
Principe général du mouvement des liquides ou théorème deTor-
ricelli sur Técoulement des- liquides 1^2
•X>*élasticité du liquide est le principe de la démonstration • . .137
Expérience du cône hydraulique , . . . 142
Le sable n'agit nullement comme liquide ........ i45
•Explication du phénomène de la pression des fluides • , , . 146 Vitesse réelle de Técoulement ; resserrement de la veine d'eau . 147
yiNOT(^UATRl£MB EKT^BTIEIf,
na^ )at«]r(4 • r r r r ? r r « ? r f 1 r ? '54
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Le jet- d'eau et la pompe pour les incendies ..••'77. i55
{ftouvement centrifuge des liquides i6a
JPompe centrifuge . . • x6G
VlNGTCnCQUIElCB SNTBBTUK.
Expériences sut le choc des liquides et résultat 172
Expériences opposées aux premières 175
Théorie du choc des liquides 177
Réaction de Teau. Roue hydraulique de réaction i85
Application de eette mécanique par la Nature dans le mouvement
des Biphores • iS^
he hélier hydraulique ' 188
La vis d*Archimède ,...•. ^ . . 19^
VlMGTSXXlKMB BXfTRETIEN,
Du mo3ivement de Tair -et de sa direction 199
Le moulin -à -vent ' ^ . . 20a
Action du vent sur les voiles des vaisseaux. Gouvernail .' . . 206 De la résistance des fluides liquides. Coupe horizontale des vaisseaux 213
De la résistance de Tair. Le Parachute • . » 220
ViNGTHUITlEME ENTRETXFK.
Pu frottement des fluides liquides dans les tuyaux . . . / . 226
Du frottement de l'eau sur elle-même . • • • 223
La pompe de Vera ,..,,, 234
Du frottement des' fluides gazeux . .^256
Du frottement de Tair atmosphérique sur lui-même . . . .239
Le ventilateur de Fauteur , ^ ,,,.,,. ^ ... 241
VmGTNBVVIEllE SNTRETlBir,
Définition du son , . . .' 245
Lies figures sonores de Chladni ,»..., 248
Notfuds sonores ...,.., • • • ^S^
Vibrations tr^nsversalti et longitudinales , 254
Vitesse et fréquence des vibrations, Tons , 255
Sons produits par les vibrations des fluides gazeux. Tpimhre . , 25^
8 DIXSBFTIBME ENTRETIEN.
Ainsi la Surface de nos nappes d'eau n'est plane qu'en apparence et lorsque nous avons des masses d'eau qui communiquent entre elles , il faut considérer leurs surfaces comme des portions d'une même surface de sphère qui a pour rayon le rayon de la terre. Parconséquent ces deux surfaces seront dans le même plan horizontaU
Ce théorème important, qui est le fondement de toute la théorie de l'équilibre des fluides (Hydrostati* que) se prouve par une expérience bien simple.
On prend un tuyau recourbé acb (fig. i) dont les branches peuvent être de grosseur égale ou inégale et placées verticalement ou non; on y verse de l'eau, plus ou moins et l'on observe que, dès que l'eau est tranquille, %es deux surfaces a et b se trouvent être dans le même plan hori^sontal. Un large vase à la place de l'une des branches du tuyau produit le même efiet; les hauteurs des surfaces a et b sont toujours égales*
Mr. de T. C'est ce qu'on nomme être au même niveaUf
Mr. de P. Et c'est sur ce principe qu'on a construit un instrument nommé niveau d^eauy dont on se sert pour déterminer une ligne hori;sontale. . BD est un tuyau long d'environ 3 pieds (fig, a) et qui est de ferblanc. AB et ED sont deux gros tuyaux de verre placés à angles droits sur le tuyau BD au moyen du quel ils communiquent ensemble. On verse de l'eau dans ces tuyaux , dont la surface en a et en a est dans le ijnême plan horizontal a a. On adapte aux tuyaux A 8 et DE deux mires qui servent à viser selon la ligne
DIXSEPTiâMfi ENTRETIEN* Q
aa; ce qui décide si un point quelconque éloigné se trouve dans le même horizon que la ligne a a ou s'il se trouve au dessus ou au dessous. En marquant le point de mire au moyen d^un jalon (bâton divisé en pieds, pouces et lignes) on voit de combien ce point de mire se trouve au dessus de la terre et par consé* quent l'abaissement de ce point de la terre au dessous de celui de Finstrument. Cette opération , qu'on ré- . pète à plusieurs stations est ce qu'on appelle niveler^
Mr. de T* J'ai vu une autre espèce de niveau beaucoup plus court, avec une bulle d'air.
ilfr. de P. Cest celui qu'on nomme niveau d^air. C'est un tuyau de verre fermé hermétiquement par les deux bouts et dans le quel on a versé de l'eau ou de l'esprit de vin aJSbibli, mais pas assé$ pour le remplir tout -à- fait. Il reste une bulle d'air qui, lorsqu'on pla« ce l'instrument dans la position horizontale, s'arrête au milieu du tuyau, et qui s'échappe aussi tôt vers le bout qu'on soulève tant soit peu. AB (6g. 5) est une enveloppe de laiton, platte par en bas pour poser l'instrument sur une table; elle renferme le tuyan de verre que l'on voit en a b où l'enveloppe est enlevée; c est la bulle d'air , dont la position pour la situation horizontale du niveau est indiquée par deux traits gravés sur le verre. Cette dernière espèce de niveau est susceptible d'une grande sensibilité et d'une extrême exactitude lorsqu'on sait l'ajuster avec précaution.
Mr. de Li. Je vois que ma femme pétille d'apprendre tous les détails de cet ajustement et toutes les précautions nécessaires pour lui donner cette extrême
lO DÎXSBPTiâMB ENTRETIEN.
sensibilité qui apparemment ne sera pas moindre que celle de votre balance.
Mr. de P. II y de «Fesprit dans cette malice, Général, puisqu'elle ne porte pas moins sur moi que sur Madame de L. , et qu'il y auroit beaucoup à dire sur ce sujet 9 mais pas assez de finesse cependant pour me faire donner dans le piège. Retournons à notre première figure et examinons le poids des deux portions d'eau contenues dans les branches du tuyau. Il est évident que, si npas imaginons un plan vertical cd par le point le plus bas de ces tuyaux, ce plan partagera toute la masse d'eau en deux colonnes qui se font mutuellement équilibr#, puisque, pesant Tune contre l'autre, elles restent en repos.
Supposez à présent une plaque mince quelconque ce, placée entre ces deux colonnes d'eau ensorte qu'elle les sépare complettement, il s'en suit que cette plaque sera pressée avec la même force de part et d'autres par les colonnes d'eau, quoique les masses contenues dans les deux branches soient très difi^érentes Tune de l'autre, celle de la branche ac ayant un poids peut-être dix fois plus grand que celui de la branche b c ; et nous tirons de là le théorème: que deux colonnes d'eau, de même base ec ou de bases égales et dé même hauteur ed ou cd, exercent une pression égale, quelque différente que puisse être la masse d'eau employée dans l'une des deux pressions* ^ •
Mr. de T. Je dois me rendre à la preuve de ce théorème, mais en a-t-on fait l'expérience sur des colonnes d'eau vraiment séparées?
Mr. de P. Assurément ^ et dans tous les cours de
DIXSBPnéMB ENTRETIEN* tl
Physique où Ton ne dédaigne pas de prouver par des expériences ce que les Mathématiques démontrent d'avance^ on se sert pour cet effet d'un cône a , d'un çjrlindre b et d'un autre cône c (fig. 4) dont les bases, et les hauteurs sont égales ; on adapte successivement à chaque base un piston mobile suspendu par son milieu à une balance qu'on charge de poids de l'autre côté pour faire équilibre à' la pression de Teau contre le piston^ et l'expérience prouve que la pression est, pour tous les trois 9 égale au poids de l'eau contenue dans le cylindre*
Mr. de T. Mais que devient le poids du surplus de l'eau contenue dans le grand cône a P Car si on imagine le cylindre b placé dans le cône, la portion cylindrique d'eau suffira déjà à la pression et je ne puis imaginer que tout le reste de l'eau perde sa pesanteur par les parois inclinées du vase*
JUr* de P. Assurément. Mais si vous considérez le petit cône c, votre embarras augmentera. Dans le cône a vous aviez un excès de force; dans celui-ci vous ave;s un manque de force sensible ; car le cône c peut i^e contenir que la moitié de l'eau que le cylindre contient, et cette moitié exerce la même force que le tout.
ïje Comte C Voilà une grande difficulté* Comment peut -on la résoudre?
Mr» de P. Je dois vous laisser encore quelques fours dans l'embarras.
JUn de Z/. Vous verrez. Monsieur le Comte, que ce sera le grand sorcier de la Mécanique , le théorème
12 DIXSEPTIEAfE ENTRETIEN^
da parallélogramme des forces y qui lèvera ladifficulté. Moi, jVn'en suis pas embarrassé.
JUr, de P. Cette fois -ci ce ne sera pas le grand sorcier, mais une petite magicienne. En attendant voyez cette figure que fe dessine (fi. 5); elle représente une vase cylindrique a de peu de hauteur, avec le fond du quel communique le tube b d. Remplissez de mer«cure le vase a ; la liqueur entrera dans le tube jusqu'à la hauteur c du vase. Puis fermez Touverture eh du vase avec une vesde mouillée bien ficelée sur les bords du vase, placez ensuite survie vase un poids considérable qui couvre tout son orifice, et versez du mercure dans le tube jusqu'à la hauteur d. Comme la colonne de mercure dans le vase et celle du tube jusqu'en c se font équilibre, il est clair que nous aurons un surcroit de pression flû à la colonne de mercure c d. Eh bien ! cette petite colonne de mercure soulèvera le poids que nous avons placé sur la vescie; car elle faitunefibrt égal à celui que feroit une colonne de mwcure efgb de même hauteur et qui auroit Porifice du vase pour base.
Z/e jeune L. Je le conçois ; car si le vase avoit toute la hauteur du tube , il est certain que nous aurions le tJBi% du tuyau recourbé et parconséquent équilibre entre les deu:^ colonnes de mercure.
Mr. de T^ Moi je dois le concevoir, car je ne conçois pas encore le phénomène de la pression dans le cylindre et dans les deux cônes«
Mr. de P. Je suis fâché d'être forcé de vous faire attendre l'explication; car si je vous la donnois à présent , vous n'y croiriez pas. Pour nous distraire cal* çttlons le poids que la mince colozme de mercure cd
DIXSEPnâME ENTRETIEN X3
peut soixleyer. Supposons le diamètre du tube être de deux lignes et celui du vase égal à 30 lignes. Nous ayons 2 à 3o ou i à i5 pour le rapport des diamètres; or comme les bases sont dans le rapport du carré des diamètres, celui des bases sera i à 212^. Ainsi une U* rre de mercure dans le tube, placée au dessus de c {e«* ra équilibre à 22S livres placées sur ah. Si nous don* nons à la hauteur d c g| pouces , la portion de mercure contenue dans la colonne de posera à très peu près une once, et le poids qu'on pourra soulever en « h sera de 2^5 onces ou d'environ 14 livres.
Le Comte C. Voila l'effet du levier.
Mr.de T. Et de quel levier! Qui a famais exë-« caté un levier dont un bras soit a^S fois aussi long que l'autre ? Et cette petite machine est concentrée dans un .espace de 3 pouces de diamètre et de 10 pouce%.de hauteur!
Mr. de P. Vous avez bien raison , Monsieur de T.f d'appeler^ cet appareil une machine, car il faut peu de chose pour en faire une machine très puissante. Donnez au vase cylindrique un peu plus de hauteur et placez y un piston qui ferme bien. Au lieu du mercure mettez simplement de Teau dans l'appareil et changez le tube de verre bd en )in tuyau de laiton dans le quel vous introduirez également un piston, et pressez à présent ce petit piston de toute votre force; le grand piston montera avec une force énorme. Car si vous donnez au petit piston f pouce de diamètre et au grand 8 pouces, vous aurez 1 à 16 pourrapport des diam&* 1res et x à 256 pour celui des carrés des diamètres. Ain<* si en pressant sur le petit piston avec une force d'une
X4 DIXS£PTlÈME ENTRETIEN,
livre VOUS exercerez une action de 256 livres, et comme un homme peut pour quelques intans presser avec une force de 100 livres et plus, il est clair qu'il soulèvera un poids , ou vaincra une résistance de 25600 livres* En Angleterre on a exécuté , sur ce principe une presse hydraulique dont on se sert surtout pour réduire les ballots de marchandises à un très petit volume ce qui est très utile pour le transport par nier, le grand volume de certaines marchandises comme la laine, le co« ton , les papiers , &c. prenant beaucoup 4le place , dans les vaisseaux.
Mr. de T. A la vue d'une pareille machine on est presque tent^ de croire qu'ici l'effet surpasse la force.
Mr. de P, Pas plus que dans une machine ordi^ naire. Car, dans la proportion admise des carrés des ' diamètres, lorsque le grand piston, ou la charge, a fait ime ligne de chemin, le petit en doit avoir fait 256 pour que l'espace que le grand piston a quitté se remplisse d'eau.
Mr. de T, Comment n'ai -je pas pensé à cela?
Mais en ce cas notre machine devra avoir im tuyau bien long.
MrJ de P. Pour éviter cette longueur on remplace ce tuyau et soù piston par une petite pompe foulante qui, à chaque coup de piston, amène de l'eau dans la machine, et la somiùe de tous les petits chemins que fera le piston équivaudra à 256 lignes pour faire avancer le grand piston d'une ligne, et pour cet effet il faudra plus de 4 coups de piston si le chemin du petit pistons est de 5 pouces. Et ajoutez à cela que le piston doit faire son chemin deux fojs à diaque coup, Tune
DIXSEFTiéMB ENTUBTIEI^. 15
en ayant pour comprimer et Fautre en arrière pour amener de Teau dans TappareiL Au reste ce second chemin n'exige qu'une très petite force, que Ton peut néglige en comparaison du grand avantage de cette es* pèce de presse , qui, quant à l'énergie, se compare à la Tis sans fin.
Nous Toyons dans notre expérience avec la colon« ne dé mercure une colonne de fluide exercer une pres« aion de bas en haut contre le poids place en eh. Une pression semblable s'exerce également de chaque côté et nous "pouvons dire que les fluides -pressent en tout sens. Car si l'on fait un trou latéral dans un vase plein d'eau, l'eau s'écoulera par ce trou etpour Fen empêcher il faut une force égale au poids d'une colonne d'eau, dont la base seroit l'ouverture faite dans le vase et la hauteur la distance du milieu du trou jusqu'au ni* veau du liquide. Si nous pratiquons cette ouverture dans le côté du vase de l'appareil , la hauteur de la colonne du liquide sera la perpendiculaire depuis le centre de l'ouverture fusq'uau niveau f d.
ilfr. de T. Ce théorème, qui ne m'est pas inconnu, me paroit incompréhensible. '
Mr. de P. Aussi ne peut -il pas se démontrer à l'aide de la gravitation seule, dont la direction naturelle n'est jamais que la verticale. Et si nous voulions considérer l'eau comme un amas de petites boules placées les unes sur les autres comme des boulets de canon, on trouveroit , il est vrai , qu'il en résulte une force qui agit latéralement ou en direction horizontale, mais cette force, déterminée par le théorème du parallèloiiramme des forces et appliquée au triangle équiangle, ne
l6 ^ DIXSEPTiéBAB ENTRETIEN.
$eroit pas tout- à -fait |f de la force réelle que les fluides exercent latéralement , et en outre il seroit absolument imposible d'expliquer par là la pression de bas en haut. Cette pression en tout sens , que Texpërience nous offre si clairement^ nous force de proportionner la force des vases et des tuyaux qui contiennent des colonnes de liquides à la hauteur de la colonne et au diamètre des tuyaux et des vases, de même celles des digues , qui au reste ne dépend pas de la longueur de la masse d'eau à contenir , mais de sa profondeur.
Mr. de T. Si cette pression en tout sens ne s'opère pas par la pesanteur, qu'arrivera- 1- il si nous versons dans notre tuyau courbé (fig. i) deux liqueurs de différente pesanteur spécifique?
Mr. de P. Voyons. V^^ons d*âbord du côté b c une portion de mercure qui se mettra au fond du tuyau en niveau avec lui-même; puis versons du côté a de Teau. Le mercure pressé par l'eau baissera de ce côté et montera de l'autre. Supposons que, l'eau occupant l'espace de h en g , le mercure soit monté jusqu'en f 9 et prolongeons le plan horizontal de la surface du mercure en h jusqu'en ide l'autre côté, il est clair que la portion de mercure au dessous de h i sera en équilibre avec elle-même et nous aurons la colonne en sus if, qui fera équilibre à la colonne d'eau g h. Et si on mesure les hauteurs verticales g h et fi, on les trouve dans le rapport de i3| à i , ce qui est le rapport de la pesanteur spécifique du mercure à celle de l'eau.
Mt. de T. Ainsi donc c'est le poids dos fluides qui cause la pression !
Mr. de P. hai pression Verticale, oui; mais la
r ' UÏXSEMlBME ENTRETIEN. ÏJ
pression de bas en haut et la pression latérale, qui proviennent, il est vrai, du poids des colonnes du fluide^ supposent ude force intermédiaire que nous découvrirons par la suite* Mais passons à iin nouveau phénomène;
Ce que je dessine est une vase plein d'èau (fig. 6); Imaginez un petit cylindt-e ab de matière solide plongé
dans cette eau et concevez une colonne d'eau recour*^
bée fàedg, de ihêhne diamètre que lé cylindre et dans la quelle ce corps se trouve, dont il fasse en quelque sorte partie. Il est fclair que ce corps prendra la place d'une portioù d'eau d'égal volume;
Mde. de L. Moi j'en suis bien persuadée; car vous m'avez démontré bien clairement et à mes propres dépens que deux corps ne peuvent pas occupek* le même espacé.
31r. de P. La preuve, madame, étoit pour nous tous et vous avez le mérite dé vous être sacrifiée au plaisir de nous la faire trouver.
Mde. de L. Passons sur ce mérite équivoque, dont je ne veux pas me glorifier.
Mr, de P. Si le corps ab n'étoit pas là, iUest clair que les deux branches de cette double colonne d^au ie feroiént mutuellement équilibre. Prenons à présent dans l'autre branche un volume d'eau cd égal au volume de notre cylindre, alors nous aurons de chaque côté une pression composée de trois élémens. Du côté gauche nous avons là colonne d'eau la, le cylindre solide a t) et la colonne d'eau be; du côté droit
l8 DIXSEPTIEAIE ENTRETIEN.
la colonne d'eau gd, le cylindre d'eau cd et la colonne ce, et il est clair que, comme il y a égalité de pression de la part de fa et b e d'un coté et de g d et c e de l'autre , nous aurions un équilibre complet si le cylindre solide ^b et le cylindre d'eau cd étoient de même poids.
Le jeune de L, A quoi cela mènera -t- il? Je ne vois pas le but de cette analyse.
Mr, de G, Il me semble en eiFet, mon cher P., que yoilà une longue et difficile analyse pour une chose si simple. Cela rapelle Tomelctte fameuse du Poète Des - Barreaux et le mot que le dépit de ne pas oser la manger lui arracha,
-S/r, de P. Comme ma conscience est plus tranquille qUç celle de Des -Barreaux, }e vais, mon cher, vous faire avaler mou omelette, persuadé que vous la trouverez très bonne.
Imaginez notre cylindre suspendu par un cheveu à un fléau de balance; s'il pèse autant que le cylindre 4'6au cd, il ne pèsera donc pas sur la balance, et nous apprenons par là que ce corps a perdu tout son poids en plongeant dans l'eau; et nous disons qu'un corps qui, plongé dans l'eau, ne pèse ni en plus pi en moins sur la balance, pèse autant qu'une masse d'eau de même volume ou que la masse d'eau qu'il déplace.
il/r, de G. Je crois déjà deviner un peu où vous * voulez nous mener.
Mr. de P. A présent supposez que notre cylindre soit plus pesant que le cylindre d'eau cd, il pèsera sur la balance et il faudra un contrepoids pour le supporter. Mais
ce contrepoids ne sera pas égal au poids c^bsolu de ce corps 9 puis qu'il manque à sa place dans la colonne d'l;au fae un cylindre d'eau de même volume. Le contrepoids sera donc égal au poids absolu du corps moins le poids du cylindre d'eau cd. Supposons le poids absolu égal à 5 onces, er qu'il faille un contrepoids de a onces pour établir l'équilibre, le corps étant dans l'eau, il est clair que nous apprenons par là que le poids d'une masse d'eau de volume égal à celui de notre corps est égal à 3 onces ; c. à. d. que nous connoissons par là le rapport de la pesanteur spécifique du corps à celle de r^eau, et comme nous pouvons répéter cette expérience avec tous les solides plus pesants que Teau, et cela sans avoir égard à leur figure, il est clair que nqus trouvons ainsi la pesanteur spécifique et par conséquent la densité de ces corp^ en prenant celle de l'eau pour unité.
Mr. de G. J'avoue que l'omelette est fort bonne.
Mr. de P. Attendez i ce n'est que la première bouchée. Si notre cylindre est plus léger que le cy lindre d'eau qu'il déplace supposez le fixé à un fil de fer mince au moyen du quel, on puisse l'enfoncer dans l'eau ; alors il faudra mettre dans le plateau de balance au quel il est fixé un poids qui le force à plonger, et ce poids devra être exactement égal à l'excédent de poids du cylindre d'eau sur le cylindre solide* Sup-» posons donc que le poids du corps soit de 5 onces et qu'il faille y ajouter a onces pour le faire plonger, il est clair que le poids de la masse d'eau déplacée par le corps sera de 5 onces, et nous aurons 3 à 5 pour la proportion des pesanteurs spécifiques du corps et de Teaii^
DIXSEPTIEWE ENTRETIEN.
Ainsi nous avons un moyen de détenniner la pesanteur spécifique des solides , et Tappareil dont nous nous sommes servis en idée, c. à. d. une bonne balaface, aux bassins des quels on puisse suspendre des corps, et puis un vase plein d'eau, c'e^t ce qu'on appelle la balance hydrostatique.
Mr. de T, Je prends beaucoup de goût à l'omelette de Monsieur de G,, et Je vous prie de nous expliquer comment se fait le calcul des pesanteurs spécifiques.
3fr. de P. Volontiers, d'autant plus que c'est inon devoir. Les pesanteurs spécifiques des corps sont, comme vous savez, les proportions des pesanteurs absolues de différents corps de même volume. . Pour exprimer ces proportions il nous faut une unité que nous puissions considérer comme invariable, et cette unité n'est pas facile à trouver, parce les corps que nous rangeons sous la même espèce sont souvent d'individu à individu très difi*érents les uns des autres. Le fer par ex. , les autres métaux , les bois de chaque espèce , les pierres de même nom &c. ne peuvent point servir ici, parce qu'un pouce cube de ces matières se trouve rarement égal en poids à un autre pouce cube de la même espèce. L'eau ordinaire varie de même, par ce qu'elle n'est jamais pure. Mais l'eau dégagée par la distillation^e toutes les matières étrangères, peut nous servir ici d'unité et a été adoptée pour cet eff^et, jparce; que chaque Physicien peut se la procurer d'égale pureté et à peu de frais.
Le Comte C. Mais l'eau distillée contient encore
^BUDSEPTIJSBiB ENTRETIEN. 21
de Tair, et a dilFi^rentes températures elle a différents dégrés de dilatation,
Mr. de P. Assurément; mais Tair contenu dans Teau distillée Test de règle à quantités égales et notre but n'est pas précisément d'avoir une eau absolument pure, mais de densité égale; et quant à la température, on en tient compte; c'est- à- dire qu'on fait dérègle ces opérations à une température moyenne fixe, et lorsque cela ne peut pas aVoir lieu on corrige le résultat pour la différence de températiure, quand on veut obtenir la dernière exactitude.
Ayant ime fois notre unité, et en nommant i la , pesanteur spécifique de l'eau, celle de toutes les autres subtances sera ou plus grande ou plus petite.
Mr* de G. Il y a encore un troisième cas, celui de l'égalité.
Mr. de P. Ce cas n'est que possible et ne nous embarasseroit certainement pas. Mais on a fait la singulière observation que de toi^tes matières connues il n'y en a pas une seule qui ait la même pesanteur spécifique que l'eau, et vraisemblablement pas deux qui à cet égard soient égales entre elles. Le Comte Rumford s'est en vain donné beaucoup de peine pour trouver une matière qui nage entre deux eaux, c. à. d. qui se soutienne elle-même dans Teau à toutes les profondeurs sans descendre 'ni monter. Et comme il en avoit absolument besoin pour une certaine expérience, il . prit de petits morceaux d'ambre qui sont de quelque peu plus pesants que l'eau et augmenta la pesanteur spécifique de Teau en y mettant un peu de sel.
2 a DIXSEIPTIEME ^KTRETIEIf.
Mr. de R, Voilà une nouvelle preuve de la variété in£nie de la Nature dan$ ses productions.
Mvt de P. Nous trouvons cette variété sans bornes sur tout dans les masses , grandes ou petites , qui composent l'écorce de notre globe. Mais arrivons à votre calcul, et preno4s d'abord pour exemple les trois expériences que nous avons faites avec la balance hydrostatique.
l^e premier cas fut celui où le corps pesé dans l'eau perdit tout son poids , ce qui nous instruisit qu'il pesoit dans Tair précisément autant que le volume d'eau qu'il déplaçoit.
Ainsi nous nommerons sa pesanteur spécifique i.
Le second cas fut celui où, le poids absolu du corps étant de 5 onces, celui de l'eau déplacée ou de même volume étoit de 3 onces. Nous divisons 5 onces par 3 et nous disons: la pesanteur spécifique de ce corps est if,
Le troisième cas fut celui où , le pbids absolu du corps étant de 5 onces , -celui de Feau déplacée étoit de 5 onces. Nous divisons 3 onces par 5 ^t nous disons : la pesanteur spécifique de ce corps est |, toujours dans la supposition que celle de l'eau est i.
Nous avons des tables des pesanteurs spécifiques pour presque tous les corps connus , qui servent dans les arts , dans la Physique et dans la Chimie. Le Platine, le plus dense de tous les corps connus. Test en ' nombre rond 2X fois autantsque l'eau distillée, l'eau distillée 773 fois autant que l'air atmosphérique à la surface de la terre, et l'air iitmosphérique 13 fois aut ^ue le g9z hydrogène; et par consi^quent le PljBiti-
DIXSEPTIEME ENTRETIEN. ^3
ne plus de aiiooo fois autant que le gaz hydrogène; et comme nous pouvons facilement raréfier ce gaz comme tous les autre$, sous la cloche de la pompe pneumatique jusqu'à yf7 de sa densité , il s'ensuit que les extrêmes de dexisité des corps, bien avérés, sont exprimés par le rapport de i à 70*896000.
Jfir. de -R. Quelle variété prodigieuse !
Mr. de G. Il me semble qu'on doit retrancher ici Taction de la pompe pneumatique ; car c'est le Fliyslcien et non pas la Nature qui produit cette dilatation.
Mr, de P. Je ne vous fais pas grâce de la plus petite unité; au contraire {e dois vous dire, et nous verrons cela plus amplement, quand nous nous occuperons de la Physique de notre atmosphère, que la Nature sait raréfier Tair non seulement aussi bien que la pompe pneumatique, mais encore au moins 5 fois davantage.
Au reste ne nous imaginons pas qu'il existe pour tous les nombres entre 1 et 21 1000 des corps dont la densité se rapporte à tous ces nombres. Il existe une grande lacune dans cette série. Tous les métaux et toutes les pierres , le diamant et les verres y compris, sont plus pesants que l'eau (la pierre ponce et l'amiante exceptés , qui sont tant soit peu plus légers) et qui remplissent assez bien la série des nombres entre i et 21. La pesanteur spécifique des bois meuble également bien la série entre £ et if , les liquides (le mercure excepté dont la pesî spécifique est i3i) entre ^ et 2^. Mais depuis la pétréole qui a ^^y jusqu'au gaz acide muriatique oxigéné , qui est presque 2| fois aussi dense que Pair atmosphérique et sa pesanteur spécifique y|^,
â4' DIXSEPTIEME^ÉNTRETIEK.
nous avans un vuide complet dans notre série, tandis que la sërie suivante se remplit très bien par le grand nombre de gaz que nous connoissons.
Le Comte C. Cette grande lacune dans la série des densités, entre ^ et yf^, qui se trouve entre lesliquides et les fluides élastiques , six fois aussi grande, que la somme de toutes les séries remplies > est d'une grande importance et me paroit prouver que la Nature a voulu indiquer par là une différence essentielle entre les fluides gazeux et les fluides liquides,
Mr, de P. Votre remarque , Monsieur le Comte est neuve ex fuste. Il est certain que la Nature n'a fait un pareil saut dans la série des densités que^par de bonnes raisons, dont le principe se découvre dans l'énorme expansibilité des gaz. — Mais retournons aux moyens de déterminer les pesanteurs spécifiques.
Mr.dç G. Encore? de l'omelette?
Mr. de P. Oui mon cher ami ; c'est votre plat favori et je prétends vous en servir avec largesse.
Nous ne nous sommes pas encore occupés de la pe«r santeur spécifique des liquides. La balance hydrosta^ tique nous y conduit. ^ Prenez un corps solide quelconque, par ex^ de verre, qui ne s'imbibe d'aucun liquide et n'en peut pas être dissout ; pesez le dans l'air et ensuite dans l'eau distillée; la différence des poids, ou la perte, indiquera le poids de l'eau déplacée. Pesez ensuite le même corps dans le liquide dont vous voulez déterminer la pesanteur spécifique; vous aurez une autre perte en poids, c. à. d. le poids du nouveau liquide déplacé par le même corps , et cette proportion de»
DIX8EFT1ÉBSE ENTRETIEN. 95
pertes donnera d'abord celle des densités des deux fluides. Supposons que la perte pour Teau distillée soit de 5oo grains , celle pour l'autre liquide de 800 grains, le quotient de 800 divisé par 5oo ou if sera la pesanteur spécifique du liquide.
Mr. de T. C'est ici , je crois , le moment de parler des aréomètres , et si Madame de L. ne s'y oppose pas, je vous prierois, Monsieur cfe P. , de vouloir bien nous en donner la théorie.
Mde. de L, . Bien loin de m'y opposer je me joins à vous , Mr. de T. y et je vous prie de ne pas prendre mon silence pour manque d'intérêt pour cet objet. Il m'est tout-à-fait neuf et ne se prête par conséquent pas à des questions de ma part. Je m'instruis en silence et avec plaisir.
Mr. de P. Nous avons deux espèces d'aréomètres, l'une au moyen de la quelle nous trouvons la pe« sauteur spécifique d'une liqueur en mesurant le volume qu'un corps placé dans le liquide occupe, et c'est à cellç-là que convient proprement le nom d'aréomètre, qui signifie mesure du volume. L'autre espèce nous indique la pesanteur spécifique de^ liqueurs par le poids nécessaire pour enfoncer un corps plus léger que le liquide jusqu'à une certaine profondeui^»
Ce que je dessine (fig. 7) est un tube ab de verre renflé au bout inférieur en forme de poire A, au bas de la quelle se trouve une petite bonle creuse B, qu'on leste d'un peu de mercure, afin que l'instrument, placé dans un liquide , s'y tienne de bout* Le tube est muni d'une division ou échelle sur toute sa longueur, qui sert h déterminer les degrés d'enfopcement* Suppo#
26 DIXSEPTiéBlE SNTRETIEN*
sons que rinstrunient soit lesté de sorte que dans Teau distillée il plonge jusqu'en c et que dans une autre liqueur , par ex. de l'eau de vie , il plonge jusqu'en d j il est clair que le rapport des volumes de Tinstrument donnera le rapport inverse des pesanteurs spécifiques des deux liquides. Si ce rapport est de lo à 8 > il est clair que là pesanteur spécifique de l'eau de vie sera ^. Si Tinstrument ne plonge que jusques en e, par ex. dans de l'eau salée, et que le rapport des volumes soit de lo à II , il est clair que la pesanteur spécifique de l'eau salée sera i^. La difficulté est de faire l'échelle en sorte que les nombres qui y sont écrits indiquent sur le champ et sans calcul ce rapport des volumes. On a différentes méthodes à cet efi^et, dont là description ne pourroit que vous ennuier. La plus commode de toutes est celle qui indique immédiatement les pour cent.
Cet instrument étoit déjà en usage en Allemagne dans le i5^ siècle et servoit à déterminer la qualité des eaux salées dans les salines , et dans le i6e siècle celle des eaux de vie et de la bière. Au reste il est impor«tant de savoir que la pesanteur spécifique d'un mélange par ex: d^eaui et de sel ou d'esprit de vin ne suit pas exactement celle du mélange, et que , pour juger au juste de la proportion du mélange par la densité plus ou moins grande, il faut avoir des tables de degré en degré où pour une pesanteur spécifique donnée se' trouve la proportion du mélange*
Mr- de R. Cet instrument me paroit bien com<« mode, surtout avec l'échelle des pour cent quiexemiptedetout calcul.
Jdr^ de P. Assurément et la seconde espèce
DIXSEPTIEISB ENTRETIBN* 2^
d'aréomètre n'a pas cet arantage, mais elle à celui d'vaio bien plus grande exactitude. Le corps de l'instrument est ce cylindre creux A (fig. 8)9 au haut du quel est un fil de laiton ae gui porte un petit plateau B sui; lequel on place des poids î. On leste l'instrument en j Mettant quelques grains de plomb qu^on peut fixer au fond b au moyen d'un peu de 3uif qu'on y fait fondra. On ajuste '^l'instrument en sorte que lorsqu'on le plonge dans l'eau distillée, chargé d'un certain poids, il s'enfonce fusqu^à un certain point normal c du fil de laiton.
n est évident que le poids de l'instrument même et le poids i placé en B sont ensemble égaux au poids de l'eau que l'instrument déplace lorsqu'il plonge jusqu'en c. Dails une autre liqueur tant soit peu différente de l'eau distillée Pinstrument sera forcé de monter ou de descendre, et l'on obtiendra l'immersion normale en augmentant ou en diminuant le poids i; et comme le fil de laiton est très mince comparé au corps A de l'instrument, il est clair qu'on peut observer et fixer des différences extrêmement petites. Je possède un instrument de ce genre qui indique un cinquante millième de différence, tandis que les meilleurs aréomètres à échelle n'atteignent tout au plus qu'à un deux centième.
Ije Comte C II faut avouer qu'une pareille différence d'exactitude vaut bien la peine de faire un petit calcul.
Mr. de P. Et ce calcul est assez simple, supposons que le poids de l'instrument seul soit de loooo grains et le poids! de 2000; le poids total, qui représente celui de l'eau distillée , sera de iâ,ooo. Si pour
28 BIXSEPTIEME ENTRETIEN.
faire plonger rinstrument dans une autre liqueur il faut ajouter lo grains, alors le poids âe cette liqueur sera représenté par 12010 grains et sa pesanteur spécifique sera le quotient de lâoio divisé par 12000, c. à. d. i^/^q.
Si pour produire l'immersion normale il eut fallu diminuer le poids ^ de f de grain , alors nous aurions pour poids de la liqueur déplacée iigggi grains et le qubtient de i iggg^ divisé par lâooo, c. à. d. la fraction |i|^§, seroit la pesanteur spécifique de notre liqueur qui, comme on voit, ne diiFéreroit de Teau distillée que a un vingt quatre millième'.
Mr. de if. Honneur et gloire à cet aréomètre!
Mr. de P. Et à son inventeur Fahrenheit, qui fit présent de ce bel instrument à la Physique dans les premières années du dix huitième siècle. Un François et un Anglois , le Gristallographe Haiiy et le Physicien Nicholson, ont encore renchéri sur la première invention eA rendant cet instrument susceptible de fixer la pesanteur spécifique des corps solides plus pesants que l'eau et votre Professeur a encore étendu cet ucage aux corps plus légers que Teau.
Pour cet effet on adapte au bas de l'instrument un arc d de laiton et à cet arc une petite jatte C dans la quelle on peut placer le corps à peser. Mais comme les corps plus légers que Peau ne resteroient pas dans la jatte, celle-ci peut se mouvoir sur deux {Sivots pour être placée dans une situation renversée et retenir le corps léger. Pour laisser échapper Pair, la petite jatte a un trou à son milieu.
L'opération se fait de la manière suivante: On ôte le poids i de son plateau et on met à sa place le
DUCSEPTIÉMB ENTRETIEN. 29
corps en Question, qui au reste ne doit peser au plus qu'autant que le poids i , que npus supposons toujours être de 2000 grains. S'il pèse moins on ajoute des poids jusqu'à ce que l'instrument plonge jusqu'au point normal c. Supposons que nous« ayons ajouté 5oo grains, il est clair que. nous apprenons par là que le corps pèse i5oo grains.
Mr. de R Voilà une balance toute faite! Quelle, belle idée !
Mr. de P. En effet, et Ton a tnême proposé de faire de pareilles balances pour l'usage ordinaire, qui aureste seroient bien ineommodes, et à quelques égards peu sures. A présent ôtons le corps du plateau li et plaçons le dans la ,jatte G. Il est clair que la perte de poids qu'il éprouvera fera monter l'instrument, et qu'il faudra ^mettre de nouveaux poids sur le plateau pour le faire replonger jusqu'en c. Supposons que. cette addition de poids soit de 300 grains, il est clair que la perte de poids du corps ou le poids de l'eau distillée qu'il déplace est de Soo grains. Ainsi la pesanteur' spécifique du corps sera le quotient de 1^00 par 300, c à.
Nous avons encore une espèce d'aréomètre pour les liqueurs, Taréomètre à vase. C'est un vase de verre à col étroit qu'on remplit d'abord d'eau distillée et dont on marque le poids, de même que la tare, sur le vase. Si on le remplit d'une autVe liqueur, la balance en indiquera le poids, ce qui nius fournit la proportion des poids et parconséquent/la pesanteur spécifique. Cet instrument si simple est de l'invention du Chimiste Homberg et a été perfectionné par Has-
30 X)IXSEPTI£ME ENTRETIEN.
senfratz qui a donné à son ouverture un bouchon de verre percé sur sa longueur d'un trou ou tuyau très fin. Lorsqu^on place ce bouchon sur l'orifice plein de la. liqueur, le surplus s'écoule par ce petit tube et remplissage du vase ne peut varier que d'une très petite quantité à raison du diamètre très étroit du tube. Cet instrument a l'avantage de pouvoir être construit sur de petites dimensions , en sorte qu'on peut déterminer la pesanteur spécifique de liqueurs dont on n'a qu'une petite quantité, ve qui arriva souvent. Si par ex. le vase ne contient que 5oo grains d'eau distillée, on peut fixer là pesanteur spécifique d'une autre liqueur jusqu'à environ ^^5^1 exactitude qui surpasse celle des aréomètres à échelle. Les autres aréomètres et la balance hydrostatique exigent de beaucoup plus grandes quantités de la liqueur à examiner.
Nous tirons de tout ce que nous avons dit sur Taféomètrie le résumé général suivante On trouve de toutes les manières la pesanteur spécifique des corps en divisant leur poids absolu par la perte qu'ils éprouvent' lorsqu'on les plonge dans l'eau distillée. Si le corps est plus pesant que l'eau, alors ce quotient est un nombre, ou entier ou afifecté d'une fraction; s'il est plus léger, ce quotient est une fraction.
â la page 30,
Table des pesanteurs spécifiques.
Remarque, L'unité pour les nombres et fractions de cette taWe est le poids d'un volume, quelconque d'eau distillée. Pour les autre» corps les chiffres à gauche de la virgule expriment les nombres entiers et les chiffres it droite les fractions décimales du poids de ces corps d'un volume égal au volume supposé de l'eau. On réduit ces fractions en fractions ordinaire» en donnant à ce» trois chiffres le nombre 1000 pour dénominateur.
Métaux.
Platine 20^722
Or 19^258
Mercure ...... 13,588
Cuivre S/ftjS
Laiton 3/395
Fer forgé ...... ^,333
Acier .#••••• fn^
Fer fondu • 7'207
Etain .' • . . . • . 7/2^)4
Zinc . • Sodium .
Potassium
Bois du tronc de differens arbres.
Chêne l^^eg
Guajac 1,333
Ebène • l,ang
Acajou I/Î03
Hêtre .•...,. 0,<J5a
Tilleul 0,604
Sapin 0,550
Peuplier ...••• 0/j^
Liège . , O/240
Substances animales.
Os de mouton « . • • 2/229
Ivoire I,a25
Os de boeuf
Autres corps inflammables.
Diamant . • • Soufre . » '• .
Phosphore . .
Charbon de terre Ambre • . • • Cire blanche • • Suif .....
Huile d'olive Huiie de thérébentlne Alkohol (absolu) £tlier sulphurique Pétréole . . •
3'522 jusqu'à 3,654 2,)33
1,065 "" l/iio
Pierres et verres. ., S
Spath pesant . , . . . 4,990 jusqu'à 5,900 * Rubis oriental . . • . 4/283 %
Flioïgias 3/329
Verre blanc 2,400 — 2/030
"Verre verd ordinaire . . 2/")no
Basait 2,î!64 — 3/iaoci
Porphyre 2,765 — 2,793
Marbre et pierre à chaux 2716 — ^'837
Cristal de roche • . . • 2,653
Pierre à fusil 2,594
Granit 2,538
Terre de potier . . • • l,Hoo
Pierre ponce 0,914
Gas
à la température de la glace fondante . et à une pression haroœétrique de 28 pouces de Fraiice. L'unitë est ia pesanteur spécifique de Tair atmosphérique. On dohne aux quatre chif&es à droite de la virgule le nomhre 10000 pour dénominateur.
Air atmosphérique .. . . I^nooo Gas oxîgène . . . . . l,io36
Gas acide, carbçnique .. 1,5196 Gas azote '••.•• 0/;6oi
Gas acide, m^rifltique . 1,2474 Gas amoniaque • . • O/jgfy
Ga^ hydrogène • ^ • .. O/o?^
Vapeurs
de différents, liquides â là température où ces liquidés bouillent tout une pression barométrique de 28 p*
Vapeur d*eau , . • . 0,%35 Vapieur d'alkohol absolu 1,6133 Vapeur d*éther sulphurique 2,506o«
DiXHUITIEME ENTRETIEN.
jVLr. de P. Je yous ai parlé il y a quelque temp» du centre de gravité et les applications que nous en avom faites ne yous auront pas paru de grande importance, ^'autant plus que nous en ayons fait plusi* eurs presque sans les nommer. Plaçons aujourd'hui cette théorie sur le trône de la Marine en l'appliquant à la construction des vaisseaux. Toute la partie de cette construction qui a Téquilibre et la stabilité des vaisseaux pour but, s'appuie sur une juste connoissance du ceiftre de gravité. Considérez ua vaisseau de guerre de cent canons. Son grand mât s'élève à 25o pieds au dessus du niveau de la mer et semble devoir le submerger à la moindre inclinaison. Point du tout. On l'arme d'énormes voiles jusqu'à sa cime pour bien donner prise à tous^ les vents à qui le marin commande de faire voguer sa forteresse flottante dans la direction qu'il leur prescrit. Le vent s'irrite contre cet ordre, s'emporte, devient impétueux, veut plonger le bâtiment dans les abymes de Tocéan. C'est en vain. Le vaisseau panche tantôt à droite tantôt à gauche, mais résiste à la tempête et conserve son aplomb. Son point d'apui est un centre de gravité qui change à tout
32 ^ OaUiClTIEME ENTRETIEN.
instant de place. Sa stabilité réside dans sa mobilité.
Mde. de Zé,' Mais / Monsieur de P., cômprendrons nous cela?
Mr» de P. Oui, Madame; car nous nous en tiendrons aux principes, les détails n'étant pas de notre ressort.
Imaginez un corps quelconque, mais homogène dans toute sa masse , par ex. un parallèlipipède de bois flottant sur Teau. Une partie de son volume se trouvera dans Teau , l'autre hors de Teau , et l'eau que le corps déplace pèsera exactement autant que le corps entier. Considérez le parallèlipipède abfd que je dessine comhie nageant dans l'eau (fig. g). No;is avons ici deux centres de gravité à considérr?r , celui du corps lui-même placé au milieu c de ce corps et celui de la masse d'eau déplacée gdfh qui se trouvera également au milieu de cette partie d'eau déplacée. Ces deux centres de gravité peuvent être considérés l'un comme le point où toutes les forces du corps qui tend à tomber se trouvent réunies et l'autre comme celui où toutes les forces de l'eau qui tendent à le soulever se trouvent également réunies, et nous avons par là le cas simple où deux forces se font équilibre. Mais cet équilibre ne 'peut avoir lieu que sous deux conditions, c. à. d. que les deux forces soient égales et que leurs directions se trouvent opposées précisément dans la même ligne droite. La direction de la force supposée en c, c. à. d. de la pesanteur, est irrévocablement don« née et toujours la même, la verticale. Donc pour le cas de l'équilibre le centre des forces de ||eau qui sup-
tQt le corps, ou le pointe, doit se trouver dans
DlXHUI^tléME £NTRETI£N« 33
la verticale qui passe par le point c^ Lorsque cette condition n'est pas remplie, le corps oscillct autour du point e qui proprement sert d'apui au corps flottant* Ces oscillations du corps ou de son centre de gravité c^ qui se trouve toujours au dessus du centre e de l'eau déplacée 5 ressemblent à celles de nos petits corps de moelle de sureau qui ont une base de plomb arondie*
Mr. de 7l Si la comparaison est fuste^ il faut que le point e Change de place pendant les oscillations comme le point de contact entre la calotte de plomb et la table.
Mté de Pé Aussi cela a - 1 «^ il lieu. Supposer qu'une oscillation fasse pancher le corps flottant de sorte que le côté bf plonge davantage j le côté ad pion* géra moins; la figure dflig^ c. à. d^ la coupe verticale de la masse d'eau déplacé, aura du côté'b une hauteur kf plus grande que la hauteur gd du côté a^ Donc le centre de gravité a ne sera plus au milieu entre g d et hf, mais plus près de kf. Donc le centre de gravité t du corps; point invariable^ ne se trouvera pas dans la même verticale que e^ mais à gauche* Ce centre ne sera donc plus appuyé et tombera de ce côté , ce qui produit l'oscillation suivante contraire à la première^ qui fera que le point d'apui e repassera au côté opposé. Voilà pourquoi je disois qu'un vaisseau tient sa stabi^ lité d'un point d'apui mobile*
Mr* de T* Cette théorie est bien simple et ingénieuse.
Mr. de P. Nous ne la pousseToiis pas plus loin pour les corp% homogènes flottants. Passons vite aux
34 UnUiUITlÈMB ENTRBXIBN*
corps qui ont dans différents points de leur volume des pesanteurs spécifiques différentes les unes des autres.
Supposons que notre corps flottant abfd soit un corps vide très léger j qui n'enfonçât dans l'eau qu'à une profondeur égale à -^ de sa hauteur ad, et qu'on place à son fond df une plaque de pomb.qui le force à plonger jusqu'à une profondeur telle que gd soit égale à ^^ de sa hauteur g d; le centre de gravité de l'eau déplacée, ou le point d'apui, se trouvera comme auparra vaut en e à 3i dixièmes de a d au dessus du fond d f. Mais le centre de gravité c du corps se trouvera à \ine toute autre place, et au dessons de a, et nous aurons parconséquent le même cas que dans la balance (Tome I fig. ig) où le point d'apui se trouve au dessus du centre de gravité qu'il supporte. Nous aurons donc des oscillations de même espèce qu'à la balance et qui seront d'autant plus petites que la distance des deux points sera plus grande, avec cette différence néanmoins que pour notre corps flottant le point d'apui e changera de place , d'oscillation en oscillation, comme auparavant et par la même raison*
Mr^ de J*. Je conçois en outre que plus le centre de gravité c du corps sera abaissé au dessous du point d'apui e, plus le corps sera stable, parce que la même ' force lui fera faire de plus petites oscillations, comme à la balance. ' ^
Mr. de P. Fort bien, et nous voilà ei^i état à présent de trouver les principes dp la construction d'un corps de vaisseau quant à sa flgure.
'^ Notre problème consiste à détern^er la flgure d'un corps creux dont le centre de gravité se trouve
DIXHUITIEME ENTRETIKTf, 35
au dessous du centre de gravité de l'eau d)$placée et à la plus gi^ande distance possible pour une profondeur du corps donnée. Il est clair qu'un parallelipipède, dont la coupe verticale est un parallélogramme, n'aura pas cette propriété, nos deux centres se trouvant dans cette figure assés rapprochés, et que parconséquent les bateaux plats n'ont pas une assiette aussi solide que les vaisseaux qui ont plus de profondeur.
Une figure de prisme triangulaire, dont la base se « trouve hors de Teau et le tranchant dans Tew, sera déjà bien plus avantageuse, et cela d'un côté par ce que la matière pesante, le lest, qu'on place au fond, se trouvera à une plus grande profondeur et rabaissera de beaucoup le centre de gravité du vaisseau ; et d'un autre côté par ce que la plus grande massé de l'eau déplacée se trouvera vers le haut et rehaussera le centre de gravité de toute la masse d'eau déplacée. ^
Une courbe telle que celle que je dessine dans ce moment (fig. lo) aura cet avantage à un plus haut de* gré que le triangle, parce que sa figure renflée vers le haut fait remonter davantage le centre de gravité e de l'eau déplacée et parce que le fond sera toujours assez spacieux pour contenir le lest. Mais cette figure a en^ core un second avantage aussi précieux que le premier* Représentez vous bien clairement la masse du vaisseau copame concentrée en c et suspendue au point e. Lors« que le vaisseau est forcé de f^ire des oscillations au* tour du point e , ses flancs trouvent une résistance cou* sidérable dans la masse d'eau adjacente qui oppose son inertie aux déplacemens que les oscillations veulent opérer ^ et cette résistance augmente en' raison de
36 ^ DIXHUITIKME ENTRETIEN.
hauteur entière d'immersion da et en outre en raison de plus de la moitié de la distance ea du point d'apui e au bout inférieur a de notre ligure.
Ce second avantage est si considérable qu'on fixe à cet effet en s une poutre qui règne sur toute la longueur du vaisseau, nomtùée quille , dont on ne se passe que pour les bateaux plats destinés a voyager sur des rivières pu canaux de peu de profondeur et où les orages ne sont pas à craindre.
Afr. de T* J'avoue que je ne comprends pas encore comment le vaisseau peut avoir une assiette assez solide pour résister à la force du vent; car vos deux centres de gravité me paroissent assez proches l'un de l'autre.
Mde. de L. Et tant que Monsieur de T. ne sera pas rassuré je. le serai bien moins encore et je ne mettrai pas le ]£>ied même sur le plus grand vaisseau de guerre.
Mr. de P. Vous me mettez, Madame, dans un grand embarras. Pour vous satisfaire de même que Mr. de T. il faudroit vous détailler la mâture et la voilure des> vaisseaux; vous parler d'une demi douzaine d'autres centres de gravité, du centre d'impulsion du vent sur les voiles nombreuses qui composent l'agrès des batimens, toutes choses que je ne connois moi» même qu'imparfaitement et dont les calculs sont très difficiles.
Mais il me vient une idée plus simple et qui j'espère satisfera Monsieur de T. Voyons. Votre défiance, Monsieur, vous vient du peu de distance des deux cen-
DIXBUniÊBiB ENTRETIEN. 37
très de grayitë. Supposons la , dans un vaisseau de loo canons, puis que Madame de IL. parle des plus grands vaisseaux dé ligne, supposons la seulement de 3 pieds, ce qui n'est pas un dixième de la profondeur d'un pa* reil vaisseau, et voyons quel poids il faudroit placer d'un côté, par ex: en b,pour faire pancher le vaisseau d'environs ao degrés, inclinaison qui n'est encore nul« lement dangereuse. Un vaisseau de cette grandeur avec ses mâts et ses voiles, ses canons, son lest, l'é» quipage et la nourriture pour plusieurs mois, peut peser quinze milliops de livres que nous regardons comme concentrés en c. Le poids b chaiigera la place du centre de gravité , et cela de la manière suivante : Le poids b doit être considéré comme une masse qui a son centre de gravité à elle, et cette masse et celle du vaisseau auront un centre de gravité commun qui sera aur la droite cb qui les joint. Ce centre de gravité o sera d'autant plus près de c que b est plus petit que la masse du vaisseau, et on le trouvera en divisant cb en deux parties qui soient en raison inverse des masses adjacentes. Ce nouveau centre de gravité o étant fixé, nous savons la position qu'aura le vaisseau ; la ligne e o sera verticale, parce que le vaisseau ne peut être en équilibire que lorsque son nouveau centre de gravité est dans la verticale qui passe par son point d'apui e.
Mr. de T. Je conçois cela ; mais comment trouver la grandeur du poids b?'
Mr. de P. Nous sommes convenus que l'angle d'inclinaison o e c est de 20 degrés , et je vois par aperçu de calcul que cet angle exige que le point o se trouve à une distance de e d'environ ^ de la ligne ob;
58 DIXHUITIEME ENTRETIEN.
€• à» d. que o c est à ob, ou le poids p à celui du vaisseau, comme i à 3o* Ainsi le poids p qui doit faire iDcIiner notre vaisseau de 20 degrés sera -fg de 15*000,000 de lièvres c. à. d. de 500,000 livres. Or, Madame, comme vous pesez à peine 100 livre^^ il est clair que> votre personne^ ne fera pas pancher bien considérablement le vaisseau.
Mde.de L. (riant) Je n'imaginois pas, Monsieur de P. , que vous me prouveriez aujourd'hui que ma personne fut de si peu d'importance.
Mr, deP* Sur un vaisseau, Madame, où il n'est question que du poids physique et non du poids moral.
Mr. de R. Moi, fe n'ai pas de défiance; je me Contente d'admirer la subtilité et la profondeur de la théorie des vaisseaux.
Mr. de P. Combien n'y a-t-il pas d'autres choses à considérer en fait de construction navalei N'oublions pas la figure de la coupe du vaisseau sur sa^ longueur, figure qui doit diminuer autant que possible la résistance de l'eau qui s'oppose à la vitesse de la course ; la construction et l'assujettissement des mâts pour leur donner la plus grande force de résistance avec le moins de matière possible ; le gouvernail dont la position fixe le cours du vaisseau sous tant de directions diverses du vent, la .figure des ancres pour qu'ils soient en état d'arrêter ces masses énorm'es en dépit des vents et des vagues, &c, — Aussi la construction des grands navires, qui porteqt dans les zones les plus éloignées les productions des continents, des îles et des mers, ou ^e ces citadelles Bottantes qui décident souvent sur la
DIXHUITESBIB ENTIŒTIBN. 39
surface de Foc^an le destin des Empires, cette con» structioii dis - je est un des plus beaux monumens de la sagacité et de la hardiesse du génie de Thomme.
Mais que direz - tous , Madame , si je quitte ce grand sujet pour passer à des objets petits et minutieux qui paroitTont mériter k peine votre attention P
Mde. de Z. Que ù ces objett sont dignes de l'attention des Physiciens ils mériteront sûrement la mienne et qu^en tout cas i]s seront proportionnés k ma propre petitesse que vous m^avez si bien démontrée.
Mr* de L, Bravo! vous voilà enfin en guerre ouverte avec Monsieur de P. Voyez ce que c'est que les fêmmesl Elles voudroient nous écraser même de leur poids physique.
Mde» de Zé. Je connois trop bien la générosité de Monsieur de P. pour craindre que ce badinage le fasse ranger de votre partL
Mr, de L. Tant mieux; f aurai Thonneur d'être seul et
Mr. de P. Trêve de guerre, Général, d'autant plus que nous allons rentrer dans la sphère d'une at* traction où il ne sera pas question d'inimitié et oh tout se passe très pacifiquement* Nous parlerons des tubes capiUaires et de plusieurs autres phénomènes qui s'y rapportent.
Le Comte. C. Cet objet intéresse la Physiologie des plantes et me f^a plaisir» "
Mr. de P. On nomme tubes capillaires des tubes de très petits diamètres qui,, plongés par un bout dans
l'eau, font monter dans leur intérieur ce liquide au
dessus de son niveau, et le problème à résoudre est
40 DIXHUITIEMS £|ÏTRF|1£N.
de décrire le mécanisme qui produit cette ascension. D'abord nous observons que cette ascension est encore sensible dans des tubes de verre de 6 lignes de diamètre, qu'elle devient de plus en plus grande à mesure que le diamètre des tubes diminue et qu'elle est prëcif sèment en raison inverse des diamètres.
Pour ijious mettre sur la piste de ce phénomène qui paroit contredire les lois de Féquilibre des fluides, gros* sissons considérablement le diamètre de ces tubes, ou bien versons de l'eau dans un gobelet cylindrique de verre , et nous verrons d'abord que l'eau ne conserve pas en tous points son niveau naturel, mais quelle monte un peu vers la surface du verre, comme je, vais vous le dessiner (fig, ii)* Le niveau naturel de l'eau devroit être la droite ae« Mais cette ligne n'est droite que dans sa partie cb du milieu; vers les bords Tèau monte à la paroi du vasfe et forme \es lignes concaves ib et cd; et nous trouvons déjà une analogie entre ce phénomène et celui du tube capillaire (fig. lai) ; car la surface jib de l'eau dans le tube est concave et peut être considérée comme une surface semblable à ibcd mais rëtrécie jusqu'à ce que la partie rectiligne bc disparoisse; et en effet nous avons précisément une courbe composée des deux branches ib et c4 dans un tube de g lignes de diamètre*
Examinons de plus près ce phénomène de la cour^P bure de la surface de Teau* Il est clair que cette courhure a lieu parce qu'il s'est élevé une portion d'eau que nous pouvons exprimer par le triangle curviligne iabouced, et que cette masse d'eau élevée peut être considérée comme composée de petites colonnes d'eau
• de différentes hauteurs qui décroissent rapidement de la surface verticale du yerre vers le milieu, et dont nous supposons la dernière encore sensible être en b et c Ces petites colonnes adhèrent entre elles et nous retrouyons la force qui les unit dans Tadhësion des particules d'eau vers leurs voisines.
Le principal point de notre problème est de trou* ^ ver la force qui contraint Teau de s'élever au dessus de son niveau naturel. Mais il faut pour cela considérer différents cas de notre phénomène que je vais vous aUégaer»
Si on enduit la surface de notre vase d'une mince «touche/ de suif ou de cire, l'eau ne forme plus la courbe ib où cdy mais est sensiblement horizontale et rectiligne, et un tube capillaire, également enduit de suif ou de (are à son intérieur, ne laisse pas monter l'eau au dessus de son niveau extérieur.
ai on prend un vase de verre sans suif et qu'on y verse du mercure, le mercure prendra une figure con* traire à celle de l'eau ; il s'éloignera du verre et aura une forme convexe (fig. 13.), dont i d est le niveau na« turel et ba et e« les portions courbées , et si nous tirons la parallèle ib , il est clair que nous trouverons qu'il manque à l'équillibre naturel une portion de mercure exprimée par les triangles curvilignes abl et c«d. Donc il doit exister une force qui arrache le mercure de cet espace vide pour Tamener vers l'intérieur du vase* Si Ton plonge un tube capillaire de verre sans suif (iig« 14) dans du mercure, on observe quQ le mercure, au lieu de monter dans le tube au dessus de son niveau extéri*» eur, s'abaisse au dessous, et la surface abaissée ab
4^ DDCHUmÊMB ENTRETiEK.
est conreze et nous offre un rétrëdsement de la cour* bure abce*
Enfin si on prend différentes liqueurs, et qu'on y plonge un tube capillaire, on trouve que les hauteurs aux quelles les liqueurs montent sont très différentes ; pour l'eau, l'acide sulphurique, l'esprit de yin, dans le rapport de 33 à i5 à i3J.
Le Comte C. Ces phénomènes indlquont à coup sur une action qui provient de l'attraction de surface.
Mr. de P. Assurément et notre problème consiste à présent à voir comment cette attraction agit dans notre cas» Imaginons d*abord le liquide comme ayant un niveau parfait ae (fig» ii.) S'il doit monter vers i, il faut qu'il soif attiré par la surface du verre. Mais la molécule qui s'élève au moyen de cette attraction est retenue par Tattraction des autres molécules du liquide, et il est clair que, si la première de ces deux forces est la plus grande, la n^olécule montera ; mais comme elle est liée à sa voisine, elle l'entrainera avec elle, celle-ci une seconde, cette seconde une troisième et Télëvation continuera jusqu^a ce que la somme de toutes les colonnes d'eau contenues dans l'espace iab épuise la force donnée, qui n'est autre chose que la différence des attractions du liquide vers le verre et du liquide vers le liquide.
Si au contraire l'attraction du fluide vers le fluide est la plus forte, il est certain que le fluide s^ëcartera du verre et prendri^ la figure abce (fig. 13), et le vide abi augmentera jusqu'à ce que le défaut du fluide dans cet espace épuise la force donnée, qui n'est autre chose
< DISHUirtEBCB SNTRBTIEir* 43
que le snrplas de Tattraction da fluide vers le fluide sur Tattraction du fluide yen le yerre. ^
Enfin si ces deux attractions sont égales , il est dair que le liquide ne montera ni ne baissera vers les parois du rerre, et que sa surface sera parfaitement horizontale.
Mr. de G. Je trouve cette diéorie biensimple et bien claire.
Mr. de P. Attendez. Cette explication n'est pas encore une théorie; il faut voir si elle cadre avec les expériences que nous avons eues sur l'adhésion des. liquides aux solides. L'eau a une plus grande adhésion au verre qu'à elle-même; elle mouille le verre. Donc elle doit monter vers les parois d'un vase de verre. Le mercure a plus' d'adhésion à lui-même qu'au verre; donc il doit s'éloigner du verre. Et nous avons vu que l'un et l'autre de ces phénomènes a lieu. Enfin si nous avons un vase de suif, qu'arrivera- 1- il? L'adhésion de l'eau à l'eau est de 55 grains par pouce carré, celle de l'eau au suif est de 5o grains , c, à. d. de 3^ moin- ' dre que celle-là. Donc Teau doit s'écarter du suif d'une très petite quantité, àpeuprès d'un onzième de ce que Teau monte à la surface du yerre, c à. d. d'une quantité presque imperceptible; et cela a réellement lieu.
Le Comte C. Voilà une preuve sans réplique et qui change l'hjrpothèse en une théorie. Qu'en pense notre Général? '
Mn de iy. Que je suis fâché qu'une démonstra^ tion si claire se fasse sans notre grand magicien, le théorème du parallélogramme des forces*
44 DIXHUITIEMB EMTRBTIEir*
Mr. de P* J'ai bien ëté tenté de l'appliquer ici pour mieux ëtayer cette théorie. Mais cette applica* tion aux particule^ infiniment petites est si épineuse que )é ne me soucie guères de vous Tofirir, d'autant plus qu'un bien plus grand sorcier que moi a échoué dans cette application.
Le Comte C. Nous savons à présent pourquoi l'eau monte set% les bords d'un vase de verre et pour-» quoi le mercure s'en écarte. A présent expliquez nous ce qui a lieu dans les tubes capillaires. Pardomiez moi mon impatience, Monsieur cfe P.
Mr. de P. Je ne veux pas mettre votre [iàtience de Naturaliste à une plus rude épreuve, d'autant plus que je prévois que je finirai par vous chagriner.
Le Comte C, Gomment cela ?
Mr.. de P. Patiehce, mon cher Comte, patience.
Imaginez un tube de g lignes de diamètre plongé dans l'eau et que la surface de l'eau à l'intérieur ait sensiblement perdu sa partie horizontale ou plane et nous offre la figure bien arrondie (fig, i5) d'une petite jatte. Le plus bas point de cette petite jatte se trouvera exactement au niveau de l'eau extérieure; supposons que, comme cela a à peu près lieu, l'eau s'élève sur les bords de i§ ligne au dessus de ce point inférieur, et considérons la force qui a élevé cette eau. Il est clair que cette force réside dans les points de contact du verre et de l'eau et est parconséquent proportionnelle à la somme de tous ce% points , ou à la circonférence du tube , ou bien au diamètre. Si nous rétrécissons le tube de moitié, la force sera la moitié de ce
elle étoit auparavant et elle ne pourra élever que la
DiXHUn^MB .ENTRETIEN* 45
moitié de l'eau qu'elle élevoit auparavant. Mais en supposant la même hauteur d'élévation dans les deux tubes et une courbe dib semblable pour le petit et pour le grand , il est clair que la masse contenue dans le ménisque acdib qui forme la petite jatte ne sera que le quart de celle de la grande, parce que les masses seront comme les carrés des diamètres. Donc la force sera double de la résistance: donc la résistance ou le poids n'épuisera pas la force; donc celle-ci doit forcer l'eau à monter dans le tube, ensorte qu'au dessus du plan horizontal ac, il doit s^éleyer un petit cylindre d'eau dans le petit tube au dessus du niveau extérieur de l'eau. Si vous supposez un tube de moitié moins large, que celui-ci, il est clair qu'il s'élèvera encore un petit Cfrlindre d'eau , et que parconséquent l'eau doit monter toujours plus haut à mesure qu'on rétrécit le tube.
Mde. de L, Nous y voilà enfin arrivés , mais il m'a fallu employer une bonne dose d'attention pour amener deux gouttes d'eau dans votre tube capillaire.
Mr. de P. Vous me pardonnerez Madame, la peine que je vous ai causée, lorsque j'aurai l'honneur de vous dire que les théories de l'attraction capillaire données par d'autrs Physiciens sont bien plus complipliquées et moins concluantes.
Considérons les tubes capillaires plus fins , où nous puissions mesurer facilement l'ascension de l'eau au moyen du compas ou d'une échelle , et supposons que le tube dans notre figure (fig. i2.) élève l'eau à une hauteur ac de lo lignes. Dans un autre tube doiit le dia^ mètre seroit de moitié moindre , une colonne d'eau de même hauteur n'aura qu'un quart du poids, et la force
46 DIXHUITI£M£ ENTaBTIEIf. .
ne sera que la moitié. Donc la force élèyera une co« lonne de hauteur double de a c ou de 20 lignes. Si le diamètre du nouveau tube n'est que le tiers de notre premier tube, une colonne d'eau dans ce petit tube de la hauteur ac ne pèsera que ^ de la colonne ac; mais la force est f de celle du premier tube. Donc Teau s'ëlèyera au triple, c. à. d. à 30 lighes. Et voilà le théorème démontré: que les hauteurs des colonnes d'eau élevées dans les tubes capillaires sont précisément en raison inverse des diamètres, théorème que Texpérience confirme pour toutes les proportions.
Quant à la dépression du mercure, je puis vous en épargner la démonstration; car comme la cause qui agit ici est l'opposée de celle qui agit pour £siire monter réau, il est clair que nous devons avoir des résultats opposés, mais soumis à la même loi.
Mr. de R. Ainsi voilà ce phénon^ne énigmatique expliqué ; et cet accord des lois générales de la Nature, même dans les phénomènes qui semblent les contredire, fait bien l'éloge de la Physique.
Mr. de P. Bien des remercimens, Mr. de R. y de la part de la Physique pour cet éloge. Mais pour le mériter entièrement il faut qu'elle nous -dise encore dans quels points des surfaces du verre et du liquide réside l'attraction qui produit ce phénomène. On a cru, et quelques Physiciens le croient encore, que cette attraction réside dans toute la surface intérieure du verre qui contient le fluide élevé; ce qui ne peut être nullement (quoique l'adhésion ait sûrement lieu à tous ces points) parce que chaque point se trouve attiré ic la même force de haut en bas que de bas en haut
DOHUlTlâME ENTHETIBN.. 4?
et que Tefiet est parcomëquent nuL D'autres attribuent rëlévation de Féau et la dépression du mercure à la courbure du ménisque; mais cette courbure est, comme nous l'avons yu^ elle-même VeSet de Padhésion et ne peut être considérée comme la cause du phénomène. Moi je l'attribue à l'attraction de la ban« de circulaire infiniment étroite du verre qui se trouve immédiatement au dessus du liquide aux points de contact. Une preuve incontestable de cette vérité est que, lorsqu'on plonge un tube capillaire plus large par un bout que par Tautre , quelque soit le bout plongé, la colonne d'eau se trouve élevée à une hauteur due au diamètre du tube à l'endroit de la surface de la colonne d'eau, quelque soit d'ailleurs la figure et l'ampleur de la partie du tube remplie d'eau. Je fais même à cet égard l'iexpérience suivante bien remarquable :
Je prends une cloche de verre de 6 à 7 pouces de jdiamètre et d'environ autant de hauteur. Cette cloche se termine à sa partie supérience par un tube capillaire très étroit, en sorte que la hauteur entière de la pointe du tube jusqu'au bas de la cloche soit d'environ 10 pou*, ces, et j'ai soin de donner au tube un diamètre aussi petit que l'auf oit un tube ordinaire pour élever l'eau à ]o pouces. Alors j'enfonce la cloche perpendiculairement dans un grand vase d'ean, L'air s'échappe par le petit tube et l'eau monte dans la cloche que je laisse s'enfoncer jusqu'à ce que l'eau ait atteint l'xtrémité du tube capillaire. Alors je remonte la cloche jusqu'à ce que son bord seul plonge encore de quelques lignes dans Teau ; et toute cette masse d'eau soulevée, qui pèse 8 ^ ^^ livres, reste suspendue au tube capillaire
48 DIXHUITIEME ENTRETIEN.
ccunme si la cloche n^avoit pas pliis de diamètre que le tube. Je puis même interrompre la colonne d'eau dans la partie capillaire par une bulle d'air sans que rien change. La masse d'eau se soutient pourvu qu'il y ait une goutte d'eau presque imperceptible dans la partie supérieure (la plus fine) du tube.
Le Conite C Ge phénomène est réellement bien paradoxe.
Mr. de P. Et il ne s'explique que dans la supposition de l'attraction du petit anneau circulaire d'attraction.
Le Comte C J'aurois bien ime question à faire.
Mr. de P. Peut r être y satisferai - je d'avance par les deux faits suivants que fournit l'observation.
Mi l'épaisseur du tube capillaire ni sa longueur n'ont aucun e£Fet sur l'ascension ou la dépression des fluides, mais uniquement la nature du fluide et de la surface de la matière du tube.
Les tubes capillaires ne produisent jamais un écoulement d'eau par leur orifice supérieur. Soit par ex: un tube qui élève l'eau à lo pouces de hajuteur ; rompez le de façon que l'un de ses deux morceaux ait g pouces et l'autre i pouce de longueur et plongez les tous deux chacun par' un bout dans l'eau; l'eau montera dans les deux jusqu'à Torifice supérieur mais ne le dépassera pas ; il ne s'établit aucun écoulement.
Le Comte C. C'est précisément là Pobjet de ma question; ce dernier fait me semble une nouvelle preuve pour l'attraction du petit anneau circulaireé
Mr. de P. En effet* Mais permettez moi de vous ofirir un nouveau fait ou plutôt deux dans un seul
DlXHUITlàMB ENTRBTIEN 40
phénomène. Imaginez que cf et de (fig^ la) r^pr^seiïtent non les parois d'un tube, ce à quoi ces lignes nous ont servi, mais les tranches de deux plaqués de verre très rapprochées Tune de Taiutre et placées àizisi dans un vase plein d'eau. Il s'élèvera entré deux iiné hàppë d'eau qui n'aura que moitié de la hauteur de la colonne d'eau qui a' élève dans un tube dont le diamètre égale la distance des deux plaques de verre; et en outre ces deux plaques seront attirées l'une vers l'autre, en sorte qu'elles finissent par se toucher par leurs bords supérieurs.
Le Comte C. Pour le second de ces phénomènes je crois en deviner la cause. L'eau prendra entre ces deux plaques une surface courbe comme celle que vous avez dessinée en ab (fig. 12.) et chaque tranche verti^ cale de la nappe d'eau peut être considérée comme un poids attaché à un fil courbé ab dont les bouts sont fi-< xées aux plaques. Ce fil imaginaire est Tadhésion dei^ molécules de l'eau entre elles, et la colle qui en atta-' <:he les bouts aux plaques c'est l'adhésion de Teau au verre.
Mr. de P. Fort bien, Monsieur le Comte; et vo* yons si Monsieur de T. voudra bien se charger de l'ex* plication de l'autre phénomène.
Mr. de T. Je veux l'essayer ^ quoique ïe problème me parroisse difficile. J'imagine qu'il fafudra partaf* ger la nappe d'eau en colonnes cafrrée» véirticaïes qui se^ touchent mutuellement par d^ux côtés et qui tcxuchent le verre par AexoL autres câtés^ Nous ttéYùttî doncf pour supporter cbaduiie de ce^ eolonneâf que là moiiié
50 DlXHUlTliME ENTRETIEN,
de la circonfërence de leur surface en contact avec le verre et parconsëquent la moitié de la force d'ascension qui auroit lieu si le contact existoit des quatre côtes; et parconsëquent Tëlévation de la liqueur ne doit être que la moitié de celle qui auroit lieu dans un tube carré.
Mr. de P. Permettez moi d'ajouter à cette solution qui est fort juste, que la Géométrie et le calcul prouvent qu'un tube carré élève l'eau à la même hauteur qu'un tube cylindrique dont le diamètre est égal au côté du tube carré.
Le Comte C. A présent, Monsieur de P.j ne nous faites plus attendre les applications de l'action capillaire. .
Mr. de P. Volontiers, et nous passerons, en faveur de ces applications , plusieurs cas semblables aux précédents qu'on fait ordinairement suivre après la théorie des tubes capillaires.
D'abord nous rangeons sous la loi de l'action capillaire la pénétration de l'eau .dans les corps fibreux, tels que le papier bulle, les toiles, l'amianthe &c. Les fibres de ces corps laissent entre elles des vides très étroitji qu'on peut regarder comme des tubes capillaires très fins.
Le sable et tous ies^ corps composés de petits grains offrent également de petits vides dans les quels l'eau monte par l'action de la capillarité.
La même action attire dans l'intérieur du bois l'humidité de l'air, c. à. d. de l'eâu dont l'air est imprégné ; et lorsque Pair se sèche il retire à son tour ceteau du bois. Cette double opération se fait avec
PIX9UITIEME ENTRETIEK» § I
une force étonnante. La planche ^ui perd ^oti humidité se fend lorsque ses côtés sont bien assujettis à des points fixes, parce que la perte de Teau occasionne une diminution de volume qui se inajqdfeste par la crevasse. Le contraire arrive lorsqu'on humecte une planche également assujettie entre deux points finies; elle augmente de volume et repousse les appuis avec une force presque insurmontable^ On emploie même cette force dans les carrières où Toii prépare les pierres de moulin. On taille un bloc de pierre du diamètre de 5 à 6 pieds qu'on veut donner aux pierres de moulin et d'une hauteur qui comprend plusieurs fois Tépaisseur d'une de ces pierres^ Puis à une hauteur convenable on taille tout au tour du bloc une rainure de quelques pouces de profondeur dans la quelle on enfonce au marteau des coins de bois bien séchés i^uparavant. Cela étant fait^ on verse de l'eau sur tous les
coins. L'eau, qui s'introduit dans ces morceaux de bois, les gonfle et ce gonflement produit une telle force que le bloc se fend sur toute son épaisseur dans le plan des coins> et voilà la pierre de moulin enlevée du bloc comme d'un coup de sabre«
Mr, de R* G est un effet prodigieux! Quelle force ne faut -il pas pour surmonter le poids seul d'une pierre de moulin! et puis la ténacité des deux surfaces du bloc bien plus considérable encore que le poids! Gomment une force en apparence si foible peut- elle produire un effet aussi prodigieux?
Mr. de P. Je vous tromperois^ mon cher Monde JS, si je vous disois que l'attraction cappillaire agît ici immédiatement ; non i c'est par le moyen d^un in*
52 DIXHUITléniB ENTRETIEN.
termédiaire que je ne puis encore vous nommer, mais nous y reviendrons par la suite. Passons à d'autres objets. * ,
Le Comte C Ne nous parlerez -vous pas, monside P. , de Faction capiillaire qui fait monter le suc dans les plantes? J'attends cette application avec impatience.
Mr. de P. Non, Monsieur le Comte, et c'est q,ue je vous avois prédit d'abord. /
Le Comte C. Mais pour quoi? Trouva -vous la chose trop simple?
Mr. de P. Non, mais je trouve que la chose n'existe pas.
Le Compte C. Cela ne m'étonne pas peu, et contredit les notions les plus généralement reçues dans la Physiologie des plantes.
Mr. de L. Comte! Ne lâchez pas prise. Je crois également à l'action capillaire dans les tuyaux des plantes, et si je ne puis pas vous fournir des argumens, au moins je vous soutiendrai de toute ma méchanceté.
Mr. de P. Votre méchanceté, Général*, pâlira ^en face de l'expérience.
D'abord vous savez. Monsieur le Comte, mieux que moi , que nous n'avons pas seulement des herbes d'un pied ou deux , mais des palmiers de 200 pieds de hauteur; calculons le diamètre des tubes cappillaires qui porteroient la sève de la racine à la cime de ce géant végétal. Un tube capillaire d'un tiers de ligne de diamètre élève l'eau à 8^ lignes de hauteur; c'est une expérience fondamentale répétée et confirmée par beaucoup d'autres, faites avec des tubes de di£Férents diamètres. Calculons à présent par là loi de la raison
DIXHUITIEME ENTRETIEN* 55
inverse de^ diamètres celui de notre tube végétal pour une hauteur de 200 pieds. Nous trouvons cette hau» teur 3512H fois plus grande que celle de 8^ lignes. • Le Comte C (gaiment) Je vous fais grâce
desH.
Mr, de P. ' Grand merci , d'autant plus que c'est
à votre avantage. Ainsi le diamètre du tube végétal sera 3512 fois plus petit que celui de notre tube, ou sera égal à la dix mille 4!inq cent trente sixième partie d'une ligne. Dites moi à présent. Monsieur le Comte, si le microscope nous a découvert ces tubes capillaites?
Le Comte C J'avoue que non ; mais il 7 a bien des choses dans la Nature que le microscope n'a pas dé« couvertes, et comme la matière a une divisibilité si pro« digieuse pourquoi ne pas supposer que les fibres d'une plante p'auroient que la dix millième partie d'une ligne en épaisseur, et dont les faisseaux produiroient par leurs ÎDtejrstlçes des tubes encore plus fins que ceux fjue nous j^voiis calculés?
MVf çh JPf Cette possibilité ne peut pas être niée. M9ÎS avouer aussi , Monsieur le Comte, que cette posij&ibilité pe sufEit pas pour baser l'explication d'un phe« pomène Qussi important. Il faudroit constater par J'expérieaçe l'existence de ces tubes* Passons à un autre argument*
Je suppose l'existence de ces tubes capillaires assez fins pour monter le suc des plantes d'ici à la lune. Quel peut être le but de la Nature dans cette ascension? Assurément la nourriture de la plante.
Le Compte C. Fort bien.
Mr. de P. Ainsi le suc arrivé à la surface d'une
54 DIÎOiUITŒME ENTRETIEN.
feuille devroît s'écouler au dehors pour produire Taccroissement de la feuille. Mais nous avons vu que les tubes capillaires ne produisent pas d'écoulement.
Le Comte C. Ceci est plus sérieux. L'écoulé-* ment n'a -t*- il réellement pas lieu?
Mr. de P. Assurément et il ne peut pas avoir lieu ; car , abstraction faite .de toute théorie , si vous observez au microscope la surface du plus fin tube ca* pillaire, assez étroit pour porter l'eau au-delà de sa hauteur, vous trouverez que l'eau est montée jusqu'à son orifice supérieur, et qu'elle y prend une surface concave comme celle que nous avons observée (fig. 12) lorsque l'eau n'atteint pas toute la hauteur du tube. S'il se faisoit un écoulement, cette surface devroit être convexe.
Le Comte C. Faudra -t- 11 me rendre?
Mr, âe L. Non, Comte, combattez.
Mr. de P. Je ne suis pas encore au bout de mes preuves. Vous savez, monsieur le comte, que les tubes nourriciers dés plantes sont toujours pleins de leurs sucs aussi longtems que la plante croit. Or l'ac*tion capillaire dans un tube rempli .est nulle. Dès que le liquide a atteint la hauteur qui lui est assignée par 11» diamètre du tube il n'y a plus d'ascension et le renoua vellemeïît des sucs seroit inexplicable. Pour achever de vous eonvàinere je n'ai plus qu'à alléguer l'expérience suivantes Pienez une longue bande de papier buU le etiin copeau de sapin, suspendez les à un point fixe en sorte que leur bjout trempe dans l'eau et voyez à quelle hauteur l'eau montera par la force capillaire. Cette hauteur ne passe pas g pouces pour le papier et
DIXHinTlÈME ENTRETIEN. 55
6| pouces pour le copeau. Et cependant la première de ces deux substances, le papier, est composée de Tëcorce du lin ou du chapyre , dont les tubes capillaires devroient faire monter la sève dans la plante, pour le lin jusqu'à 18 pouces, pour le chanvre jusqu'à 6 pieds de hauteur. Un copeau de bois de sapin, dont l'arbre
attfii»*: ««pendant une hauteur de 70 pieds', n'élève Teau qu'à 6f po»««&.
Mr. de L, Qui a fait ces exp^rîAiLCA«? Il Faut savoir si l'auteur mérite croyance*^ ^^
Mr. de P. Malheureusement c'est moi-même.
Le Comte C. Oui malheureusement pour l'hypothèse capillaire. Je me rends, monsieur de P.' Mais puisque vous avez détruit mon beau rêve vous nous devez une belle réalité, c à. d. la vraie explication de l'ascension du suc dans les plantes.
Mr. de P. Je vous la 'donnerai aussi belle que je l'ai; permettez moi seulement d*observer au Général, en revanche de l'envie qu'il a eue d'être méchant, que cette hypothèse de la capillarité végétale est le premier exemple de celles qu'il vouloit bannir de nos entretiens et dont je lui ai prédit que lui '-même ne s'en déferoit qu'à regret»
Mr. de L. (riant) Point du tout et ma méchanceté consistoit uniquement à vous mettre aux prises avec Monsieur le Comte,
Mde* de L. Fi , mqn ami. Comment pouvez-* vous aimer ainsi la guerre?
Mr. de L. C'est une qualité royale. Madame, qui a siégé sur tous les trônes du monde depuis Abraham , qui a batUi sept rois en rase campagnô , jusqu'à
56 DIXHtnTiÈME ENTRETIEN.
Louis XrV qui nous a laissé pour héritage les armées permanentes. C'est la passion de votre cher Bona» parte.
Mde. de L. Ne me parlez pas de ce buveur de sang humain, mais plutôt des Souverains pacifiques qui l'ont mis à la, raison.
Mr, de G. C. à. d. à la mais on de force.
]!4r^ de P. Oserais- f^ f5«x»ottro îna petite opinion suri^a^ceiïdtoii du auc dans les plantes ?
Mde. de X. Vous me ferez plaisir ; csr je m'aper^ cois que Tironie de mon mari alloit me jetter dans la politique. /
Mr, de P. Je prends la liberté de m'adresser particulièrement à vous y monsieur le Comte. La Physiologie de$ plantes nous indique que la sève et tous les sucs nourriciers changent de nature en changeant de place, surtout dans les parties les plus éloignées de la racine, comme les feuilles , les fleurs , les fruits. L'air ambiant, la lumière et la chaleur sont trois grands réagents que la Nature employé à cet eEFet, et nous voilà parconçéquent dans l'empire de la Chimie, Nous avons c)qpc dans les menées );ubes nourriciers plusieurs sucs oulii4ueurs plus ou moins hétérogènes par leurs propriétés phimiques. Ainsi il doit s'établir une marche réciproque de ces substances le^ unes vers les autres en vertu de l'afBnitié* pt çett^ solution nous explique non seu]ei|ieiit l'action desracine^ sur les branches, lesfeuille$ &ç. mais aussi la réaction bien observée de cellesci suf le$ racines.
Le Comte C. Voilà une théorie bien simple; et si on ppmpare la lenteur de saturation dans les procès
DIXIIUmÈME ENTRETHSN. 5?
chimiques, que vous nous avez dévoilée, avec la lenteur de Taccroissement des plantes , nous aurons une analogie nouvelle et importante,
Mr. de P. Ajoutez à cela que le long voyage à faire de la racine à la cime de la plante n'est nécessaire que pour les substances qui proviennent du soK Quant à celles qui viennent de Tair , eljes n'ont à faire que le petit voyage autravers de Técorce des rameaux ou de répiderme des feuilles, des fleurs et des fruits ^ et que cela explique le grand accroissement des i^euilles corn* paré à celui de la tige ou du bois.
Mais en vo;là, j'espère, bien assez pour aujourd'hui. Demain nous ferons un voyage dans la région des fluides élastiques.
DlXNEUVlÈME ENTRETIEN.
JVlr. de P. Aujourd'hui nous aurons à faire à des êtres bien légers, aux airs de toute espèce considérés conune fluides pesants et élastiques.
Mde. de L. Les airs sont - ils pesants? Ils n'en ont guères l'air.
Mr. de P. Nos ancêtres de l'antiquité et du moyen âge ne s'en doutoient pas. Ils regardoient l'air atmosphérique, le seul qu'ils connoissoient , comme une espèce de milieu entre les corps et les esprits, et les Grecs n'ayoient qu'un même nom pour l'esprit et l'air.
Mde. de L, Comment savons -r nous que l'air est pesant?
]iIr.deP. Nous le pesons avec une balance. On prend pour cet elFet un ballon de verre, muni d'un robinet, et on pèse ce ballon à une balance fort juste; puis on le vide d'air au moyen de la pompe pneumatique et on le pèse de nouveau ; il se trouve qu'il est plus léger qu'auparavant. En comparant le volume du ballon au poids trouvé de l'air qu'il contenoit on fixe la pesanteur spécifique de l'air, qui est yf ^ , le pied cube pesant 795 grains de france.
DIXN£Uyi£ME ENTRETIEN. 59
Sachant à présent combien pèse notre ballon vide, si nous remplissons d'un autre gas , nous trouverons également le poids de ce gaz.
Le Comte C, Mais la pompe pneumatique ne fait pas un vide parfait et il paroît que par cette raison les résultats ne peuvent pas être exacts.
Mr. de P. Votre observation est juste , mais on tient compte de ce peu d'air qui reste dans le ballon, parce qu'on peut le mesure]^ exactement. Ainsi , s'il nous est resté yf^ de l'air dans notre ballon, la différence de poids que la balance a fournie se rapporte non à tout Tair contenu dans le ballon mais seulement à f§§ et on multiplie le poids troiivé , par |f g pour obtenir le vrai poids de tout l'air du ballon.
Quant aux gaz artificiels on évite le mélange de cesgaz afec le reste d'air atmosphérique en remplissant deux fois le ballon du gaz à peser. A la première opération on a y§^ d'air atmosphérique mélangé avec le gaz artificiel. Lorsqu'on fait le vide il ne reste plus que j^ de ce mélange et lorsqu'on le remplit la seconde fois, le gaz ne se trouve mêlé qu'avec j^-^ d'air atmosphérique, quantité qu'on peut regarder comme nulle, d'autant plus que nous ne pouvons préparer aucun gaz avec une pareté parfaite, l'air atmosphérique se fourrant partout.
Le Comte C, Je vous suis bien obligé de ces dér tails, et je conçois que si un Physicien ne veut pas se contenter de cette exactitude il peut la pousser jusqu'à un troiscentième de celle-là ou de ■sj'S oodoà ^^ répé?» tant l'opération une troisième fois.
Mr. de P, Précaution inutile, nos balances
6<> PIXKEUVIÊME ENTRETIEN»
teignant ^ peine r^actitude nécessaire pour indiquer seulement -^^^ du poid* d'un pied cube du gaas le plus pesaqt,
Puisque |iop$ savons à présent bien positivement que tous Ifîs gas sont pesants , il est clair que tout corps placé dans Pair doit y perdre de son poids, Anm les corps que iious pespt^ d^ps l'air i^oas paroissent tous plus légers qu'ils ne |e «ont réellement , et Terreur «eroit jfj de U perte qu'ils lont dans l'eau si le poids dont on se se^ poiirles pe$er n'étoit lui «même plongé dans Pair. Ainsi pour obtenir k la Hgneur la vraie pesanteur spécifique d'un corps il fs^ut avoir égard k cette circonstance. Comme les poids dont nous nou^ $eri> vons communément sont de laiton 9 il est clair que le vrai poids des corps plus légers , est plus grand que çe-r lui que la balance indique « et celui des^ corps plus pesant^y tels que l'argent ^ le plomb 9 le mercure | l'or Ot le platine et leurs mélanges sont plus légers,
Mde. de L. Ainsi les orfèvres qui nouif vendent l'or au poids du laiton nous iripponnent*
Mr* de P. Oui, Madame; mais bien certaine^ ment sans le savoir , et ils sont d'autant plus innocents qu'ils l'ont acheté de même.
Cette çonsidératiou du poids de l'air nous prouve que tpntes nos balances sont proprement dés balances hydrosifitiques, et l'inventeur de la pompe pneumatiquei Othon Qiierike, Bourguemestre de Magdebotirg» déjft en 1661 employa ce principe à la Construction d'une J^silance nommée jnc^^^rnètre qui indique les variations de la pesantenr spécifique de l'air. C'est un0 b^l^l^Ç^ ordin^if^ bien lljustée, à 1^ quelle on a
DIXNEUYIEMB ENTRETIEN.
suspendu d'un côté un ballon de lo à 12 pouces de diamètre et de l-autre un poids égal de métal dont le volume est très petit en comparaison de celui du ballon. L'appareil étant mis en équilibre pour un certain étar normal de Tair, l'équilibre sera rompu dès que l'air augmentera ou diminuera de pesanteur spécifique, par ce que le ballon? perdra ou gagnera en poids dans la même proportion. En rétablissant l'équilibre par des poids additionnels on sait de combien l'air, dont le ballon occupe la place, a perdu ou gagné, et si on a préalablement cherché le poids absolu de cette portion d'air supposée dans son état normal , on peut dé* terminer à chaque instant la vraie pesanteur spécifique de l'air, '
Mr. de T. Correction faite de la perte ou du gain que le contrepoids a subi.
Mr* de P, Bien entendu , si on ne veut pas commettre une faute d'environ ^^ôô* ,Dans les cabinets de Physique on a des manomètres en miniature, dont le ballon n'a guères que 2^ pouces cubes de volume. On place cette petite balance aérostatique sous la cloche de la pompe pneumatique, et à mesure qu'on raréfie Tair on voit le petit ballon gagner en poids et baisser.
Ce principe de la pesanteur de l'air et de tous les gas étant posé , il est clair que tout fluide de cette espèce est soumis aux mêmes lois de l'équilibre que nous avons découvertes dans les liquides.
Voyons maintenant quels seront les phénomènes de V élasticité des gas , et commençons par nous assu-
62 DIXKEUyiâMB ENTRETIEN*
rer de cette propriété par une expérience grossière. Lors qu'on gonâe une yessie d'un air quelconque et qu'on ferme l'orifice, si on presse là vessie, elle diminue de volume, l'air enfermé se laisse comprimer, et aussitôt que la force cesse, l'air se rétablit dans son premier volume et la vessie est gouflée comme auparravant.
Mr. de-T. L'élasticité des gaz peut donc être considérée comme ime force mécanique.
Mr. de P. Assurément et voici une expérience bien instructive à cet égard et a besucoup d'autres : La figure que je vous dessine (fig. i6.) est un cylindre de yenre large de 4 à 5 pouces et haut de lo. Il est fermé par le haut, et le bas est fixé sur un pied. Un tube droit Ai passe par son couvercle et plonge jusques très près du fond« Un autre tube Boa courbé passe au travers du fond et pousse sa branche courte jusqu'à un ou deux pouces du couvercle. Un troisième tuyau à doublé courbure ebpD a son orifice e dans le couvercle. Enfin un quatième tube cqC a son orifice c dans le flanc du cylindre ; u est une petite ouverture qu'on peut fer«> mer au moyen d'une vis. L'endroit où se joignent tous ces tubes avec le cylindre ne laisse passer aucun air. Le trou u étant ouvert, versons un peu de mercure dans les tubes B, C, D, en sorte qu'il se mette, dans les deux branches de chacun d'eux , de niveau , à peuprès à la hauteur yc, puis fermons l'ouverture u. A présent yersons dans le tube A du mercure, qui s'écoulera dans le cylindre. Comme l'air du cylindre est enfermé par tout et qû^il n'a de communication qu'avec les tubes , il se comprimera par le poids de la colonne de mercure
DIXNEUyiÉME ENTRETIEN. 63
ix gui s'élèvera dans ce tube au dessus de la surface du mercure répandu dans le cylindre.
Cette compression de Fair renfermé se communiquera à tous les autres tubes ; le mercure tombe dans les branches de communication et monte dans les autres. Si on mesure les différences de niyeau ws, vn, tr, on les trouvera toutes trois égales à la différence de niveau xi du tube du milieu. L'expérience répétée à divers degrés-de compression fournit toujours le même résultat: que les différences de niveau dans tous ces* tubes sont égales. ' ,
Cette expérience nous fournit trois résultats bien importants. Le premier est que la compression de Tair s'exerce dans tous les sens; car nous avons. une pression de haut en bas de la part de toute la masse d'air sur le mercure répandu dans le cylindre qui soutient la colonne de mercure ix; puis une autre pression de haut en bas à Torifice du tube aoB , qni soutient la colonne ws ; puis une de bas en haut à Toriflce e du tube ebpD, qui soutient la colonne vn; enfin une pression latérale qui agit sur Torifice c du tube cqC et soutient/ la colonne t r.
Le second résultat est que toutes ces pressions opér^ rées sur tous les points du vase sont égales. Et comme les différences de niveau ou les colonnes de mercure élevées augmentent avec la compression et lui font équilibre, on peut considérer la hauteur de ces colonnes de mercure comme la mesure de la compression qu'éprouve Tair Ainsi si les colonnes ont dans notre expérience 1 1 pouces de hauteur , inous disons que la compression équivaut k ii pouces de mercure. Si
64 DIXNEUYIEME ENTRETIEN.
nous aviom voulu nous servir d'eau pour opérer une compression ^gale, il aurait fallu que les colonnes d'eau aient eu une hauteur ijf fois aussi grande c. à. d. de 12 pieds 4} pouces.
Le tt*disiéme résultat est que cette pression sur toute lai stirfâCé du vase ne vient pas du poids de l'air contenu dans le vase, comme cela a lieu dans les lU quides où la hauteur du liquide même produit la pression et en est en tnême tems là mesure. Dilûs les gas renfertiiéà c'^est l'élasticité qui opère cette pression; car le poids d'aune coloniié d'air dé dix pouôes li'est que yfp- du poids d'ttùe ôolûnne d'eau et j^ijj du poids d'une doloûne de mercure de miême hauteur. Or <:omme nous avions dans notre expérience des Colonnes de mercure de tt pouces de hauteur^ il est clair que la pression de cet air par son poids n'est que yxÏtw de la pression qu'exerce l'élasticité. Si nous avions introduit plus ou moins de mercure dans le v^se par le tube A, nous aurions eu une proportion plus petite ou plus grande^ sans que la masse ou le poids de l'air renfermé eut changé.
. Mr. de T. Cette expérience est bien fertile en belles conséquences et explique parfaiten\ent les effets de Tair comprimé. N'a -t- on pas de semblables exj>ériences sur l'air dilaté?
Mr. de P. Le même appareil nbus en fournira.
Faisons écouler le mercure contenu dans le vase par une ouverture pratiquée dans son pied ; alors celui qui' est dans le tube A s^écoulera de même et celui des trois autres tubes se reméttra^dans son niveau naturel. Fernons à présent cette ouverture par où s'est fait Técou-
DIXNEXJVIÈME ÊNlTlETIENé 65
lement du mercure, et suçons l'air du vâsé par le tubô A. Aussi tôt nous verrons monter le mercure des autres tubes dans le sens contraire à celui de l'opération d'avant c'est à dire se porter dans les courtes branches» Et si nous observons la hauteur de la colonne élevée, nous la trouverons égale dans les trois tubes et cette hauteur servira de mesure pour la perte d'élasticité que l'air a éprouvée^
Ainsi nous voyons l'élasticité dés gàz agir dans tous les sens et sur tous les points de la surface des vases, précisément comme la pression des liquides, mais avec cette différence très remarquable que cette pression ne dépend pas du poids des gaz, que c'est une pression élastique et égale^ à toutes les hauteurs du vase ; la pression, provenant du poids du gaz, n'y apportant qu'une différence insensible ; et vous fugef es^ par là que les Physiciens n'ont pas tort de ranger les phénomènes des liqueurs et ceux des gaz dans deux classes différentes quoique l'un et l'autre genre de fluides soit pesant et élastique-
Le jeune L. Avis au lecteur! Ceci ifte regarde^ Mda. de L. Une peu ^ à ce qu'il paroît^ Mr. de P. Moins qu'il ne pâroît ; car la remarque de notre jeune ami étoit dans le fond très juste^
Mr4 de Ti Dans la première de vos deux expériences le volume de l'air enfermé a du diminuer par l'introduction du mercure qui al pris line partie de sa place et c'est^ il me semble, en raison de cette diminuti<* on que l'àir a déployé son élasticité. Existe-t-il un rapport constant entre la diminutipa de volume et le
fi
66 BlXKEUViâMS ENTRETIEN.
poids employé à comprimer l'air? Il me semble que cela doit êtreé
Mt* de P. Assurément et nous devons cette loi qui est une des plus simples que nous ayons, à Mari* otte.
Mde. de £• Dites nous vite cette loi, Mr. de P.; si elle est simple elle fera bien mon aiFaire.
Mr. de P. Absolument, Madame* La voici:
Lorsqu'une portion de gas se trouve successivement comprimée par différents poids , les espaces qu'elle oc- • cupe sont présisément en raison inverse des poids, et comme dans ces cas là nous exprimons volontiers les poids par des colonnes de mercure , ce sera en raison inverse des colonnes de mercure que la portion de gas supporte,
Mde. de L. Voilà une fort belle loi • Ainsi pour réduire une portion de gas à la moitié , an tiers au quart de son volume, il faut une colonne de mercure double, triple, quadruple; et il me vient à l'idée que par une certaine pression on doit pouvoir réduire tous ' les gas à la même densité*
MvndeP. Assurément, Madame, er je vous suis obligé de cette ingénieuse remarque parce qu'elle me donne occasion de vous faire part d'une idée sur l'élas* ticité des gas qui doit avoir place ici. Supposons, Madame, que nous ayons réduit tous les gas connus à la même densité, les poids ou colonnes de mercure nécessaires à cet effet soxj^t la mesure de ce qu'on appelle les élasticités spécifiques des 'gas. Supposons que le gas . atmosphérique ait une certaine densité soità la pression d'une certaine hauteur de mercure, il faudra 13 fois
DIXNEUycèMB ENTRETIEN. 67
cette hauteur pour donner la même densité au gas hy^ drogène'; parce que Tair atmosphérique est 13 fois aussi dense que le gas hydrogène sous des pressions égal^»
Mr, de T. Il y a ici, Monsieur de P .^ quelque chose d'obscur pour moi ; veuillez me l'expliquer, Je conçois la loi de Mariotte; je conçois que les élasticités spécifiques sont en raison inverse des élasticités ordi-* naires et en raison directe des volumes de quantités égales de gaz. Mais il me manque une unité pour tou** tes ces mesures» ; Par où commence ••t* on à considé«* rer un gas comme comprimé ou dilaté?
Mr. de P. La difficulté que vous éprouvez est bien naturelle ; car nous ne savons pas ^uand un gas cesse d'être compressible et ^uant il cesse d'être dilatable, nos expériences ne pouvant pas être poussées à l'infini. Ce que nous savons bien précisément c^est que la loi de Mariotte est juste dans toute l'étendue de nos expériences, et on ne peut pas exiger que le Physicien employé des forces infiniment grandes qu'il ne passé'** de pas.
Mr. de L. Fort bien. Nous voulons bien tenir le Physicien pour justifié et croire qu'il ne peut placer le Ghimborasso s^r ses appareils pour comprimer un gas. Mais dites nous comment le Physicien s^y prend pour trouver Tunité dont parle Mr. de T*
Mr. de P. Il s'en passe , et le comment nous cou* duit à la description d'un des plixs importafts i«stru« mens de la Physique^ En revanche je demande là per- . missicMi d'être un peuprolia^e, si Madame dfe-L. ne s'y ^ oppose pas.
68 DIXNEUVléME ENTRETIEX.
Mde. de L. Je ne puis qu'y gagner et plaindre ces Messieurs s'ik sont forcés de s'accomoder à la foiblesse de ma tête.
Mr. de V. H y a 9 Madame, certain vieillard que je:ne nomme pas, qui envie la force de tête de certaine Dame.
Mr. de P. Retournons à la pesanteur des gas et faisons en l'application à notre atmosphère. Nous avons vu qu'une portion de. gas, renfermée dans un vase ordinaire, a un si petit poids qu'on peut à peine en tenir compte dans les phénomènes de l'élasticité. Les colonnes de ce fluide sont trop courtes pour exercer une pression sensible. Mais si nous donnons à ces colonnes plusieurs mille toises de hauteur comme cela a lieu dans l'atmosphère de notre globe, alors il est clair que la pression d'une pareille colonne d'air sera très considérable. ,
Mr. de R. Il est souvent question du poids de l'atmosphère et je serai charmé d'avoir des notions esi^actes là «dessus. L'air, en nous environnant constamment, doit avoir ime influence perpétuelle sur notre bien-être et est bien digne d'être considéré sous tous ses rapportSé
Mr. de P. C'est ce que nous ferons petit* à-petit dans le cours de nos entretiens; à présent nous nous occupons de sa pesanteur, qui est une découverte du 17e Siècle. Ni l'antiquité, ni nos pères du moyea âge ne la connoissoient, quoique bien des phénomènes, qui leur étaient connus, l'attestassent. Voici le phénomène qui a été la cause de cette/ importante dé- . couverte. Imaginez un cylindre creux fermé à sa base
DixNEinmbiB mm^xa^. 69
infërienoe 6t un cylindre solide (piston) placé dedans, fermant bien de tous côtés et armé d'une verge pour le tirer hors du cylindre. Il faudra une force considérable pour le tirer et qu'on trouve être en proportion de la base du cylindre. On attribuoit cette résistance à une ^certaine horreur que la Nature a pour le vide; car la Philosophie d'Aristote prétendoit que tout est plein et doit Tétre. Si Ton* fait un trou k la base du cylindre et si Ton y visse un tuyau dont le bout inférieur plonge dans l'eau; Teau montera dans le tuyau et remplira le vide que le piston laisse en s'élevant. Ce phénomène est le principe dés pompes aspirantes , et servoit de preuve pour Thorreur du vide; car, disoiton, on voit parla que la Nature abhorre le vide, puisqu'elle le remplit en dépit de la pesanteur de Teau.
Mais la Nature se moqua de ce bel argument, se refusant à l'élévation de l'eau à plus de 3if pieds dans une pompe aspirante qu'on avoit construite à Florence, l'eau se trouvant à une plus grande profondeur au dessous de la pompe. Le constructeur s'adressa pour Tezplication de ce phénomène à Galilée, qui le persifla en lui répondant que lliorreur de la Nature pour le vide ne s'étend qu'à 3if pieds. Ce grand génie, qui avoit découvert les lois de la pesanteur, inventé le pendule et les télescopes , devina sûrement d'abord la vraie cause du phénomène, mais la cacha.
Mr. deR. Pourquoi? Cela me fâche contre Galilée, n ne faut jamais tromper personne, ni en Physique ni en Morale.
Mr. de P. Vous' avez raison, d'autant plus qu'à cette époque Galilée avoit déjà condensé de l'air daÉ
70 DIXKEUVIEME ENTRETIEN*
un ballon et croyoit prouver par des expériences de ce genre que le poids de Tair est ^^^ de celui de Teau. Mais Galilée redoutoit l'inquisition qui ne badinoit pas avec les innovateurs qui osaient se déclarer contre la Philosophie d'Aristote dont on avoit fait en quelque ^orte des articles de foi. Cependant il n'évita^ pas son sort'ety à Tage de 70 ans! il marcha dans les prisons de Tinquisition pour avoir adopté le système du monde découvert par Copernic et défendu les antipodes ; il ' n'en sortit qu'après avoir révoqué.
Le jeune de X, Cela est révoltant.
Mr, de L. C'est la moindre des horreurs que l'inquisition a commises , et ce tribunal sanguinaire a prouvé 'par son esûstence seule, mieux que tous les Physiciens ensemble, que la Nature n'a horreur de rien.
Mr. de P. Paix J Paix ! mon Général I Car si yous donne;E Pessor à votre éloquence. contre l'inquisition, il ne sera plus question aujourd'hui de la pression de l'air.
Un élève de Galilée, Torricelli, se déclara avec courage contre l'opinion de son maître qui étoit deve* nue Topinion commune, et uhe seule expérience mit la pesanteur de l'air au rang des plus grandes vérités de la Physique. Il dit: Si la Nature, en dépit de la pesanteur, abhorre le vide jusqu'à la hauteurde 31 J pieds, elle remplira un tuyau de cette longueur , de mercure aq;^i bien que d'eau.^^ais si la cause de l'ascension de l'eau dans la pompée est la pression de l'atmosphère, cette pression équivalant à 3ii pieds <l'eau dans Texpé-* ence de la pompe, équivaudra a une colonne de mer^
DIXNBUYIEMB ENTRETIEN, 7I
cure de 28 pouces de hauteur; le mercure ne pourra se soutenir qu'à 28 pouces, et au dessus il restera un
vide.
Torricelli se fît faire, en 1645» un tube de verre, d'environ deux lignes de diamètre et de 36 pouces de longueur, fermé par un bout, le remplit de mercure, en ferma rorifice avec le doigt et le retourna , plaçant cet orifice toujours fermé dans une cuvette pleine de mercure. Voyez le dossein que je fzds de nptte fameuse expérience (fîg. 17). Le tube se trouvant placé dans ime situation verticale, Torricelli retira son doigt de l'orifice et vit à sa grande satisfaction le mercure non soutenu jusqu'à la hauteur c , mais tomber jusqu'en a et laisser l'espace ac vide. Il mesura la hauteur ab au dessus du niveau extérieur du mercure et la trouva d'environ 28 pouces.
Mr. de R. Quelle jouissance Torricelli dût avoir à l'aspect de ce vide et de cette colonne de 28 pouces!
Mr. de P. Ce tube devenu fameux prit le nom de Barom^re et se^ trouva bientôt dans les mains àh tout le monde, parce qu'on lui assigna la fonction de prédire la pluie et le beau tems.
Mr. de G. Je ne suis pas trop crédule, mais je me compte Cependant à cet égard au nombre des sectateurs du baromètre.
Mr. de P. Et pas tout-à-fait à tort. Nous traiterons ce chapitre dans la Physique de la terre. Arrètons^nous encore pour quelques instâns à la première expérience, qui, toute brillante qu'elle est,' ne prouve pas la pesanteur de Tair à toute rigueur, et Pascal , un des plus grands géomètres de tous les siècles et homme
y 12 pUCJ^EUyiBME £Ngni£TI£N.
d'une grande piété, ne se rendit pas d'abord à oette preuve qui, en même tems qu'elle ne lui paroisspit pa$ concluante, étoit en opposition avec les décrets de l'Eglise qui combattoit pour l'borreur du yide^
Mr. de T. Passe pour les préjugés des prêtres d'alors qui auroient mieux fait de ne pas se mêler de Physique, Mais que pouvoitf il opposer à la preuve?
Mr. .de P. IJejc^étience de Torricelli, prise au pied de la lettre, ne nous dit autre chose sinon que la force qui soutient une liqueur dans un tube d'ailleurs vide, est une force constante qui peut être le poids de l'atmosphère ou toute autre force. Il falloit encore prouver que, lorsqu'on diminue le poids de l'atmosphè*re, la hauteur de la colonne de mercure diminue aussi. Et c'est ce que fit Pascal. Il observa la hauteur du mercure dans une plaine et puis sur le sommet d'une montagne et trouva que, plus il s'ëlevoit avec sou barqmètre et plus la colonne de mercure s'abaissoit.
Ces nouvelles expériences publiées en 1663 décidèrent. Pascal et tout le public savant d'alors décréta la pression de l'air, qui depuis s'est manifestée de mille n^anières, ^
Mr» de R. Quelle brillante époque poijr la Physique que le milieu du dixseptième siècle! En 1638 Qa- ]i}ée publia les lois de la pesanteur; ei^ iÇ^ Torrifcelli inventa le baromètre; en 1663 Pascal fit triompher la pesanteur de l'air et en 1666 Newton conçut le système de la gravitation !
Mr. de P^ Newton |it à peu près dans le même t<eins ses grandes découvertes sur lai lumière , qu'il pu-
DIXNEUTIfiAIE ENTRETIEN. 73
blia plus t^rd , et Otton Guerike inrenta en i65o la pompe pneumatique*
Mr, de R. Il semble que la Nature a fixé certaines époqu >s pour les grandes découvertes.
Mr. de Q. Le tems présent n'est pas, à ce que je crois , moins fertile en découvertes que le dixseptiè* me siècle,
Ijs Comte C. Il Test certainement bien davantage ; mais cdlcs d'aufourd'hui sont moins générales et de moindre influence sur la Physique, et doivent Têtre, les anciennes servant de fondement à tout. Et c'est ce qui explique pourquoi depuis Lavoisier, qui créa mie nouvelle Chimie, la Nature semble ne nous plus donner que la mor^ioie des Galilées et des Newtons.
Mr. de P. Je tiens pour impossible qu^il paroisse jamais daxis la carrière de la Physique un Génie d'une influence aussi décidée que Newton , les principes gé« neraipc étant établis et la vie d'un homme suflSsant à peine pour apprendre la Physique d'aujourd'hui dans toute son étendue. — Mais retournons au Baromètre.
On observa bientôt que la colonne de mercure ne garde pas une hauteur constante, mais qu'elle augmente et diminue de plusieurs lignes , en sorte que la différence entre les extrêmes va jusqu'à a pouces et plus, ce qui indique des variations dans la pression de l'air et par conséquent dans l'état physique et chimique de l'atmosphère, de l'étude des quelles on a voulu tirer le présage du beau et du mauvais teins.
Ainsi le baromètre nous donne immédiatement la pression et parconséquent l'élasticité de$ couches 4f
74 ddu^euviÈme entretien.
Tatmosphère dans les quelles il se trouvé plongé. Nous concluons de ces observations que Tair, à la surface de la terre, a une élasticité de 27 à 28 pouces de «mercure y et c'est de là que nous partons pour mesurer l'élasticité des gaz qui se trouvent sous une autre pression.' Ainsi si nous voulions connoitre l'élasticité de l'air contenu dans not^e instrument (fig. 16), qu'on peut nommer un élatéromètre, lorsque les colonnes de mercure supportées par Tair ont 11 pouces , il faudroit observer le baromètre et ajouter sa hauteur à ces 11 pouces , parce que le baromètre indique l'élasticité de l'air dans l'instrument avant qu'on j ait versé du mercure. Supposant que sa hauteur ait été\le 27 pouces, Télasticité de l'air comprimé aurait été de «JS pouces. Dans la seconde expérience, celle où nous avons sucé l'air, si le mercure est monté de 5 pouces dans les branches opposées dés tubes , il aurait fallu soustraire ces 5 p. des 27 qu'indique le baromètre, et le reste, 22 p. , exprimeroit l'élasticité de cet air raréfié.
Mr. de T. Voilà la réponse à ma question, Je' vous en suis fort obligé,
Mn de P. Le baromètre une fois inventé , on en a varié la construction, soit pour atteindre plus d'exactitude dans les observations , soit pour le rendre portatif* A la fin on est revenu comme toujours à une construction simple qui fournit l'un et l'autre avantagé»
Le jeune de L. A quoi bon rendre les baromètres portatifs? On en trouve aujourd'hui par tout.
Mf^ de P. Excepté pourtant siu? la cime des montagnes couvertes de neiges éternelles, où le Phy-
DIXNBUViéME ENTRETIEIC. 75
sicien a besoin .de faire des ^observations, soit pour quelq^ie objet de sa science, soit pour mesurer la hau« teur des mootagi^es.
Le Comte C. Ce jphapitre de la mesure des hauteurs au moyen du baromètre est un sujet bien intéres« sant et beaucoup travaille de nos jours. '
Mr. de P. ^ Permettez moi de réserver la théorie de cette belle application du baromètre pour la suite, lorsque nous en serons à la Physique de la terre y et de terminer cet article par les trois observations suivantes :
Le vide se au dessus du mercure, qu'on nomme le vide de Torricelli,' n'est pas un vide parfait. Il se dégage toujours du mercure un peu de Tair qiii y est contenu et qui se loge dans ce vide ; son élasticité est un petit contrepoids à la pression de Tair et fait parconséquént baisser le mercure, d'une à deux lignes. On l'en dégage en échauffant le merture et le tube jusqu'à Tébullition du mercure, ayant soin de laisser sortir les bulles d'air qui se forment par cette ébullition. Au reste le contact de l'air et du mercure à la partie inférieure du baromètre rammène petit à petit Pair dans le vide. Uafiinité fait marcher les particules d'air le long de la colonne de mercure , en, sorte que Ton peut dire qu'à la rigueur un baromètre n'est jamais égal À lui-même.
Le baromètre ne sert pas uniquement à mesurer, la pression de l'atmosphère, mais aussi à mesurer immédiatement l'élasticité d'un gaz renfermé dans un va-f se, comme nous le verrons h^ Tarticle dé la pon^pe pneumatique. Aussi doit - on le regarder proprement
DIXNEUVIEME ENTRETIEN*
comme un élatéromètre platôt que comme un haromè^ tre^ qui dans le sens littéral du mot, veut dire mesure de la pesanteur.
Enfin la vraie hauteur du mercure dans le baromètre est toujours un peu plus grande que la hauteur observée, à cause de la dépression que cause la capillarité* Cette dépression équivaut à un peu plus de i^ deligae pour un tube de i ligne de diamètre, dans un tube plein d'air. Mais dans le vide de TorricelU elle est beaucoup moindre. Lorsque ce vide est aussi parfait que possible elle est non seulement tout- à -fait nulle, mai&même le mercure monte tant soit peu au dessus de son niveau et offre une surface un peu concave.
Vingtième entretien.
iVir. de P, Après aroir fixé les principes de la pesanteur et de l'élasticité des fluides aériformes, nous lierons leur développement à difi^érents appareils dont l'effet nous donnera une idée, juste et facile à sai$ir de la manière dont les fluides et surtout Pair atmosphérique agissent* Cominençons par le ballon aérostatique.
Mr. de L. Le triomphe de la légèreté!
Mr. de G. En effet cette invention brillante ne cadre pas mal avec. la frivolité du dix huitième siècle.
Mr. de P. Eh! Messieurs! Gomme vous allez vite en besogne! Passe pour la frivolité morale de ce siècle que vous attaquez. Mais quant aux sciences physiques, j'espère que vous voudrez bien tant soit peu lui faire grâce. II a éclairé les dernières années de Neuton, a donné le jour à Lavoisier, a vu fleurir la Place ett formé Humboldt, sans compter tant d'autres noms illustres que je pourrois ajouter à ceux-ci.
Le premier ballon aérostatique qu'on a fait n'avoit tout au plus que deux pouces de diamètre.
Mr. de T. De quelle matière étoit donc l'enveloppe?
Mr. de P. D'eau de savon. Ce fut le Physicien
^8 VINGTliME ENTRETIEN.
anglois Cavallo qui le premier fit cette expérience, en 1766, avec le gaz inflammable ou hydrogéné, peu après qu'on en eut découvert la grande légèreté, et ce fut la première fois qu'on vit uh corps s'élever librement et de lui-même dans l'air, le crépuscule d'une découverte à la quelle le genre humain avoit travaillé depuis les tems fabuleiix de Dédale jusqu'à lïos jours, celle de ' Voyager dans l'air* Mais c^est aux frères Montgoliier, fabricans de papier à Annonay en Vivarais, que nous devons l'invention de l'aérostat en grand, lesPhysicieus qui l'ayoient précédé dans ce travail ayant abandonné l'espoir d'y réussir par ce qu'ils se restraignoient dans leurs expériences à l'emploi du gaz hydrogène, qui ne peut être contenu dans des enveloppes de papier ou de toile. Les frères Montgoliier employèrent ' l'ait atmosphérique dilaté par la chaleur et réussirent.
Mde. de L. Vous nous parlez, Monsieur de P. , des aérostats comme si nous en connoissions déjà les principes. C'est sûrement le cas de ces messieurs; mais moi, pauvre ignorante, je né vous comprendrai pas.
Mr. de P. Yous êtes bien bonne. Madame, de me rappelleï* à l'ordre avec tant de douceur et de modestie. Je vais vous obéir.
Mr. cfe/^. ' Et nous autres, nous profiterons tout bonnement de la modestie de Madame de L. sans faire étalage de la nôtre.
Mr. de P. Si un corps doit s'élever de lui même dans l'atmosphère, il faut qu'il soit plus léger que Tair qu'il déplacé. Nous ne connoissons aucune corps solide et aucun liquide qui ait cette propriété. Il faudra
VlNGTlEfllE ENTRETIEN. 79
donc composer au corps creux, et le remplir d'ua au« tre air plus léger; car si l'air intérieur étoit aussi pesant que l'extérieur, ilseroità lui seul en équilibre avec l'atmosphère et il nous manqueroit la force pour enlever Tenveloppe. Si le gaz intérieur et l'enveloppe ensemble pèsent autant que Pair atmosphérique qu'iU déplacent, nous aurons équilibre et par conséquent pas encore d'ascension. Montgolfier (c'est apparem* ment Tainé des deux frères qui fut le vrai inventeur ; car il s'est distingué depuis comme membre de Tinsti* tut national de France par divers travaux en Physique) Montgolfier imagina que de l'air chauffé et parconséquent raréfié pourroit fournir un excédent de force capable d'enlever une enveloppe de papier ou de taffetas ; et cela lui réussit, en 1782, avec un parallélipipède qui ne contenoit que 4^ pieds cubes, sous le quel il alluma du papiéi;. L'expérience fut bientôt répétée avec un ballon de 650 pieds cubes , et l'année suivante, à Avignon, les deux frères. eurent la satisfaction de faire monter en présence des Etats du Vivarais un aérostat en toile, de 35 pieds de diamètre, dont l'enveloppe pesoit 450 livres et qu'on put charger encore de près de 400 livres. Il s'éleva en 10 minutes à environ 1000 Toises de hauteur, et le problème se trouva parla résolu en graûd. .
Mde, de L, -W paroit d'après ces expériences qu'on gagne beaucoup à faire de grands ballons.
Mr. de P. Assurément, Madame; car la foi qui est proportionelle au volume du ballon, augm< en raison du cube des diamètre Is, qi|î
proportionel à la surfaèe de F' 'augii
80 VINTÎTIEME ENTRETIEN,
qu'on raison du carré dés diamètres. Ainsi en supposant les enveloppes de même poids par pied carré, le surplus de légèreté ou la force d'ascension augmente en raison directe des diamètres.
Les frères Montgolfier répétèrent leur expérience à Paris avec un aérostat de 5? pieds de hauteur et de 41 pieds de diamètre contenant un volume de 37500 pieds cubes, et lui firent enlever une corbeille lestée d'un mouton, d'un canard et d'un coq qui, au bout de 8 minutes, révinrent en parfaite santé de ce voyage aérien. Mais les MoQtgolfiers avoient été prévenus dans cette expérience brillante par le professeur de Physique Charles ; la renommée ayant bientôt porté la nouvelle de Pexpérience d'Avignon jusqu'à Paris. Ce Physicien composa de taffetas enduit de résine élastique l'enveloppe de son ballon qui fut par là mise en état de contenir du gaz hydrogène. Ce ballon avoit 12 pieds 2 pouces de diamètre et ne pesoit que ^5 livres. Il monta au champ de mars, un mois avant l'arrivée des Montgolfiers à Paris.
Ainsi, un an après la première invention, la Physique produisit deux espèces d'aérostats, l'une nommée Montgolfière et remplie d'air atmosphérique chauffé, et l'autre remplie de gaz hydrogène.
Mde. de L. Le gas hydrogène doit être plus cher que l'air ordinaire échauffe et le taffetas enduit de résine élastique plus que la toile. Ainsi la manière de Montgolfier me paroit préférable^
Mr. de P. Néammoins on l'a presque abandonnée. On ne fait plus guères aujourd'hui de ballons de cette espèce. Cela vient de ce que l'on gagne beaucoup en
