‹ Entretiens sur la physique (volume 3)Chapitre 6 sur 12 · VINGT ET UNIEME ENTRETIEN · texte numérisé non relu

VINGT ET UNIEME ENTRETIEN

de ce que la surface inférieure du piston et la supérieure de la plaque bc ne se touchent pas absolument en tous pdints^ et que le pc^tit bout de tuyau depuis son orifice h jusqu'au robinet contient encore de Tair. Cet air contenu entre le piston et le robinet a toujours au moins la densité de Tatmosphère lorsque le pistoii est .abaissé et se trouve dans le cas d'une cloche pleiûe d'air qu'on voudroit dilater sans l'opération du robi-* net. Enfin la pompe devant être dans toutes ses parties intérieures enduite d'huile d'olives , qui contient toujours de l'air et de l'humidité, ces deux fluides se dilatent à chaque coup de pompe et se déploient sous la cloche«

Mr. de 7\ Mais comment mesure -^t*- on l^élasticité ou la densité de l'air raréfié dans là cloche ?

Mr. de P. Imaginez qu'on ait un tube de baromètre no, dont l'ouverture supérieure n coinmuniquô avec l'intérieur de la clochie et l'inférieure o ploisgé dans un petit vase plein de mercure, il est clair ^de l'élasticité, diminuant en A^ laisse à la pression de l'at* mosphère sur le mercure en o un sufplus dé force qui fait monter le mercure dans le tube et que là hauteur de cettç ascension sera la mesuré de ce surplus^ tJnê observation du vrai baromètre doiméra la difieréiicé de hauteur des deux colonnes de mercure^ difféï*eticé ^ui exprimera l'élasticité de Pair coûtetiu sous; la ûtoéhé^

Pour les cas où l'oii opéré une grande dilatation et où le baromètre que je vieil» dé décririe sei*oit iiiCùm^ mode (on ne l'employé que pour les polït^és pnêumâ-»' tiques stationnaires) nous slvons i»n autre EïeiiérOùiétté

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bien plus commode, que je vais vous dessiner (fig. 27). abd/est un tube de verre recourbé en sorte que ses branches, longues chacune d'environ 4 pouces, soient parallèles et fixées sur un pied ce. L'un des bouts a est ouvert, l'autre d est fermé et on remplit le tube de mercure à un peu plus de moitié. On le fait bouillir pour le purger d'air comme un vrai baromètre. Supposons que l'instrument soit ainsi placé dans Tairf le mercure renplira la colonne dbc. Si on le place sous la cloche et qu'on raréfie Fair, il est clair que lorsque la dilatation sera telle que l'élasticité de l'air de la cloche ne puisse plus soutenir la colonne de mercure de la hauteur cd, le mercure se détachera eh d du haut du tuyau et montera dans l'autre branche. La différence dç niveau indiquera à un;e échelle, qu'on fixe entre les deux branches, l'élasticité de l'air contenu sous la cloche.

On a coutume de placer à demeure ce petit instrument hors de la cloche, en lui donnant une troisième branche af qu'on visse a l'extérieur à un tuyau qui communique avec la cloche, et par là on ne perd pas pour ses expériences l'espace que l'instrument occuperoit sous la cloche.

' Je dois encore vous dire comment on fait monter et descendre le piston d'une manière . commode au moyen d'une espèce de. cric. Sa branche cg (fig. 22) est dentée sur toute sa longueur et ses ^ents engrennent dans une roue dentée a (fig. 23)9 à l'axe de la^ quelle se trouve un levier a d , ou une simple manivelle si la pompe est petite. En faisant tourner la roue al-

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tematirement à droite et à gauche en fait deiùéndre ou monter le piston.

"ifefr. de T. Et à chacun de ces mouVemehs il faut tout'ner le robinet d'un quart de cerclef.

Mr. de P. Assurément et c'est uii désagrément. Aussi â-t^on une autre espèce de pompe, la pompe à soupapes 9 qui épargne cette peine et fait en outré gagner le tems que l'autre fait perdre à abaisser le piston. Je vais vous la déerire^ Prenons le crayon/

Voilà le corps de pompe (fig. a5) semblable à celui de Tautre pompe, b est une plaque épaisse de lai*^ ton dans laquelle on a pratiqué le canal étroit «d qui se termine à la partie supérieure de la plaque et peut être fermé et rouvert par la petite plaque a qu'on nomme soupape et qui est mobile au moyen d'un morceau de cuir qui la recouvre à sa surfade inférieure et est fixe d'un côté à 1^ grande plaque qui sert de base au corps de pompe.

Le piston est percé danÀ toute sa hauteur d'un pe^ tit trou on canal qui est également recouvert d'une soupape c semblable à l'autre a^ Poui' laisser un libre jeu à cette seconde soupape la tige du piston est parta^ gée^ en deux branches qui forment une espèce d'étrier«

Supposons à présent que l'on enfonce le piston^ il est clair que l'air au dessous de lui se trouvera comprima et que la soupape a qui tombe naturellement par Èon propre poids sera pressée contre l'orifioe du canal et là fermera bien exactement. Mais cet air comprimé êh^ tre le piston et la base du corps de pompé, et parcoii«. séquent plus élastique que l'air extérieur^ ail déssUi

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du piston, soulèvera la soupape c et se fera jour par le petit canal du pistou*

Le piston, étant abaissé jusqu'à la base de la pompe, si on le remonte il raréfiera Tair qui se trouve encore sous lui et parconséquent celui du canal ed qui soulèvera la soupape a, tandis que la soupape c, comprimée par Tair extérieur, fermera son petit canal et ne laissera pas passer d'air sous le piston. Ainsi si le canal ed se trouve en communication avec la cloche de verre, il e^ clair que l'air contenu sous la cloche se raréfiera en s'étendant sous le piston, et dès que celui-ci aura atteint sa plus grande hauteur, la soupape a se refermera, et si on rabaisse le piston, l'air que sa première montée a amené soiis lui s'échappera en soulevant la soupape c et l'on pourra ainsirenouveller la dilatation aussi sou- , vent qu'on voudra.

Mr. de T. C'est le mécanisme des pompes ordinaires dont on se sert pour monter de l'eau , et il suffit pour cela de placer le canal ed (fig. ^5) ou hki (fig. 2z) dans une situation verticale et le faire plonger dans l'eau.

Mr. de P. Assurément. Au reste la pompe pneumatique n'p, pas des soupapes du genre de celles que {e viens de décrire et qui seroient beaucoup trop lourdes pour notre but ; car pour les mettre en jeu il faut que l'élasticité de l'air de la cloche les' soulève et quand leur poids est considérable (et il le seroit ici supposé qu'il ne montât qu'à lo grains) l'air de la cloche pressé par ce poids conserve une élasticité qu'on ne veut pas lui laister. Les soupapes des pompes pneumatiques sont formées d'un simple morceau de peau de bau-

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bruche, ou de vessie ou de taJSetas enduit de gomme élastique, qui est fixé par 'ses quatre angles alongés sut une plaque percée à son milieu , eh sorte que la moindre force appliquée de bas en haut le soulève tant soit peu et laisse échapper l'air de côté , et la même force appliquée de haut en bas ferme l'ouverture de la plaque (fig. a6).

Mr. de G. Cela est ingénieux et cette nouvelle espèce de pompe me plait davantage que l'autre , son maniement étant plus facile.

Mr. de P. Elle vous plaira davantage encore si vous supposez que nous ayons deux corps de pompe .dont les tuyaux" ed aboutissent à un troisième qui mène à la cloché, et que le mécanisme décrit (fig. 23) engrenne de chaque côté dans la branche d'un piston ; car alors un piston montera quand Tautre baissera*et nous aurons une dilatation continuelle de Tair de la cloche sans qu'il soit nécessaire de songera rien qu'à tourner la manivelle alternativement dans les deux sens*

Mde, de L. Pourquoi, Monsieur de P. , nous avez - vous amusés .avec la première espèce de pompe, la seconde étant si préférable,

Mr. de P. Je suis fâché ^ Madame, si au lieu de. vous avoir amusée (comme vous avez la bonté de vous exprimer) je vous ai ennuyée. Mais je le devois parce que la première espèce de pompe est cependant préfé» rable à la seconde.

Mde. de L. Cela est tm peu paradoxe*

Mr. de L. Point du tout; et je trouve que la lenteur de l'opération de la première espèce de pompe

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cadre parfaitement avec le grand sang froid et la patience de Monsieur de P,

Mr. de P. Trêve de complimens équivoques sur ma patience, qui, quelque petite qu'elle soit, prend la liberté de se comparer à la vôtre, mon Général.

La pon^pe à pobinet a deux avantages sur la pompe à soupapes* Le premier est qu'on peut pousser la dilatation de l'air à un plus haut degré , surtout si on lait ensorte que le petit canal^ h (fig. 2a) au dessous du robinet ne contienne aucun air lorsque le piston est abaissé, ce qui est faisable en changeant le petit tuyau cylindrique en Un cône creux dans lequel s'enfoMce un cône solide de mêmes dimensions vissé à la partie inférieu|:e du piston.

Le second avantage est encore plus important* Le Physicien a besoin non seulement de dilater Tair qui est soqs sa cloche, mais aussi de le condenser. Or la pompé à soupapes né le peut pas , mais la pompe à robinet le fait tout aussi bien qu^elIe le "dilate. Il ne suffit pour cela que de tourner le robinet en sens contraire. Supposez qu'il se trouve dans la position de notre figure (fig. a4) tandis que le piston est abaissé. Si l'on fait monter le pistpn, l'air extérieur entrera par le canal ^c dans le corps de pompe, et si ensuite on tourne le robinet d'un quart de cercle et qu'on enfonce )e piston , cet air sucé dans la pompe sera comprimé le long du canal fki spns la cloche.

Mr. de T. Ce double robinet, qui sert à dilater et à comprimer., est une bien belle invention. Rien Qf peut être plus simple et plus sûr.

ilf r. de p. Ainsi I4 pompe a^ robinet est justifiée.

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Mde. de L. Complettement,

Mr. de P. Ce fut aussi une pompe k robinet que le Bourguemaistre Otton GueriKe inyenta ; au reste elle avoit deux robinets simples et celui que j'ai eu l'honneur de vous décrire a été inventé plus tard par un Phy*sicien hollandois nommé Senguerd. En général la pompe pneumatique à éprouvé bien des changeraens et bien des complications. On en a été jusqu'à vouloir soulever les soupapes par un mécanisme particulier pour gagner la force que Tair de la cloche doit exercer pour les soulever; mais le remède a été pire que le maU

Un a voulu joindre les robinets aux soupapes pour faire les deux opérations par I4 pompe à soupapes, et le résultat de toutes ces complications a fourni des machines que l'artiste seul pouvoit posséder parce que personne que lui n'étoit à même de les réparer Torsquelles étoient gâtées* Mais ce qui vous parôitra bien singulier, c'est qu'en Angleterre on nomme vide de Boyle le vide que l'on produit par^la pompe pneumatique, comme si Boyle et iion Giierike étoit l'inv.enteur de la pompe pneumatique, et les Allemands sont assez bonnes gens pour se servir quelques fois de cette expression. Boyle n'a que le mérite d'avoir adapté le cric que j'ai décrit , pour mouvoir le piston que Guerike faisoit mouvoir à la main , et procuré un peu plus, de facilité pour placer des objets dans l'espace à vider d'air, qui alors avoit la figure d'une boule avec un col qu'on vissoit immédiatement sur le corps de pompe, au desus du robinet* U n'a pas même inventé les cloches dont nous devons la commodité à un francois nommé Papin, Professeur à Marbourg.

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Mr. de R. Toute l'Europe a commis la même

injustice envers Christophe Colomb en donnant au

nouveau continent le nom d'Am^ricus Vespus , gui n'a

eu que le mérite de faire quelques pas de plus que son

A grand prcdécesseur.

Mr, de P. Permettez moi, Madame, de vous décrire quelques unes des expériences prindpales qu'on fait avec la pompe pneumatique, pour vous dédommager de l'attention que vous avez bien voulu prêter à ma double description.

Mde. de L. Bien volontiers. Vous avez planté l'arbre et j'en cueillerai le fruit.

Mr. de /*. Qui ne me parolt jamais si doux que lorsque j'ai l'honneur de vous l'oJBFrir.

Je commence par une expérience Frappante qui prouve à tous les sens la pression de l'atmosphère, et que nous devons a Otton Guerike. Ce célèbre Bourguemaistre se fit construire deux hémisphères creux de métal, connus depuis sous le nom d'hémisphères de Magdebourg, d'environ i pied de diamètre, dont les bords, usés à l'émeril et enduits de graisse, ne làissoient nul passage à l'air; un robinet, fixé à l'une des deux, servoit à faire le vide au moyen de la pompe pneumatique. Le vide étant fait et le^ robinet fermé, Guerike d'évissa son appareil de la pompe et atela à chaque hémisphère Q chevavix qui (eurent beaucoup ç)^ peine à les détacher, ce qu^ se fait avec un (éclat violent, tandis que, lorsque le vide n'étoit pas fait, ce Physicien les détaçhoit facilement avec ses deux mains. Cette grande expérience eut lieu en 1654 à la dite de Ratisbonne en présence de l'Empereur Ferdinand III et des princes

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d'Allemagne , ce gui ne. contribua pas peu à divulguer le secret de la Nature dans la pression de l'atmosphère. Cette pression peut être évaluée à un peu plus de ify^ livres de France par pouce carré de surface lorsque le baromètre est à 28 pouces, et si nous considérons que le corps humaip offre une surface de plus de i5 pieds ou ai 60 pouces csrrés à l'atmosphère, nous trouverons qu'il supporte continuellement une pression de plus de 33000 livres.

Mde. de L. Si cela étoit , Monsieur de P. ^ ce

poids énorme devroit nous applatir comme une feuille de papier.

Mr. de P. La Nature a remédié à ce mal que TOUS paroissez redouter, en logeant, dans tous les pores et dans tous les interstices des parties de notre corps un air de même élasticité qni forme un contrepoids à la pression extérieure. Les bulles de savon nous en donnent un exemple frappant.

Le jeune de L. Mais les cloches de verre sous lesquelles on opère le vide se trouvent exposées à cette pression, comment se fait -il qu'elles ne soient pas écrasées.

Mr. de P. Elles sont rondes et voûtées, et la pres-i sion de l'air extérieur ne fait parla que comprimer les parties du verre les unes contre \es autres comme les pierres.de taille d'une voûte. Aussi lors qu'on pUçe un verre à vitre sur lin cylindre creux dont on raf^A^ l'air, le verre se brise en cent morceaux.

Imaginons à présent une cloche asseai; h9iit0 pour y placer un baromètre entier et faisons le yjde, On voit le mercure baisser à chaque coup de piston | mais tou-

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fours d'une quantité moindre et dans la proportion que f ai eu l'honneur, Madame, de vous détailler. Cette expérience en petit est bien plus parfaite que celle de Pascal sur la montagne et prouve irrévocablement que nous devons à la pression de Tatmosphère la suspension du mercure dans le baromètre.

. Un petit vase à ouverture étroite , placé dans un verre d'eau sous la cloche de la pompe, perd son air lors qu'on fait le vide. On voit cet air s'échapper autravers de l'eau, son oriBce y plongeant. Lorsqu'on Suite on fait rentrer l'air sous la cloche, le petite vase se remplit presque tout - à -fait d^eau et ce qui manque à cet emplissage indique Timperfection du vidé.

Plaçons 80118 la cloche de notre pompe pneumatique un verre d'eau et 8ur la cloché une petite pompe aspirante pour pomper l'eaii du verre en sorte que le tuyau aspirant, passant par une ouverture pratiquée au haut delà cloche, plonge dans le verre d'eau, et que la platine b d (fig. «5) de cette petite pompç ferme le reste de l'ouverture de la cloche. Cette petite pompe qui faissoit monter facilement Téau tant que l'air de la cloche n'étoit pas raréfié, ne peut plus la faire monter dès qu'on a fait le vide: preuve que l'eau ne fnonte dans les pompes aspirantes que par la pression de l'air.

Une vessie bien fermée et dans laquelle on n'a lais-» se que très peu d'air, chargée d'un poids asse? considérable, et placée sous la cloche de la pompe pneumatique, soulève le poids dès qu'on a fait le vide. Cette expérience prouye la grande élasticité de l'air contenu dans la vessie.

Au moyen du petit appareil que je vous dessine

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