DISPOSITIF EXPÉRIMENTAL
En 1921, À. À. Gunrz, publie la description d'un appareil qu'il imagine pour suivre automatiquement les variations de volume d'une masse gazeuse.
« Les varialions de volume sont mesurées par les Changements de niveau du mercuce dans un lube volumètre V. Dans l'axe du volumètre est lendu un fil de nichrome de 0 m. 50 de longueur et de 2/10 de mm. de diamètre, dont la résistance électrique est variable avec le niveau du mercure. On enregistre pholographiquement les varialions ae résistance au 1noyen d'un galvanomètre Rengade. Le fil ab est dans un pont de Weasthone dont les résistances sont grandes par rapport à celles du fil. Par le jeu de ces résistances le zéro du galvanomètre peul être amené à correspondre à un niveau quelconque du mercure dans V. Les dévialions du galvanomètre sont sensiblement proporlionnelles aux variations de résistante el les varialions de volume sont ainsi mesurées.
Pour identifier les changements de la masse gazeuse avec celle de son volume, it suffit qu'à une lempéralure donnée sa pression reste constante; el qu'à une lempérature différente Le rapport p/T reste constant.
On y arrive ainsi: Le réservoir B esl suspendu & une tige filetée F qui peul se déplacer sans lourner dans le sens vertical en traversant un écrou E fixé au centre d'un plateau en bois P3. Au moyen d'un petlil moteur électrique le plateau tourne dans un sens où dans l'autre et sa rotation oblige la vis à monter ou «à descendre
de La longueur d'un pas par tour, soil 1 millimètre. Le manomèlre R communique, par une «de ses branches avec le volumèlre el par l'autre avec un réservoir À rempli d'hydrogène, dont la masse ne change pas au cours d'une expérience et dont la pression va régler la pres-
Rig..2% Dispositif A A GUNTZ:
sion dans l'appareil, comme dans le volumètre de Lunge. Si la pression augmente ou diminue au cours de la réaclion, le Mercure vient loucher l'une ou l'autre des poinles de platine du manomètre R et établit Le circuit action-
nant par des relais la dynamo D dans un sens lel que la pression esl maintenue toujours égale à celle du réservoir A. Les ordonnées de la courbe tracée par l'enregislreur sont à tout moment proportionnelles, à la masse de l'hydrogène absorbé (fig. 2).
Fig. 3. — Schema du dispositif employé.
Le réservoir de mercure est relié au robinet r situé à la partie inférieure du volumètre V.
Le montage de notre dispositif expérimental s'inspire du modèle précédent (fig. 3).
Pour supprimer l'instabilité et les accidents dus au galvanomètre, nous avons, sur les conseils de M. A. A.
Gunrz, utilisé la photographie directe du niveau m n du mercure dans le tube volumètre.
L'appareil comprend un réservoir E rempli d'hydrogène, et servant de régulateur de pression dans le dispositif.
Fig. 4 — Détail du volumètre.
On note le tube F, et le régulateur R au premier plan, Dans le fond on aperçoit le tube volumètre et le niveau de mercure.
Le réservoir à deux branches R assure la commande électrique du relai destiné à actionner la dynamo pour faire monter ou descendre le réservoir à mercure, et
par suite le niveau mn dans le volumètre. Le manomèire M indique la pression.
Les canalisations sont faites en tubes capillaires à parois épaisses. Les jonctions sont assurées par joints plats, serrés l’un contre l’autre, à l'aide de brides cireulaires en cuivre. Joints, robinets sont recouverts d'un léger enduit de graisse spéciale au caoutchouc et à la vaseline tenant bien le vide.
L'ensemble du dispositif est alors enfermé dans une cage de verre. La température 6 de cette partie du dispositif reste sensiblement constante au cours d’une expériencte qui dure six heures, en moyenne.
Par le robinet r, situé à sa partie supérieure, le volumètre communique avee le réservoir mobile rempli de mercure accroché à la tige filetée F. Cette partie pour le remontage du mercure est celle utilisée dans le dispositif primitif décrit par le professeur A. A. GUNTZ.
La dynamo D actionne par l'intermédiaire d'une courroie en cuir la poulie montée sur l'axe d'une petite poulie motrice. Cette dernière entraîne le plateau circulaire. Le pourtour de la petite poulie est garnie de caoutchouc et la surface du plateau est revêtue d’une feuille de toile sur laquelle on à placé un peu de résine. On obtient alors un entrainement bien régulier, sans heurts.
La vitesse de rotation de la dynamo est réglée grâce à un frein placé sur son axe et constitué simplement par un disque de caoutchouc, qui sous laction de Ia force centrifuge se déforme et vient frotter plus ou moins énergiquement sur une barre de bois (fig. 5).
Sur le circuit d'alimentation électrique de Ta dynamo nous réalisons deux intensités grâce à deux dérivations. Nous obtenons ainsi deux vitesses de rotation: une pour les remontées rapides, et la mise en marche d'un essai: l'autre, beaucoup plus faible, constitue la vitesse de régime normal de l'appareil. On a placé une lampe fer-
36 EMILE BELTRAN hydrogène sur le circuit d'alimentation pour régulariser sa tension.
« La vitesse de régime est sensiblement de 1/2 tour « par seconde. »
Fig. 5. — Photographie du dispositif de remontage du réservoir de mercure.
La dynamo est masquée par le disque de caoutchouc servant de frein,
Pour obtenir une bonne rotation, le disque P, (fig. 2) est fixé sur un écrou par l'intermédiaire de vis. Cet écrou tourne a frottement doux dans une bague fixe. Le grais-
sage automatique est assuré par de la vaseline logée dans deux rainures de l’écrou.
L'ensemble mécanique réalisé de la sorte a donné de bons résultats. Aucun ennui, ne s'est présenté au cours du fonctionnement quotidien du disque.
Notre four est constitué par un bloc cylindrique d’aluminium. Dans le centre du bloc, et suivant l'axe, un cylindre est évidé pour laisser la place au tube laboratoire. On a pratiqué une fenêtre rectangulaire dans l'épaisseur du bloc, pour permettre le passage de la lumière et l'irradiation de la nacelle-laboratoire placée dans le tube. Un thermomètre est logé, dans un évidement pratiqué à cet effet. Le courant électrique est distribué dans des spires de nichrome bobinées sur pyrex et qui sont logées dans le bloc de métal du four même. Le four est calorifugé par une enveloppe d'amiante et par une couche d'un ciment fait de tale et de silicate de soude.
L'échauffement du four en fonction de l’ampérage et du temps a donné les résultats suivants.
Temps Ampères
en minutes É 0 É a 0 18°C 18°C
Les courbes correspondantes nous donnent les températures atteintes à l'équilibre par le four
MES CE —= ALSENLe avec 04,70 — 2290. C;
Nous en déduisons une série de valeurs interpolées linéairement pour les intensités comprises entre ces deux valeurs.
Température d'équilibre Intensité
du four (55 90°C 0,40 100°C 0,415 110°C 0,425 120°C 0,51 150°C 0,6 185°C 0,618 200°C
L'étude détaillée du comportement du four nous a montré que son isolement ne permet pas une stabilisation parfaite de la température. C'est entre 20° C. et surtout autour de 110 ° C. que nous réalisons, avec notre dispositif, l'équilibre de température dans les meilleures conditions. Ce sont alors ces considérations qui ont limité notre travail autour de ces températures de réaction.
Le dispositif utilisé pour le réglage de la température a été Construit par nos soins. J'ai utilisé un régulateur de la forme suivante (fig. 6). Le réservoir R à paroi mince est logé dans une ouverture cylindrique pratiquée dans la masse du four. Le mercure, se dilatant. atteint l'électrode logée dans le compartiment B et établit le cireuit électrique de linverseur monté sur le circuit d'alimentation du four. Un réservoir latéral C et un robinet à rois voies r permettent le réglage de l'appareil pour
une température convenablement choisie. On fait varier aisément la quantité de mercure contenue dans l’appareil au moyen du robinet. L'appareil a été construit en deux parties réunies par joint rodé plat, maintenu complètement étanche à l’aide de brides fortement serrées par des vis V.
Fig. 6. — Régulateur.
L'expérience nous a montré que l'extrémité de lélectrode devait aboutir un peu au-dessus du plan de raccordement du tube étroit avec la base du réservoir B. De plus, entre À et B un tube capillaire ne convient pas.
Le tube pour l'ascension du mercure a un diamètre d'environ 3 millimètres, Ce régulateur nous à donné de bons résultats. Pendant six heures, durée d’une expérience, les températures d'équilibre du four comprises entre 30 et 90° C., restent constantes à 1/5 de degré près en moyenne. À titre d'indication, nous avons noté, sur une durée moyenne de six heures, les variations de la température d'équilibre du four, régularisé par notre dispositif.
Température Variation 30° 1/5°C 60° »
