La loi de 1 evaporation de l'eau à l'état sphéroïdal

3 ft La loi de la température des corps à Petat sphéroïdal, et celle de leur vapeur ;

U° Si le calorique rayonnant traverse les sphéroïdes, ou s'il est réfléchi ;

5 U Si tous les corps peuvent passer à Pélat sphéroïdal ;

6° S'il y a ou non contact entre les corps à Pelât sphéroïdal et les surfaces sur lesquelles ils ont pris naissance ;

7° Si ce phénomène joue un rôle quelconque dans les explosions dites fulminantes des chaudières à vapeur ;

8° Enfin, quelle est la constitution physique des corps à l'état sphéroïdal.

§ I er . — Quelle est ta dernière limite de température à laquelle l'eau peut

passer à l'état sphéroïdal?

D'après M. Pouilletet la pluparl des physiciens, la température blanche est nécessaire pour que l'eau passe à l'état sphéroïdal , et ce phénomène disparaît près de la température du rouge brun, c'est-à-dire qu'à cette température l'eau s'étale sur la surface de la capsule, la mouille, bout et s'évapore rapidement. On va voir qu'il n'en est point ainsi.

Mais avant d'aller plus loin, disons que toute la question est dans ces deux phénomènes : mouiller, ne pas mouiller.

On sait que Jurin, Clairaut, Segner, de Laplace, Young et Poisson ont tour à tour étudié le phénomène de la capillarité; que chacune de leurs théories est marquée au coin de l'analysô mathématique la plus savante, mais qn aucune d'elles n'est complètement satisfaisante. On ne sait donc pas encore aujourd'hui pourquoi l'eau mouille un vase froid, mais quand on le saura, on saura aussi pourquoi elle ne le mouille pas quand il est chauffô à une certaine température. Que si, dans le premier cas, on disait* il y a attraction entre le vase froid et l'eau, on serait autorisé à dire, dans le second : il y a répulsion enfre le vase chaud et l'eau. Mais nous reviendrons, dans la troisième partie, sur ce point important de la question.

l rc Expérience. — On fait chauffer avec précaution, sur unè lampe à alcool à double courant d'air, une capsule de plomb, et l'on y projette une ou deux gouttes d'eau au moyen d'une pipette terminée par une ouverture capillaire. Les petites gouttelettes de liquide roulent çà et là à la surface de la capsule, puis se réu-

Il PREMIÈRE PARTIE.

nissent en un seul globule qui s'évapore très lentement (lig. 1); or, on sait que le plomb tond k + 2(50 g , donc l'eau peut passer à

l'état sphéroïdal k une température très inférieure à celle du rouge blanc et même du rouge sombre, évaluée à+ 700°. Mais cette limite n'est point la dernière, ainsi que le prouve l'expérience suivante.

2 e Expérience. — Une capsule hémisphérique de platine, du poids de 58 grammes et du diamètre de 0™,082, a été chauffée dans un bain d'huile jusqu'à 200 degrés, rilliJ" 1 »!! et de l'eau projetée dans cette l '«g- »• capsule a passé à l'état sphéroïdal

presque aussi facilement que dans la capsule de plomb. Alors j'ai laissé refroidir le bain projetant de temps k autre de petites gouttelettes d'eau dans la capsule, et j'ai pu descendre ainsi jusqu'à 171 degrés. Mais à cette dernière température, on éprouve de très grandes difficultés pour empêcher l'eau de mouiller la capsule; cependant j y suis parvenu en prenant quelques précautions que je crois devoir indiquer ici. On fait monter seulement une ou deux gouttes d'eau dans la pipette, on la prend avec le pouce et les trois derniers doigts de la main, et l'on bouche son ouverture supérieure avec l'index. Alors, par un mouvement analogue à celui qu'on fait pour secouer une plume, ou imprime des secousses assez fortes k la pipette, qui laisse échapper l'eau qu'elle contient en gouttelettes très fines, dont la réunion constitue un sphéroïde d'une fixité que 1 on croirait permanente, tant son évaporation se fait avec lenteur. En employant de l'eau bouillante au lieu d'eau froide, on peut descendre au-dessous de + 171° ; mais il ne m'a point été possible de descendre plus bas que + 1 &2°.

3* Expérience . — On fait passer une goutte d'eau à l'état sphéroïdal dans une capsule d'argent parfaitement polie et chauffée à 200 degrés, puis on transporte cette capsule, avec précaution,

dans uu bain d'huile à 150 degrés, et l'on observe ce qui se passe. L'eau se maintient à l état spbéroïdal jusqu'à ce que la température soit descendue à \ U2 degrés ; alors elle mouille la capsule et s'évapore rapidement. Jusqu'ici il ne m'a pas été possible de descendre au-dessous de cette température, qui me paraît être la dernière limite à laquelle l'eau peut passer à l'étal spbéroïdal. Toutefois je n'oserais affirmer qu'il ne serait pas possible d'obtenir un résultat positif au-dessous de cette température, surtout en employant des quantités d eau très minimes.

U* Expérience. — On a vu dans les expériences précédentes que l'eau pouvait passer à l'état spbéroïdal à 171 degrés. 11 était intéressant de recbereber pour d'autres corps si cette température était proportionnelle à celle de l ebullition, et j'ai reconnu qu'il en était ainsi pour l'alcool absolu et l'oxyde d'élhylc. J'ai pu les faire passer l'un et l'autre à l'état spbéroïdal dans une capsule chauffée, pour le premier à 13a degrés, et pour le second à 61 degrés.

5* Expérience. — L'acide sulfureux anhydre ne parait pas soumis à la même loi. Les dil'licultés (pie l'on éprouve lorsqu'on expérimente avec ce corps ne m'ont pas permis de fixer rigoureusement la température minimum à laquelle il peut passer à l'état sphéroïdal ; je sais seulement qu'elle est très inférieure à 100 degrés, car si l'on place une grande capsule dans un poêlon d'eau bouillante, on peut facilement y faire passer l'acide sulfureux à l'état spbéroïdal, même en grandes masses (plusieurs grammes); mais il s hydrate rapidement en absorbant et en congelant la vapeur d'eau. Finalement, on retire de la capsule un glaçon dont la température est extrêmement froide.

La congélation de la vapeur d'eau dans l'eau bouillante! C'est quelque chose de nouveau et d'inattendu (1).

11 est probable que la densité de l'acide sulfureux exerce quelque influence sur la température nécessaire pour qu'il passe à

(1) D'autres expériences plus récentes m'ont enfin appris que la température nécessaire pour que l'acide sulfureux passe à Pétat sphéroïdal se trouvait entre -f 35° et -j- 40°.

l'état sphéroïdal. Ce point de physique sera l'objet de nouvelles expériences.

Mais, sauf quelques exceptions qui se trouvent dans les gaz permanents liquéfiés, on peut poser en principe que la température nécessaire pour faire passer les corps à l'état sphéroïdal doit être d'autant plus élevée que leur point d 3 ébullition Pest davantage. M. Baudrimont a fait cette remarque à, l'époque où je la faisais moi-même.

6 e Expérience. — On fait un mélange d'eau et d'acide sulfurique et on le projette dans une capsule de platine chauffée à. la température la plus basse possible, mais suffisante pour que ce mélange passe à l'état sphéroïdal. On continue d'ajouter de ce mélange et de manière que le volume du sphéroïde ne varie pas. Qu'arrive-t-il ? que l'acide se concentre de plus en plus, l'eau seule s'évaporant d'abord, et que la température de la capsule devient insuffisante pour maintenir à l'état sphéroïdal un mélange dont le point d'ébullition s'élève incessamment ; aussi arrive-t-il un moment où le mélange s'étale sur la capsule, la mouille et bout fortement.

Cette expérience confirme la loi qui a été formulée dans l'expérience précédente.

L'acide carbonique solide la confirme également d'une manière très nette et très piquante.

Le point d'ébullition de l'acide carbonique n'est pas bien connu, mais on pense qu'il est de — 80° environ, et j'admets qu'il en est ainsi. Cela étant, on conçoit que l'acide carbonique doive passer à- l'état sphéroïdal, c'est-à-dire être repoussé par tous les corps qui ont la température de notre climat, et à plus forte raison par ceux qui ont une température supérieure ; or, c'est précisément ce qui a lieu quand on place un petit morceau d'acide carbonique solide dans la main ; il n'y a pas de contact, et c'est à peine si l'on éprouve une sensation de froid.

Mais si Ton mêle cet acide avec de l'éther, et si on le projette dans la main, une brûlure profonde est la conséquence immédiate de cette expérience dangereuse.

Voici l'explication de ce fait. L'éther que l'on ajoute à l'acide

carbonique se met en équilibre de température avec ce corps; mais comme l'éther exige la température d'au moins -f- 6 ° 6 P 0l,r passer à l'état sphéroïdal et que celle de l'homme n'est que de + 37* environ, il s'ensuit que le contact de 1 ether qui est à la température de l'acide carbonique s'établit immédiatement avecla main, d'où la brûlure par soustraction instantanée de calorique.

Cette explication de l'action d'un mélange d'acide carbonique et d'éther, que j'adopte sans réserve, appartient à mon honorable ami M. Renard.

§ II, — Quelle est la lot de l'évaporation de l'eau à l'état sphéroïdal ?

Klaproth, qui a cherché la loi de l'évaporalion de l'eau projetée sur une surface incandescente, a trouvé qu elle était d'autant plus rapide que le métal était plus refroidi. Voici comment il a expérimenté. Il a pris une cuiller de fer poli, il l'a fait chauffera blanc, puis il l'a retirée du feu, et il y a projeté une goutte dont l'évapo-

ralion a duré :

La première 40»

La deuxième 20

La troisième 6

La quatrième l

La cinquième 2

La sixième 0

Ces résultats ne pouvaient guère être mis en doute, étanl annoncés par Klaproth; aussi ont-ils été reproduits par la plupart des physiciens. On va voir cependant qu'ils étaient complètement erronés, et que l'évaporation est d'autant plus rapide que le métal est plus chaud.

On conçoit difficilement qu'un homme du mérite de cet illustre physicien ait pu donner cours h une telle erreur. Comment l'expliquer ? Admettra-t-on qu'il n'a pas pu se soustraire dans cette circonstance à l'empire des idées préconçues? que son cadre était tracé d'avance?qu il n'a pas fait lui-même ses expériences? Dans tous les cas cette erreur est déplorable, car elle légitime le doute sur une foule d'autres résultats consignés et reproduits dans les

livres sans vérification préalable. Quoi qu'il en soit, il faut prendre le contre-pied des expériences de Klaproth pour être dans le vrai, et sur ce point, nous sommes entièrement d'accord avec de Saussure qui avait précédé Klaproth dans ces recherches. Les temps d'évnporation obtenus par ce dernier physicien sont au moins singuliers et dignes de remarque.

7" Expérience. — Les expériences qui vont suivre ont été faites dans la capsule qui a servi dans la deuxième expérience. Cette capsule chauffée a une température donnée, on y faisait tomber, à l'aide d'une pipette, 0& r ,10 d'eau, et I on notait le temps qu'elle mettait à disparaître.

La capsule étant chauffée à 200 degrés, l'eau s'est évaporée :

A. eo 3 m 7*

B. en 3 2