BUT DE L'OUVRAGE

Le phénomène dont il va eire (jueslion dans col ouvrage a dû être entrevu dès la plus haute antiquité, dès l'apparilion de rhomme sur la terre, pour ainsi dire. £n ellfet, le premier qui fit chauffer un silex,' un morceau de granit, un métal quelconque, et qui y laissa tomber accidentellement ou volontairement quel(|nes gouttes d'eau, dut les voir passer à Vétat sphéroïdaL C'est le nom que je donne à cette modification singulière. Toutefois aucune tradition historique, que je sache , n'établit nettement que ce phénomène ait été connu de 1 antiquité, à uioins que le verset 19 do chapitre xix du livre de la Sagesse n'y fasse allusion. Voici ce verset, tel qu1l se trouve dans la Bible de Saey : « Le feu, surpaes- » sant sa propre nature, brûlait au milieu de l'eau, et l'eau, oubliant » la sienne, ne 1 cleiguait point. » Le premier membre de ce verset pourrait également s'appliquer au feu grégeois, au potassium, etc.

Plus tard, les verriers ont connu cette propriété de l'eau, et en ont su l'aire une application fort ingénieuse à leur art (Dumas) ; mais ce pbenoniènen a cle réellement observé que vers le milieu du siècle dernier, et k peu près dans le même temps par Ëller (1) et par Leidenfrost (2). Depuis cette époque, le petit nombre de physiciens qui se sont occupés de ce phénomène send)lent avoir pris à tache d'établir et de propager des erreurs, ainsi qu on le verra dans le cours de cet ouvrage ; mais il est juste de direqa'ao-

(1) Histoire âs VÀeodémie âe Jtordn, 1746 , p. 42.

(2) De aquœ ccmmnis quaUtatUm^ LeidenCrost, Duisbnrg, 1756.

2 ^ BUT DE L'oOYRAGE.

can d'eux ne Ta étudié à fond, et c^est là» sans doute, la cause

des erreurs dont il s'agit.

Serai-je plus heureux que les savants qui m'ont précédé clans cette voie? je puis Fespérer, car j'ai multiplié presque à rinfiai chaque série d'expériences, et Ton me croira sans peine quand j'aurai dit que, depuis Tannée 1836, il ne s'est peut-être pas écoulé un seul jour sans que je me sois plus ou moins occupé de l'étude de ce phénomène curieux.

Du reste, je n*aî nullement la prétention d'avoir mis la dernière maiu il ce vaste sujet d'études; il s'écoulera, on n'en saurait douter, un grand nombre d'années avant (lu'il soil épuisé. Un cercle immense qui comprend la physique, la chimie, la géologie, peutêtre l'astronomie, peut-être la nature entière...... ne saurait être

exploré en un jour et par un seul homme.

Ainsi que je l'ai dit dans l avant-propos, j'ai divise ce travail en trois parties principales. Dans la première, j'envisage l'état sphéroîdal dans ses rapports avec la physique ; dans la deuxième, je le considère au point de vue chimique; et dans la troisième, je cherche à grouper tous les faits autour d un centre commun par une théorie générale.

Dans la première partie, je me propose de déterminer :

i"" La dernière limite de température à laquelle le phénomène peut se produire;

2» La loi de l'évaporation de l'eau à 1 état sphéroîdal;

3* La loi de la température des corps à l'état sphéroîdal, et celle de leur vapeur ;

à* Si le calmque rayonnant traverse les sphéroïdes, ou s'il est réfléchi ;

5* Si tous les corps peuvent passer à lëtat sphéroîdal ;

6* S'il y a ou non contact entre les corps à l'état sphéroUal 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 ; «

%o Enfin, quelle est la constitution physique des corps à l'état sphéroîdal.

PMMJËM PARTIË.

FBYSIftOB.

{ I*^ — Quelle esl la dernière limite de lempératore k laquelle Teaii peot

passer à l'état sphéroXdal?

D'après M. Pouillet cl la plupart des physiciens, la température blaache est oécessaire pour que l'eau passe à l'état spbéroïdal, et ce phénomène disparaît prèâ de la température du rouge brun^ e*est-à-dire qu*à cette température Teau s'étale sur la surface de la capsule, la mouille, bout ci s'évapore rapidement. On va voir qu'il n'eu 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 (jue Juriu, Clairaul, Segner, de Laplacc, Young et Poisson ont tour à tour étudie le phénomène de la capillarité; que chacune de leurs théories est marquée au coin de l'analyse mathématique la plus savante, mais qu'aucune d^elles n*est complètement satistaisanle. Ou ne sait donc pas encore aujourd'hui pourquoi Veau mouille un vase froid^ mais quand on le saura, on saura aussi pourquoi elle ne le mouille pas quand ii est chauffé à une certaine température. Que si, dans le premier cas, on disait * il y a attraction entre le vase froid et i'eau^ on serait autorisé à dire, dans le second : il y a répulsion enù^e le vase chaud et l'eau. Mais nous reviendrons, dans la troisième partie, sur ce point important de la question.

1" Expérience. — On fait chauiïer avec précaution, sur une lampe à alcool à double courant d'air, une capsule de plomb, et Ton y projette une où deux gouttes d'eau au moyen d'une pipette terminée par une ouverture capillaire. Les petites gouttelettes de liquide roulent çk et là à la surface de la capsule, puis se réu-

Hissent en «n seol globale qui s'évapore très lentement (fi^. 1) ; or, on sait que le plonib toud à -j- 260'', donc Tcau peut passer à

presque aussi faeilement que dans la capsule de plomb. Alors j*ai laissé refroidir le bain projetant de temps à autre de petites gouttelettes d'eau dans la capsule, et j'ai pu descendre ainsi jusqu'à 171 degrés. Mais h cette dernière température, on éprouve de très grandes difficultés pour empécber l'eau de mouiller la capsule; cependant j y suis parvenu en prenant quchpies précautions que je crois devoir indiquer ici. Go l'ait uioiUer seulement une ou deux gouttes d'eau dans la pipette, on la prend avec le ponce et les trois derniers doigts de la main, et Ton bouche son ouverture supérieure avec l'index. Alors, par un mouvement analogue à celui qu'on fait pour secouer une plume, on imprime des secousses assez fortes à la pipette, qui laisse échapper l'eau qu'elle contient en goullelettes très fines, dont la réunion constitue un sphéroïde (Fuiic fixité que Ton croirait permanente, tant son évaporation se fait avec lenteur. £n employant de l'eau bouillante au lieu d'eau froide, on peut descendre au-dessous de + ^71° ; mais il ne m'a point été possible de descendre plus bas que+ 162°.

Expérience, — On fait passer une goutte d'eau à l'état sphé- TOldal dans une capsule d'argent parfaitement polie et chauffée à 200 degrés, puis on transporte celte capsule, avec précaution.

l'état sphéroïdal à une température très inférieure à celle du rouge

blanc et même du rouge sombre, évaluée k+ 700". Mais cette limite n'est point la dernière, ainsi que le prouve l'expérience suivante.

Fig. f.

'i"" Expérirnce. — Une capsule hémisphérique de platine, du poids de 58 grammes et du diamètre de 0"*,082, a été chauffée dans un bain d huile juscju'à 200 degrés, et de l'eau projetée dans celte capsule a passé à l'état sphéroidai

dans m bain d*haileli 150 d(ep:rés, et l'on observe ce qui se passe. L'eau se maintient à rélal sphcroïdal jusqulà ce que la température soit descendue à 142 degrés ; alors elle mouille la capsule'et s'évapore rapidement. Jusq.uMci il ne m'a pas été possible de descendre an-dessous de cette température, qui me paraît être la dernière limite à laquelle l'eau peut passer à l étal sphéroïdal. Toutefois je n'oserais afiirmer 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.

li" Expérience. — On a vu dans les expériences précédentes que l'eau pouvait passer à l'état sphéroïdal à 171 degrés. 11 était intéressant de rechercher pour d'autres corps si cette température était proportionnelle à celle de rébullilioil, et j'ai reconnu qu'il en était ainsi pour l'alcool absolu et l'oxyde d'éthyle. J'ai pu les faire passer l'un et l'autre à l'état sphéroïdal dans unecapsuie chauffée, poui: le premier à 134 degrés, et pour le second à 61 degrés.

5" Expérience. — L'acide sultureux anhydre lie paraît pas soumis à la même loi. Les difficultés que l'on éprouve lorsqu'on expérimente avec ce corps ne m'Dnt pas permis de fixer rigoureusement la température minimum à laquelle il peut passer à l'état sphéroïdal ; je .sais seulement ([u elle est très inférieure à 100 degrés, car si l'on place une grande capsule dans un poêlon d*eau bonillante, on peut facilement y faire passer Taçide sulfureux à l'état sphéroïdal, même en grandes masses (plusieurs grammes); mais il s hydrate rapidement eu absorbant et en congelant la vapeur d'eau. Finalement, on retire de la capsule an 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).

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

(i) D*aatres eipérieacei plu réeenles m'ont enfin appris que la tempé* ratare néeessaire pour que Tadde lalfùreax paiw à Tétat sphéroïdal se Iroovaii entre 35* et + 40*.

d PREMIÈRE PARTIE.

l'étal spbéroïdaL Ce poiut de physique sera l'oi^et de nouvelles

expériences.

Mais, sauf quelques exceptions quiselrouvenl dans les gaz permanents iiquéiiés, on peut poser eu principe que la température nécesmre pour faire passer les corps à l'état sphéroïdal doit être d^aufant plus élevée que leur point d'ébullition Vest davantage. M. Baudrimout a iail celte reoiarque à 1 époque où je la faisais moi-même.

6' Expérience. — On fait un mélange d*eau et d'acide sulfarique et on le projette dans une capsule de platine chauffée k la

température la plus basse possible, mais suflisante pour que ce mélange passe à Tétat sphéroïdal. On continue d'ajouter de ce mélange et de manière que le volume du sphéroïde ne varie pas. Qu'arrive-t-il ? que Tacide se concentre de plus en plus, Teau seule s'évaporant d'abord, et (pie la température de la capsule devient insuffisante pour maintenir à l état sphéroïdal un mélange dont le point d*ébu11ition s*élève incessamment ; aussi arrive^t-il un momem où le melauge s étale sur la capsule, lamouille et bout fortement.

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

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

Le point d'ébuUition de l'acide carbonique n*est pas bien connu, mais on pense quMl est de— 80** environ, et j'admets qu'il en est ainsi. Cela étant, on conçoit que l'acide carbonique doive passer à rélat s[)béroïdal, c'esl-à-dire être repoussé par tous les corps qui ont la température de notre climat, et à plus forte rai* son 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 k peine si Ton éprouve une sensation de l^id.

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

Voici Texplication de ce fait. L'éther que l'on ajonle à l'acide

carbonique se met en équilibre de température avec ce corps; mais comme Tétber exige la température d*an moins -\- 60** pour passer k l'état splnToïdal que celle de rhomme n'est que de + 37* environ, il s'ensuit que le contact de l'éther qui est à la température de lacidecarboniques'établit immédiatement avecla main, d*où la brûlure par soustraction instantanée de calorique.

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

I n. — QneUe est la loi de l*é?aporation de l'eau I Tétai sphéroïde! %

Klaproth, qui a cherché la loi de l'évaporalion de Teau projetée sur une surface incandescente, a trouvé qu'elle était d'autant plus rapide que le métal était plus re^rotWt. Voici comment II a expéri-

mente. 11 a pris une cuiller de (er poli, il Ta fait chauiïerà blanc, puis il l a retirée du feu, et il y a projeté une goutte dont i'évapo-

rationaduré :

La première 40*

La deuxième 20

La troisième 6

La quatrième 4

La cinquième 2

La siiième 0

Ces résultats ne pouvaient guère être mis en doute, étant an*

nonces par Klaproth; aussi ont- ils été reproduits par la plupart des physiciens. On va voir cependajil qu'ils étaient complètement erronés, et que l'évaporation est d'autant plus rapide que le métal est plus ch(xuà.

On conçoit difficilement qu'un homme du mérite de cet illustre physicien ait pu donner cours à une telle erreur. Comment Texpliquer ? Âdmettra-t-on qu'il n'a pas pu se soustraire dans celte circonstance k 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'antres résultats consignés et reproduits dans les

s PRKM1ÈU£ PAKTIK.

livres sans vérification préalable. Quoi qu'il en soit, il faut prendre

le contro-pied des expériences de Klaproth pour être dans le vrai, el sur re jjoinl, nous sommes entiéremeul d accord avec de Saussure qui avait précédé Klaproth dans ces recherches. Les temps d^évaporation obtenus par ce dernier physicien sont au moins singuliers rt dignes de reiiianjne.

V Expérience, — Les expériences (pii vont suivre ont été faites dans la capsule qui a servi dans la deuxième expérience. Cette capsule chauffée à une température donnée, on y faisait tomber, à l'aide <1 uiu' pipette, Os',10 d eau, et l'on notait le temps qu elle mettait à disparaître.

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

A. en 3» 7*

B. eu 3 li