LOIS DES GAZ PERMANENTS

le logarithme hyperbolique du rapport du volume final au volume initial, ou de la pression initiale à la pression finale.

Si le gaz, tandis qu'il se dilate en surmontant une pression extérieure faisant à chaque instant équilibre à sa force élastique, ne reçoit ni ne perd de chaleur, la chaleur équivalente au travail mécanique développé doit être fournie par le gaz lui-même. Sa température doit donc s'abaisser à mesure que son volume augmente, et le produit de-l'excès de sa température initiale sur sa température finale par la chaleur spécifique vraie, c'est-à-dire par la chaleur spécifique du gaz à volume constant, sera précisément l'équivalent calorifique du travail mécanique produit. D'un autre côté , entre l'équation différentielle qui exprime l'équivalence de la chaleur fournie à chaque instant par le gaz et du travail mécanique extérieur, et la différentielle de l'équation qui exprime la proportionnalité constante de la température absolue au produit du volume par la pression, on élimine aisément la température et l'on obtient une équation entre la pression et le volume qui s'intègre sans difficulté. En ayant égard à la relation qui lie la différence des deux chaleurs spécifiques à l'équivalent calorifique du travail , cet équivalent devient facteur commun à tous les termes de l'équation, et l'on arrive à cette conclusion que, dans la dilatation du gaz, sans addition ni émission de chaleur, le volume varie en raison inverse de la pression élevée à une puissance dont l'indice est le rapport de la chaleur spécifique à volume constant à la chaleur spécifique à pression constante, rapport qui est le même pour tous les gaz. C'est le résultat auquel Laplace et Poisson étaient déjà arrivés en partant des idées admises de leur temps par l'universalité des physiciens, et en y joignant l'hypothèse, mieux justifiée aujourd'hui qu'elle ne l'était alors, de l'invariabilité du rapport des deux chaleurs spécifiques.

Ces principes, appliqués à la théorie des machines à air chaud, des pompes de compression d'air, des appareils soufflants, de l'écoulement des gaz, ont conduit à quelques conséquences nouvelles,

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parfaitement en harmonie avec les faits observés. Mais elles ne sont admissibles que pour les gaz permanents et ne peuvent être étendues ni aux vapeurs d'eau, d'éther, etc. ni même au gaz acide carbonique, au gaz ammoniac, et autres gaz qu'on est parvenu à liquéfier.

On sait que, pour une vapeur donnée, il existe, pour chaque température, une limite de pression ou de force élastique que cette vapeur ne peut jamais dépasser, et qu'elle atteint lorsqu'elle est mélangée , ou simplement en contact avec la substance liquide à la même température. On dit alors que l'espace occupé par la vapeur en est saturé et, par abréviation, que la vapeur est saturéey ou encore qu'elle est à son maximum de pression et de densité. En effet, toute tentative d'augmenter l'espace occupé par la vapeur, en diminuant légèrement la pression qui contrebalance et mesure sa force élastique , toute tentative de réduire cet espace par une augmentation légère de cette pression , la température étant maintenue invariable, ont pour résultat unique d'amener la conversion d'une partie du liquide en vapeur, qui se joint à celle qui existait déjà pour remplir l'espace agrandi, ou la liquéfaction d'une partie de la vapeur existante proportionnelle à la diminution de l'espace primitif. Si la pression est maintenue constante, une addition de chaleur au mélange de liquide et de vapeur ne donne lieu à aucune élévation de température et ne produit que la vaporisation du liquide, et une soustraction de chaleur détermine la condensation de la vapeur, sans abaissement de la température. Il existe donc une relation entre la température et la pression ou force élastique de la vapeur saturée.

Les expériences de Dulong et d'Arago, puis celles de M. Regnault ont déterminé cette relation et épuisé la question pour la vapeur d'eau. Les tables dressées par ces habiles expérimentateurs, ou les formules empiriques qui peuvent en tenir lieu, renferment la vraie expression de la loi de la saturation, l'une des plus importantes de la théorie de la chaleur. M. Regnault a aussi repris les