D'UN MÉLANGE DE VAPEUR ET DE LIQUIDE

expériences déjà anciennes de M. Hirn ont fait voir que les choses se passent en réalité pour l'éther comme le calcul l'indique. Des expériences toutes récentes de M. Hirn et de M. Cazin ont montré qu'il en est de même pour le chloroforme et le chlorure de carbone , dont les vapeurs offrent en effet un point d'inversion, à des températures voisines de celles que donne la formule. Il est impossible de ne pas considérer ces résultats comme des preuves à posteriori des principes fondamentaux de la théorie qui les a prédits et de l'exactitude des expériences de l'illustre physicien qui peut en être regardé comme le principal créateur.

La vapeur d'eau, au moment de son admission dans le cylindre des machines ordinaires, est toujours saturée et chargée d'une certaine quantité d'eau liquide. L'expansion qui a lieu, après la fermeture de la soupape d'admission, est accompagnée, d'après ce qui vient d'être dit, d'une précipitation de vapeur. La quantité d'eau entraînée par la vapeur introduite étant supposée connue, la théorie permet de calculer : i® les proportions relatives d'eau et de vapeur qui existeront dans le mélange amené par l'expansion à une température quelconque, si l'expansion a eu lieu sans addition ni soustraction de chaleur ; 2® le volume occupé alors par le mélange, et la quantité de chaleur qu'il renferme, y compris celle qui équivaut au travail intramoléculaire de vaporisation. Cette quantité étant soustraite de celles que contenaient primitivement la vapeur et l'eau admises, y compris la chaleur équivalente au travail interne de vaporisation, la différence exprime la chaleur convertie en travail mécanique développé et transmis au piston mobile, durant la détente de la vapeur et fait connaître, par conséquent, ce travail lui-même. Dans les anciennes méthodes on admettait, pour l'évaluer, que la pression de la vapeur variait, pendant la détente, soit en raison inverse du volume, suivant la loi de Mariotte, soit en raison inverse d'une puissance du volume ayant pour indice le rapport des deux chaleurs spécifiques, rapport auquel on attribuait la valeur trouvée pour les gaz permanents, soit

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en considérant la vapeur comme se maintenant à l'étal de saturation, sans aucune condensation. A ces trois hypothèses gratuites et toutes également fausses, la théorie nouvelle substitue une méthode fondée sur des expériences d'une extrême précision, et applicable sûrement, pourvu que la vapeur reste constamment saturée.

On a fait, depuis plusieurs années, d'assez nombreuses tentatives pour alimenter les machines avec de la vapelir mrchaufféey c'est-à-dire qu'au lieu d'y introduire la vapeur directement à sa sortie de la chaudière, on la chauffe préalablement hors du contact de l'eau jusqu'à 200° ou 2/10° centigrades, sa forme élastique demeurant toujours égale à celle qui existe dans la chaudière. La vapeur admise se comporte alors comme un gaz dans le voisinage du point de liquéfaction. La surchauffe, telle qu'elle est pratiquée par M. Hirn au Logelbach, donne, d'après les expériences faites sur la demande de M. Hirn par une commission déléguée par la Société industrielle de Mulhouse, des résultats avantageux, et procure notamment une grande économie de combustible. Les expériences entreprises par ce savant et habile physicien ne sont pas encore suffisantes pour établir la loi , extrêmement compliquée sans doute, qui lie le volume, la pression et la température de la vapeur dans le voisinage du point de saturation, et pour faire connaître avec précision les variations de sa chaleur spécifique avec la pression et la température. Le rapport de la commission de la Société industrielle de Mulhouse n'a pas encore été rendu public. Les éléments nous manquent donc pour établir la théorie complète et sûre des machines à vapeur surchauffée.

La comparaison de la quantité de travail produite par une machine à vapeur avec la quantité de chaleur que dégage le combustible brûlé dans le foyer de sa chaudière, semble d'abord défavorable aux machines à vapeur ; car les plus parfaites n'utilisent que 8 pour 100 de la chaleur produite dans le foyer. Mais il s'en faut que la quantité de chaleur produite par le combustible puisse êln» entièrement utilisée, et la théorie donne elle-même la mesure

LIMITE DU RENDEMENT DES MACHIiNES A VAPEUR. 219

de la fraction qui peut être convertie en travail. C'est à cette fraction, toujours assez petite, qu'il faut comparer le travail produit pour avoir l'expression véritable du rendement. Théoriquement, on peut concevoir la transformation en travail de toute la quantité de chaleur empruntée à une source ; mais pour réaliser cette transformation, il faudrait que le corps qui, par ses variations successives de volume, dans une évolution complète et renversable, fournit le travail extérieur, descendît au zéro absolu, ce qui est impossible.

L'écart des températures extrêmes de la vapeur dans son passage à travers les machines à vapeur en limite le rendement maximum, et l'on ne dispose pas arbitrairement de ces températures, pas plus qu'on ne peut augmenter à volonté la hauteur d'une chute d'eau.

A ce point de vue, le seul juste, la machine à vapeur est sortie du génie de Watt avec des caractères de perfection qu'il est impossible de méconnaître, bien que quelques-unes de ses conceptions n'aient été largement introduites dans la pratique que depuis sa mort. Aujourd'hui, ce n'est plus dans les modifications apportées à l'emploi de la vapeur qu'il faut chercher les économies de combustible. C'est bien plutôt dans des dispositions nouvelles qui préviendraient les énormes pertes de chaleur auxquelles donnent lieu les foyers des chaudières. Le développement de l'industrie et l'épuisement des houillères rendent ces économies chaque jour plus désirables.

Sa. APPLICATION DE LA THÉORIE MÉCANIQUE DE LA CHALEUR