PELLAT. - ÉLECTRICITÉ PAR ÉVAPORATION

PERTE D'ÉLECTRICITÉ PAR ÉVAPORATION DE L'EAU ÉLEGTRISÉE. - VAPEUR ÉMISE PAR UN LIQUIDE NON ÉLEGTRISÉ. - APPLICATION A L'ÉLECTRICITÉ ATMOSPHÉRIQUE. - UIFLUENGE DES FUMÉES;

Par M. 11. PELLAT.

Quand un liquide est électrisé, la vapeur qu'il émet est-elle élec- Irisée ? Les expérimentateurs ne sont pas d'accord sur ce point : les uns, comme L.-J. Black (*) (1883), n'ont pas pu mettre en évidence la charge de la vapeur; les autres, comme Peltier(^) (1842) ou E. Lecher(^) (1888), n'ont réussi à la manifester qu'en chargeant très fortement le liquide (25.000 volts pour Lécher), ce qui amenait sa pulvérisation. Aucun n'a montré le phénomène pour des densités électriques comparables à celles qui se trouvent à la surface de la Terre, ni n'a fait d'expériences quantitatives. Ce point a pourtant un grand intérêt, car plusieurs théories de la variation diurne de l'électricité atmosphérique fPeltier(*), Exner(^)], ont pour point de départ le transport dans l'atmosphère, par la vapeur qui se forme sur le sol, de l'électricité qui le recouvre.

J'ai réussi non seulement à mettre en évidence nettement qu'une surface d'eau électrisée, ayant une densité électrique peu supérieure (5 à 10 fois) à celle du sol, perd par son évaporation à la température ordinaire une portion de sa charge, mais en outre à mesurer cette perte.

Pour cela, j'ai étudié au moyen d'un électromètre à quadrants, observé par la méthode de Poggendorf, la déperdition spontanée d'un système comprenant un vase très plat (o millimètres de profondeur), suivant qu'il était vide ou plein d'eau jusqu'au bord à la température du laboratoire (18** à 20°). Dans les expériences comparatives, les conditions initiales étaient exactement les mêmes, ainsi que la durée de l'observation. Tous les isolants étaient constitués par de la paraffine, aussi bien ceux de rélectromètre(modèledeM.Boudréaux)

f>) Voiri. de Phfjn., 2" série, t. Il, p. 476; 1883.

'-} Hecherches sur les causes des phénomènes électriques de V atmosphère et sur les moyens tfen recueillir les manifestations, p&T A. Peltier, Ann. de Chim. et de Phys., 3' série, t. IV, p. 385.

3) Comptes Rendus de r Académie de Vienne (1888), p. 103.

.*; Loc. cit.

(•») Comptes Hendus de V Académie de Vienne (1886 et 188b).

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que celui du vase; celui-ci communiquait avec une des paires de quadrants et avec Taiguille, l'autre paire de quadrants était reliée à une conduite de gaz. La charge était produite en faisant communiquer le vase pendant un quart d'heure avec le pôle négatif d'une pile de 116 ou 155 volts dont le pôle positif était fixé à la conduite de gaz. Au bout de ce temps, on pouvait considérer les isolants comme ayant pris un état de charge permanent; la communication avec la pile était rompue, et Ton observait la déperdition du système isolé en notant le nombre de divisions de 1 échelle avant passé devant le fil du réticule à des épocfues déterminées données par un chronomètre.

Après quelques expériences de trop courte durée pour donner un résultat appréciable, quatre séries d'expériences furent faites avec une durée comprise entre l'^SS" et l'*46".

Dans la première de ces expériences, la charge fut produite par une pile de 155 volts, qui donnait une déviation de 490 divisions de Téchelle; l'observation totale fut de 1"* 26 pour les deux expériences comparatives. Pendant ce temps :

Sans eau, la déperdition correspondit à 278*, 2

Avec eau — — 30l'*,9

Différence 23*,T

Conme dans cette expérience, le vase à évaporation était placé très près de Télectromètre, je craignis que de la vapeur d'eau ne se fût condensée sur les isolants de l'électromètre.

Les expériences suivantes, dans lesquelles l'électromètre était très loin du vase à évaporation, ayant donné les mêmes résultats, cette crainte n'était pas fondée.

Dans la seconde expérience, la charge fut faite avec une pile de 116 volts seulement, donnant 233 divisions de déviation.

Sans eau la déperdition en 1*» 39™ 30" correspondit à I3r)**,5

Avec eau — — 145*,0

DifTérence 9*,d

Si l'on remarque que la déviation initiale est inférieure à la moitié de ce qu*elle était dans la première expérience, il n'est pas surprenant que les nombres de divisions correspondant à chacune des déperditions soient aussi inférieurs à la moitié de ceux de l'expérience précédente et qu'il en soit de même de leur différence.

ÉLECTRICITÉ PAU É.VAPORATION âsr.

On pouvait craindre qu'avec le temps risolement des supports fût diminué par une cause quelconque. Pour me mettre à Tabri de celte cause d'erreur, dans une troisième série, une expérience avec de Teau dans le vase fut intercalée entre deux expériences sans eau. La charge faite avec 116 volts donna 226 divisions de déviation.

Sans eau, la déperdition en 1»» 44™ 30* correspondit h . . 156", 4 Avec eau — — .. l"/2*',8

Sans eau — — .. 162^3

Moyenne 159**,3

Différence 172,8 — 1, "39,3 1= 13*,.-)

Enfin, pour me mettre à Tabri de rinfluence d'une condensation possible de la vapeur sur le support isolant même du vase, une dernière expérience fut faite en étudiant la déperdition d'abord dans le cas où le support, terminé par un plateau de laiton de même diamètre que le vase plat, était seul en communication avec l'électromètre, le vase plein d'eau étant placé à côté, à la même distance de l'isolant du support que lorsqu'il était posé sur celui-ci. Ensuite, dans l'expérience comparative, on plaçait le vase plein d'eau sur le support communiquant avec l'électromètre.

Les expériences furent croisées, partiellement du moins; un accident mit fin à la troisième, faite sans eau sur le support, comme la première ; mais la marche de l'électromètre était tellement identique dans la partie commune à la première et à la dernière expérience, et si nettement différente de la partie correspondante de l'expérience intermédiaire faite avec l'eau sur le support que l'on pouvait avoir la même confiance en cette série que si la dernière expérience s'était poursuivie jusqu'au bout.

En outre, l'état hygrométrique fut mesuré avec un psychromèlre dans le voisinage du vase à évaporation ; je trouvai que la force élastique de la vapeur d'eau dans l'air était mesurée par 0''°',843 de mercure, tandis que la force élastique maximum pour la température de Teau (19^6) était mesurée par i'-'",697.

La charge produite par une pile de 116 volts donnait 246 divisions de déviation.

Sans eau sur le support, la déperdition en 1»» 45™ correspondit à. . . ITO**,* .\veceau — — — ... 182*,9

Différence 12*,5

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Ainsi toujours la déperdition est plus grande dans le cas où Teau fait partie du système isolé, et les différences, ramenées à la même déviation initiale sont du même ordre de grandeur.

Si Ton réfléchit à la grande capacité de Télectromètre, dont l'aiguille forme condensateur avec Tune des paires de quadrants, vis-à-vis de la capacité de la surface de Teau qui s'évapore, on reconnaît qu'à cette différence doit correspondre une déperdition de la charge de Teau, grande par rapport à cette charge (*).

Afin de me renseigner à cet égard, je mesurai quelle était la diminution de potentiel du système isolé, quand on enlevait une quantité d'électricité égale à celle qui couvrait la surface du liquide. Pour cela, sur le vase vide j'appliquais pendant un instant un plan d'épreuve du même diamètre (14 centimètres) que le vase; deux lectures étaient faites avant et après l'application du plan d'épreuve à trente secondes ou une minute d'intervalle. Je corrigeais la seconde lecture de la très petite quantité dont se déplaçait l'aiguille dans le même intervalle de temps sous l'influence de la déperdition seule. En désignant par D, et Dj les déviations (la seconde corrigée) avant et après l'application du plan d'épreuve, par V^ et V^, les

potentiels correspondants, on a ^ = w îr^D'autre part, en appelant M la charge primitive du système isolé, m la charge enlevée par le plan d'épreuve, C la capacité du système, on a :

(1) M = CV„ M^m — CVa,

d'où

La moyenne de vingt déterminations très concordantes, faites pour des valeurs très différentes de D^, ont donné pour \/ît^ ïe nombre

0,9032(2). On a donc ~ = 0,0368.

(i) L'insuccès des expériences de M. L.-J. Black me paruft tenir à l'énorine capacité de son appareil de mesure.

(2) L'extrême concordance de ces mesures m'a surpris. J'ai fait à cet égarai deux séries d'expériences k quelques jours de dislance. Chaque série a compris dix applications du plan d'épreuve, et comme la charge enlevée par le plan d'épreuve n'était pas renouvelée, les déviations initiales D] allaient en décroissant