ÉLECTRICITÉ PAR ÉVAPORATION

D'autre part, désignons par — dm la quantité d'électricité que perd pendant le temps dl le système isolé par le seul fait de la vaporisation de Teau et par — dm' la quantité d'électricité qu'il perd pendant le même temps dt par les autres causes. Ces quantités — dm et — dm' sont proportionnelles à Texcès V de potentiel du système sur les parois de la pièce ; on a donc :

;3) —dmz=za\dt,

(4) — rfrn' 1= à\dt,

a et a étant deux constantes; d'où pour la perte — c?M due aux deux causes réunies :

— f/M rr — dm — dm' z= [a -{- a.) \dl .

Du reste on a :

f/M ~ C(/V d'où :

— Cd\ = {a + a) \dt, ou 1^ == — ^^* ^'^

et par intégration :

en appelant Dq et D^ les déviations de Télectromètre correspondant

au temps 0 et au temps t. Cette relation fournit — ^^— d'après les

observations Dq, D^ et t d'une expérience où Teau fait partie du système isolé. Dans Texpérience comparative où l'eau ne fait pas partie du système, on a, en appelant D^', D/ et ^ les données expérimentales :

à mesure que le nombre des applications du plan d'épreuves augmentait. Dans la première série, D^ passa ainsi de la valeur 217,5 à la valeur 53,6; les dix

valeurs dey t^ furent comprises entre 0,963 et 0.962; six d'entre elles furent

égales à 0,963, et la moyenne fut 0,9632. Dans la seconde série D| passa de la valeur 242.8 à 104,0. Je modifiai à dessein la forme du plan d'épreuves (qui était loin d'être un plan parfait) en le rendant légèrement concave ou légèrement convexe ; ces modifications ne changèrent rien aux nombres. Je m'assurai aussi que

l'isolement du plan d'épreuve était parfait. Les nombres trouvés pour y ^ furent

compris entre 0,963 et 0,961, et la moyenne fut 0,9633, presque exactement la même que dans la première série.

/. de Phys., 3- série, t. VIII. (Mai 1899.) 18

258 PELLAT

ce qui donne j-^ ; par différence on obtientr^- En portant cette valeur ainsi trouvée dans la reUilion (3), il vient :

,7) - rfm = (J) CV.» = {^\ (j;) . m,//,

d'où :

\ dm /a\ /Mv i8] r:-z - — — r^.W ,

les valeurs connues de -, et de t-, -- 0,0368, donnent la quantité

V = — que j'appellerai la vitesse relative de déperdition par

évaporation. Cette quantité doit être une constante dans des conditions données de tenrïpérature et d*état hygrométrique, si toutefois on néglige la variation d'évaporation constatée par M. Mascart avec la densité électrique <j de la surface liquide. Mais, comme nous le verrons un peu plus loin, cette variation de vaporisation doit être à peu près proportionnelle à <?*, qui est ici excessivement faible par rapport aux expériences de M. Mascart; la quantité v doit donc être sensiblement indépendante de (x dans mes expériences. ' En considérant v comme une constante pendant une même expérience, rintéffration de la relation de définition r = r- fournit

^ m dt

la charge m qui resterait au bout d'un temps t sur le vase plein d'eau, si la seule cause de déperdition électrique était Tévaporation et si la charge de la surface d'eau n'était pas entretenue par un réservoir d'électricité. On aurait ainsi, en appelant m^ la charge initiale,

(9) m = moC-^',

D'où jiour la charge perdue pendant le temps i

(10) Wo — m — mo(i — c"*').

Des données de la troisième expérience on tire v =: 0,0004ââ et des données de la quatrième v = 0,000343, le temps étant exprimé en secondes.

On déduit de (it») pour la perte relative -^ par le fait seul

de Tévaporation, qu'en une heure [t =z 3.600) cette perte relative

ÉLECTRICITÉ PAR ÉVAPORATION 2o9

aurait été, dans les conditions liygrométriques de la troisième expé-

rionce, 0,78, et 0,46 dans les conditions hygrométriques de la qiia-

0 843 Irit^me (température 19'*,6, état hygrométrique ' q, = 0,5).

Ce sont des pertes relatives considérables, dont nous verrons rimportance au point de vue de Télectricité atmosphérique.

Hemar(|uons, en passant, que la vapeur émise par une surface éleclrisée étant elle-même électrisée, comme cela résulte des expériences précédentes, et se trouvant dans un champ électrique (:&=:47r<i), doit fuir la surface liquide plus rapidement que dans le cas de la vaporisation du liquide non électrisé. 11 en résulte que, dans les couches d'air qui avoisinent la surface du liquide, la force élastique de la vapeur étant moindre, la vaporisation doit être plus active ; ainsi s'explique le phénomène découvert par M. Mascart. On voit que la vitesse de fuite de la vapeur due à son électrisation doit être proportionnelle au carré de la densité électrique à la surface du liquide, comme nous l'avons admis plus haut.

Pour savoir quelle était la densité électrique à la surface de l'eau Hectrisée, il me suffisait d'ajouter aux mesures précédentes celle de la capacité C du système isolé. Pour cela, le système étant chargé ♦H la déviation Dq de Taiguille de Télectromètre étant observée, je touchais le système 'isolé avec un fil de cuivre communiquant à 1 armature isolée d'un condensateur de capacité connue C'(*) dont l'autre armature communiquait avec la conduite de gaz. La lecture de la nouvelle déviation D permettait d'obtenir C par la relation

C y ÏÏ;

<. V Do - V'D,

C étant connu, la charge totale M = CV du système isolé était

connue parla détermination de V fournie par l'électromètre. De la

('} Ce condensateur était constitué par deux cylindres de laiton coaxiaux ayant : le cylindre inférieur 3'", 394 de diamètre et 20'"', 37 de longueur, le cylindre extérieur 6"'",443 de diamètre intérieur et 35 conti mètres de longueur environ. L'espace compris entre les deux cylindres était rempli de paraffine. La capacité étant donnée d'une façon suffisamment approchée par

C = — ^ = = 30,2L . Es.

260 PELLAT

valeur de M et de la valeur connue de rj» on déduisait la charge m

de la surface deau électrisée, d'où la densité (x.

J ai trouvé ainsi que la densité correspondant à la charge initiale fournie par 116 volts était 0,00653U . E^.Or la charge moyenne du sol dans un endroit découvert est environ 0,0008, c'est-à-dire le huitième seulement de la densité au début de Texpérience.

Quelques auteurs ont pensé que Tévaporation de Peau pouvait créer de Télectricité, la vapeur emportant une des électricités et Tautre restant sur le liquide. Tous les expérimentateurs qui ont bien conduit leurs expériences ont trouvé un résultat négatif à ce sujet.

J'ai essayé de mettre en évidence cette prétendue électrisation par évaporalion, en faisant communiquer le vase isolé plein d'eau des expériences précédentes avec Taiguille de Télectromètre, les deux paires de quadrants étant à des potentiels égaux et de signe contraire par rapport au sol.

Le résultat a été négatif, et la précision de mes expériences permet de dire que :

Si en deux heures la vaporisation de Veau à 18**, 9 (F 43,9 = l'"°',625 de mercure) dans un air où la force élastique de la vapeur d'eau est équilibrée par 0''™,689, donnait par centimètre carré une quantité d'électricité égale à 0,0007U . Ivv, cette quantité d'électricité aurait été nettement mise en évidence.

Une si faible création d'électricité, si elle existe, ne pouvait pas fausser d'une façon sensible les expériences précédentes.

Examinons maintenant les conséquences des expériences que nous venons d'exposer au point de vue météorologique.

Après le lever du Soleil, le sol humide s'échauffe, Teau qui l'imbibe se vaporise et transporte dans Tatmosphère une partie de la charge du sol. Or, si Ton admet, ce qui est fort vraisemblable, qu'en un point A situé à une grande distance verticale au-dessus du sol, le champ électrique n'est pas modifié par ce phénomène, on en conclut, d'après le théorème de Gauss appliqué à un tube de forces allant de A au sol, que la charge totale contenue dans le tube doit