DÉTERMINATION HE LA DENSITÉ DES COKC-S SOLIDES

Nous donnerons d'abord «Jeux méthodes pour la détermination de la densité des corps solides. La première est dile mèlhwle de la balance hydrostatique, el la seconde, méthode du flacon. Elles permettent toutes deux d'obtenir avec beaucoup de précision la densité des corps solitles. Néanmoins, comme elles exigent des pesées délicates qui réclament une certaine dépense de temps, on n'y peut avoir recours (pie dans le cabinet. A la vérité, il existe une troisième métholo plus expéditive et très utile dans les voyages scienliliques, parce qu'elle n'exige qu'un très-petit appareil. Malheureusement, elle est moins susceptible que les deux précédentes do donner des résultats exacts. Toutefois, nous l'exposer ons un peu plus laid, quand il sera question de décrire les instruments de physique connus sous le nom d'aréomètre*.

i° Méthode du In balance hydrostatique. — Supposons que l'on veuille déterminer la densité d'un morceau de fer. d'uno clef, par exemple. De quoi s'agil-ii en détinilivo ? D'après les explications quo nous avons données «luns l'ariiele fie pin sique du il» 2i, trouver la densité d'un morceau de Ter, d'une clef, c'est trouver co que peso un centimètre cube do celle clef. Si donc, d'une part, on connaissait le poids de la clef ; si, d'autre part, l'on avait son volume, le quotient de ce poids par ce volume exprimerait la densité cherchée^ Nous avons donc deux opérations à faire : Tune pour déterminer le poids de la clef, l'autre pour en obtenir le volume. Pour avoir le |>oids de la clef, on la suspend au moyen d'un fil très-fin au-dessous du plateau A de la balance hydrostatique (pl. 2i. li?. 10). A peine est-elle fixée, comme il vient d'être dit, que l'équilibre est rompu el que le fléau de la balance incline du coté du plateau A. Pour le ramener à la position horizontale, on placera dans I autre plateau A' des poids dont l'ensemble- représentera évidemment celui de la clef. Soit donc P le nombre qui exprime combien de grammes pè«' celte dernière. Après avoir déterminé P, on plongera la clef loujour» suspendue au plateau A dans un vase rempli d'eau distillée que l'on soulèvera verticalement audessous d'elle jusqu'à ce qu'elle y soit complètement immergée. Comme tout corps plougé dans l'eau perd une partie do son poids égale au poids fie l'eau qu'il dépince, le coté do la balance ou se trouve la clef sera plus lé^er quo l'autre, el le fléau inclinera du côté du fléau A'. Pour rétablir l'équilibre, il faudra charger le plateau A de poids qui

«présenteront la perte de poids qu'aura éprouvée a clef placée dans l'eau. Soil P' le nombre de ; rammes exprimant celle perte de poids ; p' e\rrimo en mémo temps le poids de l'eau déplacée ►aria clef. Mais, quand on connaît le poids d'uno ■erlaine quantité d'eau, on connaît en même temps e volume de celle-ci, car autant l'eau pèse do grammes, autant son volume contient de centimètres cubes. Mais, le volume de l'eau déplacée |>ar la clH'est c\i«lemmeiH é.-al au volume de celte clef, donc le volume «le la cïef est de P' centimemètres cn! e-. Il résolu de là que le volume do l'eau déplacée par la clercs! i'lmI a P' centimètres cubes. Nous connaissons maintenant son poids P et «on uis'imi' P'. Il ne s'agit plus que d'avoir le poids d'un centimètre cube de î.i matière qui la compose. Pour cela. nou« disons : si P' centimètres cubes; pèsent P grammes, un seul centimètre cube an lieu <!o P' pèsera P' fois moins, < 'est-àdire . Le quotient de celte division n'est pas antre chose «pie la densité cherchée I) du morceau do fer.

5" Méthode dit ftonn. — Soit encore à trouver la densité d'un morceau de fer par la méthode du flacon. Pour cela, on prend un petit flacon rempli d'eau distillée et bouché à l'émeri. On le met dans l'un dos plateaux d'une balance ordinaire et on en détermine le poids P aussi exactement «pie possible. Cela fait, on place le morceau de Ter à coté «lu flacon dans le même plateau «le la balance. Il en résulte pourri1 plateau une augmentation de poids P' qu'il c-t facile d'apprécier et qui représente le poi«ls même «lu morceau de fer. Après avoir déterminé P', on retire du plateau le morceau de fer et le flacon. On débouche celui-ci et l'on y introduit le 1er. Comme le fla« ou était exactement plein, il s'en échappe un volume d'eau écal au volume du morceau de fer. Si «loue on rebouche le flacon en v laissant le fer el si Ton remet ce flacon dans la balance, il pè-era moins qu'auparavant à cause de l'eau qui en esl sot lie, et il faudra placer à côté de lui un petit poids P" qui sera évidemment éj:al au poids de l'eau sortie du flacon et qui, par suite, exprimera le volume «le cette eau. Mais ce volume «l'eau est le même «pie celui du morceau «le fer. Donc, on connaîtra le poids P' dece«lernier et son volume P". Il n'y aura plus qu'à effectuer le calcul comme dans l'opération précédente, c'est-à-dire à diviser P' par P" pour obtenir la densité cherchée.

On se sert auj<nird hui pour déterminer la densité des solides au moyen de la seconde méthode, du flacon représenté {fi?, fi) et que l'on désigne habituellement sous le nom de flnmn de densité. L'idée en esl due h M. Hérault. Le flacon, par luimême, ne «bllèro en rien d'un flacon ordinaire. Seulement, ou le ferme au moyen d'un bouchon loul spécial AU cy lindrique à sa base et s'amiucis-

sant ensuite en une pointe conique que surmonte une sorte de petit entonnoir. Ce bouchon eM creux intérieurement , el l'entonnoir supérieui communique avec la base par un canal rapillain sur lequel est gravé un point (le repère C. Il faut s'arranger toujours de manière que l'eau atteigne le point do repère et ne s'élève pas au delà C'est ce qui arrive constamment. Pour remédier i> cet inconvénient el pour enlever l'excès d'eau distillée qu'il y a dans le bouchon, on introduit dans . l'entonnoir une petite bande de papier buvard que l'on a préalablement roulée sur elle-même el dont l une des extrémités se termine en pointe. Par l'effet de la capillarité, l'eau distillée monte en parlie dans le papier. On se hâte d'enlever celui-ci dès que le niveau du liquide se trouve ramené au point de repère. Par l'emploi du flacon de densité, on est toujours sûr d'opérer sur un volume d'eau constant, ce à quoi l'on ne parvenait jamais en se servant d'un flacon ordinaire.

Remarques.— \° Aucune des deux méthodes précédentes ne peut ôlre mise en usage pour déterminer la densité d'un corps solide solublc dans l'eau. Lors donc que l'on a affaire à un tel corps, voici comment on s'y prend. On commence par déterminer le poids spécifique du corps solide par rapport à un liquide qui n'exerce sur lui aucune action chimique. Ce liquide sera, je suppose, de l'huile. Ensuite, par l'un des moyens que nous ferons bientôt connaître, on déterminera la densité de l'huile par rapport à l'eau. En multipliant l'une par l'autre les deux densités ainsi obtenues, on trouvera la densité du corps solkle par rapport à l'eau. En effet, si nous représentons par P, par H et par A les poids respectifs d'un même volume du corps solide, de l'huile et do l'eau, il est évident que l'on aura, d'après la théorie arithmétique des fractions :

—est la densité du corps par rapport à l'eau ; ^

est sa densité par rapport à l'huile et — est la

densité de l'huile par rapport à l'eau. Donc, le produit des deux dernière» densités est bien équivalent à la première.

So Quand on veut déterminer la densité d'un corps solide qui se présente sous l'aspect d'une poudre plus ou moins fine, il faut employer la méthode du flacon. Seulement après qu'on a plongé la poudre dans l'eau distillée, on place le flacon sous le récipient de la machine pneumatique el l'on fait le vide. Cette précaution a pour but d'enlever tout l'air qui peut se trouver logé dans l'intérieur de la masse pulvérulente. On achève ensuite l'opération çowme à l'ordinaire.

3° Quand on veut avoir la densité d'un corps très-poreux, on en est réduit aux expédients. Alors m bien on pulvérise le corps, afin d'obtenir la lensilé des particules qui le composent, ou bien m enduit sa surface d'une très-mince couche de ire, laquelle est suffisante pour empêcher l'eau de )énétrer dans son intérieur au moment où on le ;>longe dans ce liquide. On peut alors déterminer a densité du corps sous son volume apparent. Il est manifeste que chacun de ces deux procédés est entaché d inexactitude et que l'on ne peut obtenir rigoureusement le poids spécifique d'un corps trèsporeux.

Nerlette.

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