PEUT ÊTRE INCOMBUSTIBLE

Les phénomènes qui se passent lorsque les liquides vol sont mis en contact avec des corps très-chauds sont encore singuliers, et il n'y a pas longtemps qu'on a trouvé le m de les exphquer complètement. On sait que l'on peut plo la main dans le plomb fondu, toucher de la foute en fuj passer la langue sur un fer rouge sans se brûler. Les vriors des fonderies connaissent ces faits ; et récemra M. Boutigny, d'Évrcux, en a fait une élude sérieuse, ei pétant lui-môme ces expériences. Il faut avoir soin d mouiller la main avec un liquide très- volatil, tel que lai ou de l'éther, quand on veut constater soi-même ces curi effets. Pourtant l'humidité naturelle de la peau, surtout i ImÛuence d'une cevlaiue a\k^v^\\e\\s\ov\, ^\s\. %\sS&w.. U

ÈVAPOItATlON ET ÉBULLITIO>'. W

érideat aussi que l'essai doit être fait rapidement et très* adroitement, le simple rayonnement pouvant bnilcries paiiies de la main voisines de celles qui touclieiit le métal fondu. L'incombustibilité momentanée de la peau tient â la petite couche lie liquide qui l'humecte : c'est elle qui intercepte le passage lie la chaleur. L'eipUcatiou de cette propriété des liquides volatils résultera d'une série d'expériences moins dangereuses que nous pouvons faire avec des corps bruts.

Faisons rougir sur des charbons incandescents une capsule

<le fer ïàea polie, et jetons dans son in teneur quelques gouHes <l'eaii Troide ; nous les verrons se rassembler en un gbbule "Dilùdâ, aux bords arrondis, ?i la forme éloilée, qui tourne uqs cesse sur lui-même (fig. 77) : pas d'ébuUition, pas de •^peur visible; et pourtant le globule diminue peu a P^u de volume. Il y a donc évaporation lente sur toute sa "irficiï; maiseUe peut être si leule, (^ueU.VûviSiRX *.•»■»•-

scrvû pendant plusieurs heures un grand creuset de platine incandescent rempli d'eau. C'est la vapeur qui, enveloppant i'ean de toutes parts, empêche le contact immédiat du liquide et de la paroi chaude. S'Échappanttautôt d'un côt£, tantût de l'autre, elle creuse le cojitour du globule, et le lait oscd 1er sans cesse; elle agit sur lui comme une infinité de petits ressorts cachés, altemativemenl comprimés ctdétendus, De là les mouvements fantastiques du globule qui semble touloir fuir le feu, et qu'uue force Invincible retient toujours. Il est très-facile de s'assurer de l'existeuce d'une petite

Fig, 78. - Flammi

le globule t

la jiliquc incandcsccme.

couche de vapeur interposée comme un petit matelas élastique entre le fond du vase incandescent et le globule d'eau. On fait chauffer avec une lampe ik alcool une plaque de métal poli, d'argent par exemple, en la maintenant horizontale (iig. 78). Une petite goutte d'eau froide versée sur la plaque suffisamment chaude y prend l'aspect que nous venons de décrire. Noircissons la goutte avecun peu d'encre et essayons de regarder une bougie à travers le globule. Nous verrons très-distinctement la flamme briller entre le globule et l£i plaque; une petite ligue àe ^açeuï Vea sagaie. Cette esp^^

ience est très-belle par projection. En faisant tomber sur le ;lobule un faisceau horizontal de lumière, et disposant de *autre côté une lentille, on reçoit sur un écran une image enversée, dans laquelle on distingue parfaitement la plaque l'argent, le globule, l'image du globule dans la plaque, et a ligne de vapeur transparente qui les sépare.

Quelle est la température de Teau dans cet état particulier, fu'on appelle état sphéroïdal? On peut la déterminer par élévation de température qui subit un poids conrm d'eau roide, quand on jette le globule dans cette eau ; on peut nême placer au milieu du globule la boule d'un Ihermonètre, et on reconnaît que la température cherchée est touoars inférieure à 100 degrés; il est donc impossible que 'ébullition ait lieu.

Ce fait est général : mettez de l'éther au lieu d'eau dans la , '.apsule incandescente, et la température du globule d'éther iera inférieure à 36 degrés ; il ne pourra ni bouillir, ni s'enîammer. Mettez de l'acide sulfureux liquide qui bout à 10 legrés au-dessous de zéro, le globule sera encore plus froid le quelques degrés. Jetez sur ce globule quelques gouttes ïeau, elle se congèlera instantanément. Voilà donc de la glace créée dans un vase chauffé au rouge. On pourrait faire cette expérience sur une plus grande échelle, placer dans un creuset de platine fortement chauffé une grande quantité d'acide sulfureux liquide, et en y projetant de l'eau obtenir Semasse de glace assez considérable. M. Faraday, en Angleterre, a même vu l'acide carbonique Kquide, qui est plus volatil encore que l'acide sulfureux, prendre l'état sphéroïdal ^iOO degrés au-dessous de zéro, et congeler 30 grammes de Dïercure en deux ou trois seccondes.

^out cela prouve simplement que les liquides volatils *wcés dimsdes vases très-chauds ne peuvent atteindre la tem- «"ature d'ébullition, et ne s'évaporent que cas levsx ^\«W.^»

250 LA aiALEUR.

Pour que Tétat sphéroïdal ait lieu, il faut que le corps solide soit porté à une température supérieure à une certaine température limite, qui est spéciale pour chaque liquide et qui est d'autant plus basse que le liquide est plus volatil ; elle est, d'après M. Boutigny, de i42 degrés pour Teau de 61 degrés pour letlier. Si, après avoir obtenu le globule sphéroïdal, on laisse refroidir le vase, au moment où sa tem-

Fig. 79. — Explosion produite par le refroidissement de Teau

à l'état sphéroïdal.

pératurc atteint cette limite, le liquide le touche immédiatement, et bout avec violence. Voici une expérience qui démontre ce fait d'une manière très-frappante, et qui présente un intérêt particulier, parce qu'elle fait connaître une des causes d'explosion des chaudières à vapeur.

Une bouteille de cuivre (fig. 79) est chauffée fortement : on y introduit de l'eau qui prend l'état sphéroïdal ; on bouche la bouteille, et on laisse refroidir. Quand la température est descendue à 142 degrés eivN\tow, Ve^vxeatre eu ébullition, et

EVAPORATION ET ÉBILLITION. 2M

vapeur développée en grande quantité presque instantancsnt lance le bouchon avec explosion.

Considérons maintenant la chaudière d*une machine à vanr. Lorsqu'elle est dans les conditions normales, la flamme A foyer n'agit que sur les parois qui sont en contact avec eau; celle-ci acquiert sa température constante d'ébullition, t empêche la paroi métallique de prendre une température ilus élevée. Survient-il une cause quelconque, telle qu'une ncnistation qui sépare l'eau de la paroi, celle-ci va être ^lauffée au rouge, et si plus tard la cause cesse, si Tincnistaion présente des fissures, l'eau retombera sur le métal in- ^escent, et prendra l'état sphéroïdal. Quand on cessera de chauffer pour arrêter la machine, la température du métal s'abaissera et une ma?sc énorme de vapeur sera brusquement engendrée vers 142 degrés. Si la résistance de h chaudière n'est pas considérable, il y aura une explosion terrible.

Le même phénomène se présente sous une autre forme dans l'immersion d'un corps incandescent au milieu d'une niasse liquide froide. Faites rougir au feu une boule de métal suspendue par un fil de fer, et plongez-la rapidement dans de Teau froide ; une sorte de crépitation se fera entendre, et la boule restera quelque temps rouge sans que l'eau environnante semble s'échauffer ; il y a autour de la boule une gaine de vapeur qui empêche le contact. Mais le refroidissement ^mène bientôt la boule à la hmite de 142 degrés, et le contact rétablit; aussitôt les couches d'eau voisines bouillent violemnaent, et une sorte d'explosion a lieu. Les verriers utilisent l*état sphéroïdal ; ils plongent dans l'eau la masse de verre incandescente qu'ils tiennent au bout de leur canne ; et, la tournant rapidement sur elle-même, ils la façonnent; soufflant ensuite dans la canne, ils forment au milieu du verre pâteux une boule dans laquelle ils introduisent un peu d'eau, ^ ils bouchent l'ouverture avec le doigt ; la va^evw da ^îaVVj^

152 IfL CHALEUR.

eau presse les parois de la boule, la gonfle, et en augment( graduellement la capacité. Tout cela se fait sans explosion parce que le verre est très-chaud, et que Teau qui semble 1( toucher est à Tétat sphéroïdal, et s'évapore très-lentement Il s*agit maintenant d'expliquer les effets singuliers qui nous venons de constater. L'expérience nous a appris qui n'y a pas de contact entre le Uquide et le solide chaud, e que la température du hquide est toujours inférieure à cell( de son ébullilion. On comprend bien que la vapeur pro duite à la surface du liquide remplisse le vide qui le sépan du solide ; mais la force élastique de cette vapeur suffit-eil* pour maintenir la séparation, et les formes arrondies des glo bules liquides résultent-elles de leur évaporation ? Il parai plus naturel d'attribuer ces formes et l'absence de contact! l'action mutuelle du liquide et du solide. Une goutte d'eai jetée sur une surface plane enduite de noir de fumée s'arrondit en sphéroïde, sans mouiller la surface, exactemen comme si on la jetait dans un vase incandescent. Ne semble t-il pas que ces deux effets sont dus à la même cause ?0i un liquide dont les molécules ne sont soumises qu'à leun seules actions mutuelles prend toujours la forme sphérique. Si on le voit prendre une autre forme, on doit donc pensai que ses molécules sont sollicitées par quelque autre force extérieure. Par exemple, s'il s'étale sur une surface en la mouillant, on conclura qu'il y a une force attractive qui fait adhérer entre elles les molécules du liquide et celles de la surface, et qui l'emporte sur les actions mutuelles des molécules liquides. On peut même démontrer qu'un corps est mouillé par un Hquide quand la cohésion des molécules du liquide les unes pour les autres est plus petite que Je double de leur adhésvotv tçoxjlî \^ ^olvie. Dès lors on conçoit qu'en chauffant \e soMe, wv ^\\xà!Ks\fc ^nXr. ^^^ nière force , et que la çieim^T^ ^vkvs^ ^^^ ^^^^^ ^^

ÉYAPORATION ET EBULLITION. 255

minante : c'est la résultante de ces forces qui concourt avec la pesanteur à donner telle ou telle forme au liquide . Certains faits conduisent même à penser que ladhésion du liquide au solide peut être changée en répulsion à une température assez élevée, et que la vapeur elle-même est repoussée par la surface incandescente : par exemple, de Tacide nitrique à Tétat sphéroïdal n* attaque pas une plaque de cuivre chaude, ce qui ne pourrait avoir lieu s'il y avait contact entre la vapeur et la plaque. Quoi qu'il en soit, nous devons voir dans les forces moléculaires la cause de l'absence de contact que l'expérience nous a fait reconnaître dans l'état qihéroïdal.

11 reste à expliquer pourquoi le liquide ne peut atteindre la température d*ébullition. C'est ici que nous trouvons l'application des lois de la chaleur que nous connaissons déjà.

La chaleur ne peut passer aisément du solide au liquide par C(mductibilité,parce que lapetite couche de vapeur conduit trèsnial. C'est surtout par rayonnement que le liquide s'échauffe ; or une partie des rayons est réfléchie à la surface du liquide, une partie le traverse, et le reste seulement est absorbe. A Çioi sert la partie absorbée? A élever la température du liquide et à le vaporiser. Il n'y a qu'une très-faible quantité de chaleur employée à l'élévation de température du liquide ; b vaporisation consomme presque toute la chaleur absorbée, st celle-ci elle-même n'est qu une fraction de la chaleur rayonûée par le corps incandescent. Plus l'incandescence est forte, plus cette fraction est petite ; car les rayons lumineux ont ^u faible pouvoir échauffant. Tout s'explique ici simplement, ^ns qu'on ait besoin d'invoquer l'existence d'une force nou- ^cUe, comme l'ont fait quelques auteurs.

la chaleur employée à la transformalioiv SvjavXvo^^^ ^^ ÎP^ttr est réellement anéantie comme cYvaVeut -, d^e; e^V ^«^-

251 LÀ CHALEIR.

vertie eu mouvement moléculaire, et nous en citerons enwrc un curieux exemple.

• On raconte que deux sculpteurs anglais, Blagden et Chantrey, s'exposèrent dans des fours dont la température était supérieure à iOO degrés, et qu'ils en sortirent sains et saufs. 11 n'y a rien d'extraordinaire dans cette expérience, si l'on observe que le corps humain est un tissu imprégné d'eau, que cette eau peut venir à la surface de la peau par transpiration et s'y évaporer. Lorsque le corps est dans un milieu trèschaud, la chaleur esteniployée intérieurement à produire du travail, à préparer la transpiration ; elle ne peut élever que très -lentement la température. A la surface, une sueur abondante protège la peau ; c'est Teau qui vient de l'intérieur du corps et qui se vaporise assez rapidement pour que la température ne puisse s'élever notablement. On peut dire que presque toute la clialeur rayonnée par le four vers le corps de nos hardis expérimentateurs était détruite par la transpiration, et la seule chose qui puisse étonner, c'est l'audace de leur entreprise.