DÉTERMINATION DE LA DENSITÉ DES CORPS SOUDES ET LIQUIDES

Tout le monde sait qne des volumes égaux de diverses substances sont loin d'avoir le même poids : un bloc de pierre pèse notablement plus qu'un morceau de bois et moins qu'un morceau de fer de même dimension ; un litre d'eau, plus lourd qu'un litre d'huile, l'est beaucoup moins qu'un litre de mercure. Les nombres qui expriment cette différence caractéristique entre les corps dont la composition n'est pas la même, sont ce qu'on appelle les poids spécifiques ou les densités. Arrivons à une définition plus précise.

Pour cela, distinguons entre les substances qui sont homogènes et celles qui ne le sont point. L'homogénéité doit s'entendre, en ce cas, des substances dont la structure est telle, que les molécules dont elles sont formées se trouvent partout uniformément et symétriquement espacées, de sorte que leur nombre reste le même en toutes les parties du corps pour des volumes égaux, quelque petits ou grands que soient ces volumes. C'est là, il est vrai, une hypothèse invérifiable, puisque les molécules ne peuvent ni se compter ni se voir. Mais elle implique comme conséquence l'égalité du poids de toutes les parties du corps égales en volume, et cette égalité peut être constatée expérimentalement.

1. Roberval est un mathématicien français du dix-septième siècle. C'est à lui qu'est duc la démonstration du principe de la balance qui porte son nom.

Un corps n'est pas homogène, lorsque en ses diverses parties les molécules sont inégalement serrées : ce qu'on reconnaît à l'inégalité de poids d'un même volume pris en des régions différentes.

Cette distinction faite, considérons d'abord divers corps homogènes, solides ou liquides. Imaginons qu'on prenne de chacun d'eux un volume égal, un centimètre cube par exemple, et qu'on le pèse avec soin. On obtiendra ainsi une série de poids généralement inégaux : ce sont ces poids qu'on nomme les poids spécifiques des substances correspondantes.

Comme d'ailleurs, dans notre système métrique, le poids d'un centimètre cube d'eau est pris pour unité de poids, le poids spécifique de l'eau se trouvera précisément exprimé par le nombre 1. Cela revient à le prendre lui-même pour unité des poids spécifiques des liquides et des solides. Mais il ne faut pas oublier que le gramme est le poids du centimètre cube de l'eau distillée, pesée dans le vide à la température + 4 degrés du thermomètre centigrade ; que, d'autre part, le volume d'un corps varie avec sa température, et par conséquent aussi son poids spécifique, et que ces variations sont différentes d'une substance à l'autre. On convient donc de rapporter les poids spécifiques des divers corps (celui de l'eau seul excepté) à la température commune de 0° : dans le cas où la température serait autre, il importe alors d'en faire mention.

La définition du poids spécifique d'un corps homogène, solide ou liquide, est donc la suivante : c'est le rapport qui existe entre le poids de l'unité de volume de ce corps à 0 degré, et celui de l'unité de volume d'eau distillée à -h 4 degrés.

Si, au lieu de comparer les poids des corj)s sous l'unité de volume, on effectuait la même comparaison pour leurs masses, les nombres qu'on obtiendrait ainsi seraient ce qu'on nomme leurs densités. La densité d'un corps ne doit ])asêtre confondue avec son poids spécifique, puisque, comme on l'a vu, le poids varie avec l'intensité de la pesanteur, c'est-à-dire avec la latitude ou l'allitude du lieu, tandis que la masse est invariable.