NOUVELLES MACHINES PNEUMATIQUES. POMPE A MERCURE

Peut-on, à l'aide des machines que nous venons de décrire, obtenir dans un récipient quelconque le vide absolu? Evidemment non : le calcul, ou môme un raisonnement très simple, prouve que le degré tie vide est nécessairement limité, puisque chaque manœuvre, chaque coup de piston, n'expulse jamais qu'une fraction de l'air ou du gaz qui reste sous le récipient : c'est ce qu'on exprime en disant que le nombre des coups de piston, pour arriver au vide })arfait, devrait être infini.

Mais, eu outre, il faut nécessairement compter avec les imperfections de la machine, fut-ce la plus soigneusement construite. Entre les pistons et les cylindres, dans les soupapes, dans tous les joints, il y a forcément des fissures, fissures imperceptibles il est vrai, mais qui suffisent à laisser passer l'air extérieur. En résumé, une machine bien faite peut faire le vide à 1 ou 2 millimètres près : c'est une fraction d'atmosphère assez notable encore, un millième au moins. Oi', dans des expériences délicates de physique ou de physiologie, on a quelquefois besoin d'obtenir un vide plus parfait. On y est parvenu, dans ces dernières années, à l'aide d'appareils oii la communication du récipient avec l'air extérieur est plus complètement obstruée, grâce à l'interposition d'une couche liquide, peu évaporable, de mercure'.

Décrivons deux de ces machines.

L'une, la machine de M. Kravogl, est représentée dans la

1. Lin liabili' consIriK^lciir, M. Dclmil, ;\ une iinicliiiR' j)ii('iiiii;ili([iic [ilus spécia-

Icuicnt dcsIiiuV" iiux usa<j;os iiidiistiicls, dont le pistiin ne toiiclic pas les parois du corps de ])Oinj)L'. La iiiincL' couche d'air qui reste dans l'inlervalle sert de i;arnilureau piston, de sorte que la résistance due au frottement des }iistons dans les corps de poinpc ordinaires est annulée. M. Dcleuil obtient, dans une cloche de 14 litres, un degré de raréfaction mesuré par 5 millimètres seulement. Nous décrirons celte machine en traitant des applications des lois de la pesanteur.

figure 99. La disposition générale est celle d'une machine ordinaire à deux corps de pompe et se manœuvrant de la même manière. Mais la partie supérieure A des cylindres (fig. 100) se termine par un cône où le piston d'acier C, de môme forme, vient

Fig. 09. — îlachiiie pneuinatiqiio Kravogl.

s'emboîter, lorsqu'il a terminé son ascension. Au-dessus du piston, une couche de mercure en baigne le sommet, qu'elle dépasse d'un demi-millimètre environ, lorsque le piston est au bas de sa course. Par en haut, chaque cylindre se prolonge sous forme d'un entonnoir avec lequel il communique par une partie

étranglée. C'est par là qu'est expulsé l'air refoulé par le piston ou par la couche de mercure qu'il surmonte. Une soupape mobile c, mise en mouvement automatiquement par la manœuvre de la machine, se soulève, l'air s'échappe; mais en même

temps le mercure lui-même pénètre dans l'entonnoir et empêche toute introduction d'air extérieur. Au début du mouvement tiescendant, la môme soupape c se lève à nouveau et laisse retomber le mercure, une partie du liquide restant d'ailleurs d'une façon permanente au-dessous de la soupa[)e.

On voit à droite, en i, la soupape par laquelle l'air du réci])ient arrive dans le corps de pompe.

D'après M. Privât Deschanel,,à qui nous empruntons la figure de la machine Kravogl , « si le mercure de l'appareil est bien sec, on peut faire le vide à 1/10 de millimètre près. L'état de sécheresse du mercure est fort important; car aux températures ordinaires la force élastique de la vapeur d'eau a une valeur très sensible. Lorsque l'on veut utiliser toute la puissance de raréfaction de la machine, il convient d'établir entre le vase où l'on veut faire le vide et le corps de ])ompe, un appareil dessiccateur. »

La pom})C à mercure ou machine pneumatique de M. Alvergniat, représentée dans la figure 101, a été en principe imaginée par notre émiiient physicien Victor Regnault. Perfectionnée sur un point secondaire j)ar M. Geissler, elle a été portée au point où elle est aujourd'hui par le constructeur dont elle porte le nom.

Elle consiste en un tube barométriqne AB, que surmonte un réservoir en verre A, et qui communique inférieurement par un tube en caoutchouc avec un autre réservoir C, faisant fonction de cnvetle, et de capacité un peu supérieure à A. Ce dernier réser-

Fig. 100. — Détails d'un ton de 1» uiacliino Kravo»!.

voir est mobile le long d'une rainure pratiquée dans le montant de l'appareil, à l'aide d'une crémaillère, et peut être fixé ainsi à une hauteur quelconque.

Au-dessus de A est une cuvette à mercure D, qui communique avec le réservoir par un tube auquel est adapté un robinet

Fig. lOL — Machine Alvei'gniat ou pompe à mercure.

à trois voies r. Voici comment fonctionne la pompe à mercure, lorsqu'on veut faire le vide dans un récipient E.

On remonte C jusqu'au point le plus élevé de la rainure, et on verse du mercure dans le réservoir, après avoir tourné le robinet dans la position i . Le mercure descend dans le tube, en

174 LE MOîs'DE PHYSIQUE.

vertu de l'éqiii]il)re des vases commiinicanls, moule dans le réservoir A qu'il remplit, et jusque dans la cuvette.

On place alors le robinet dans la position 2, et l'on descend le réservoir C au bas de la rainure. Le mercure reste dans la cuvette D, la communication étant fermée, mais celui de A descend jusqu'à ce que la différence de niveau du mercure dans C et dans le tube soit égale à la pression atmosphérique. Le vide barométrique s'est donc fait dans A. C'est la position indiquée dans la ligure.

Si alors on tourne le robinet dans sa troisième position, le récipient, qui n'est point figuré ici, mais auquel aboutit le tube E, communique avec A; le gaz on l'air qu'il contient s'y répand, et un vide partiel est obtenu. La première période de l'opération, analogue au mouvement d'un coup de piston, est terminée. En faisant une série de manœuvres pareilles, on obtiendra le degré de vide voulu.

On arrive avec la machine Alvergniat à produire le vide jusqu'à 1/iO de millimètre. Mais comme la manœuvre est assez pénible et longue, on ne s'en sert guère que pour faire le vide dans de très petits espaces, ou, s'il s'agit d'espaces phis considérables, pour terminer le travail commencé avec les machines pneumatiques ordinaires.

A l'aide de dispositions spéciales, M. Crookes, dans ses expériences si curieuses sur les phénomènes qui se passent dans les gaz raréfiés, est parvenu, dit-il, à obtenir le vide dans un ballon de 15 centimètres à rai millionième d'atmosphère, soit moins d'un millième de millimètre de mercui'e.

§ 5. EXPÉRIENCES DIVERSES FAITES A 1,'aiDE DE LA MACHINE PNEUMATIQUE.

Nous avons eu déjà plusieurs fois l'occasion de décrire des expériences curieuses faites à l'aide de la macliine ])neumatique : par la suite, nous en verrons d'autres, relatives aux phénomènes de chaleur, de son, d'électricité. Nous nous con-