ONS

Celte expérience, qui a été

Cavendisli, est bien propre à

-ilion de l'eau.

.. uant établi que l'eau contient :

' .l'oxygène.

■. i .l'hydrogène.

. , I condensés de manière

, 3 vol. d'hjrdrogtne. à rormer 2 „, de ' 1vol. doijgtoo. . | ymuri.cm.

J-'ig. lOô. Formation d'eau par la combustion du gu hydrogène & 1'

niais physiques de l'eau. — L'eau se présente sous les trois '''flts propres a la matière : a l'état solide, à l'état liquide cl * celui de vapeur ou de gaz; nous devons l'étudier sous ces trois formes.

Eau solide. — A l'état solide, l'eau s'appelle glace. En passant de l'étal liquide à l'état solide, l'eau éprouve une dilatalion considérable, en sorte que la densité de la glace est plus bible que celle de l'eau, et que les glaçons qui se forment au sein des eaux tranquilles viennent constamment flotter ù leur surface. C'est là une exception très frappante dans les lois de la nature, car, dans la presque universalité des cas, un corps augmente de pesanteur spécilique en passant de l'état liquide a l'étal solide. Mais il y a dans celle exception aux lois générales des corps une prévision admirable, et qui montre bien la toute-puissance du Créateur. En effet, si l'eau, en se congelant, fût demeurée fixée au lieu même où s'était opéré son

LB SAVANT DU fOTU. 8

LE SAVANT DU I cloche placée au pôle positif, et qui voit se rallumer et briller du pli contient est donc de l'oxygène bougie allumée de l'ouverture d' négatir, le gaz qu'elle renferme • gaz est donc de l'hydrogène. >■*-

On constate aisément, en m lés, que le volume de l'hydre pôle négatir osl double du M dans l'éprouvette placée au t

On peut donner, par la lion 1res frappante .de la j

-• SSONS. 115

stème hexaédrique. L'hexaèdre, ins, est donc la forme cristalline

congélation brusque de la vapeur

<ii a été provoquée par un vent froid

• lessc. Le grésil est formé de petites

lacées en forme de petites pelotes assez

..is de globules de glace, de grosseur va-

II paraît intimement liée à l'électricité at-

- réions, en effet, sont toujours versés sur la

t^es orageux, et leur chute est accompagnée

ils et de fortes décharges électriques; mais la

«le ce phénomène est encore mal établie.

'i'. — (Test à l'état liquide que l'eau est le plus ut répandue sur notre globe. Elle forme les mers, ut près des trois quarts de la surface de la terre; courantes, comme les fleuves, les rivières, les tories ruisseaux; les eaux stagnantes, comme les lacs, ? \iss et les marais.

m tes les eaux qui coulent à la surface de la terre, au-

iH.'sl rigoureusement pure. En effet, par leur contact

■ mu moins prolongé avec des terrains de nature va-

''k elles dissolvent ou entraînent une foule de corps

■ -l'-niyrers.

l 'n peut diviser les eaux qui existent sur notre globe en Halles et non potables.

l'ne eau est potable lorsqu'elle peut être utilisée comme luisson journalière.

l'ne eau potable est bien aérée, sans odeur; elle cuit bien fcs légumes, dissout le savon sans former de grumeaux, ne * trouble pas pendant l'ébullition, et très faiblement par les réactifs chimiques; enfin, elle ne laisse après son évapontion qu'un très faible résidu (environ 4 décigrammes par litre). Il est bon qu'elle contienne une petite quantité de carbonate de chaux, qui est nécessaire au développement et & la nutrition du système osseux chez l'homme et les animaux, mais point de sulfate de chaux, ou plâtre, dont la présence dans les eaux empêche la cuisson des légumes, parce que l'eau,

en s'évaporant par l'ébullition, encroûte ces substances végétales d'un dépôt terreux, et nuit au savonnage en précipitant une partie du savon à l'état de savon de chaux insoluble.

Les eaux non potables sont peu aérées et renferment des quantités exagérées de matières salines, ou des matières organiques en décomposition. Les eaux de la mer et celles de certains lacs, qui renferment une grande proportion de chlorure de sodium et des composés magnésiens, — les eaux de puits comme ceux de Paris, par exemple, qui contiennent beaucoup de plâtre, et sont, à cause de cela, impropres aux usages économiques, — les eaux dormantes où séjournent, en se décomposant, les détritus végétaux et animaux, appartiennent à la catégorie des eaux non potables. L'eau de pluie qui, sous le point de vue chimique, est la plus pure de toutes, n'est pas potable à proprement parler, parce qu'elle ne présente pas toutes les qualités que Ton cherche dans une eau consacrée à l'alimentation. Elle ne renferme pas d'air, dont la présence est nécessaire pour rendre l'eau d'une facile digestion, et elle peut contenir de faibles proportions de sels ammoniacaux, qu'elle a dissous en traversant l'atmosphère.

Dans le langage ordinaire on appelle souvent les eaux potables eaux légères, et les eaux non potables eaux lourdes, expressions dont l'analyse chimique a fait reconnaître la justesse.

Les eaux des rivières sont sujettes à se troubler lorsque de grandes pluies ou des crues subites y entraînent et y mettent en suspension de l'argile et des terres sablonneuses très fines. Si on laisse reposer ces eaux pendant vingt-quatre ou trentesix heures, les matières étrangères se déposent presque complètement. Cependant elles conservent alors presque toujours un aspect trouble. Pour les rendre limpides, on les filtre à travers des pierres poreuses, posées à l'intérieur d'une caisse, et constituant ce que l'on nomme une fontaine filtrante.

Si les eaux qu'on veut clarifier tenaient en suspension quelques matières organiques ou gazeuses à odeur désagréable, c'est le charbon animal (os calcinés dans des fourneaux, en vases clos) qui servirait d'agent épurateur. Le charbon jouit, en eflfct, de la propriété d'absorber non seulement les gaz putrides qui peuvent se trouver dissous dans un liquide mais encore les matières putrescibles elles-mêmes. Il s'empare en outre, des sels terreux, si bien qu'il n'est point d'eau si mau-

vaise que le charbon ne puisse améliorer. Toutefois, comme cette propriété du charbon est assez vite épuisée, le filtre de charbon n'agit plus, au bout d'un certain temps, que comme un filtre de sable ou de pierre.

Les substances qui se rencontrent dans les eaux minérales sont très nombreuses, mais il faut remarquer que la même eau n'en contient jamais plus de sept ou huit, et encore en petites proportions. Parmi les principes d'une eau minérale il en est toujours qui, par leur quantité et leur puissance sur l'organisme, ont une influence tout à fait prédominante.

D'après leur composition chimique, on peut diviser les eaux minérales en quatre classes : 1° les eaux salines (eau de Bourbonne, de Balaruc, de Salins), qui ont une saveur marquée et sont chimiquement neutres, c'est-à-dire n'exercent aucune action sur la couleur bleue du tournesol et de la violette; 2° les eaux acidulés, dont la saveur est aigrelette, et qui moussent par l'agitation, à cause du gaz acide carbonique qu'elles renferment (eau de Seltz, de Saint-Galmier) ; 3° les eaux ferrugineuses, dont la saveur rappelle celle de l'encre, qui noircissent avec une décoction de noix de galle, et déposent des flocons rougeâtres par la concentration, caractères qui tiennent à la présence du fer (eau de Spa, de Forges, d'Orezza) ; 4° les eaux sulfureuses, qui doivent à la présence du soufre une odeur fétide d'œufs pourris, et qui noircissent les pièces d'argent qu'on y plonge (eau de Barèges, de Luchon, de Cauterets).

La température des eaux minérales est très variable. Tantôt elles sont chaudes et on les appelle thermales (du mot grec fttpii^, chaud) ; tantôt elles sont au même degré de chaleur que l'air ambiant, ou même au-dessous de ce degré; on les appelle alors froides. La température des premières est toujours d'autant plus élevée que les eaux viennent de plus grandes profondeurs du sol. On sait que la température du sol s'élève à mesure que l'on s'y enfonce davantage; il a été reconnu qu'elle s'élève d'un degré par chaque 33 mètres de profondeur. On comprend donc que des eaux qui traversent des parties très profondes du sol s'y échauffent, et qu'elles reviennent avec cette température, quand elles sourdent à la surface de la terre.

Nous avons dit plus haut que l'eau de pluie est de l'eau à peu près pure. Mais le chimiste, pour ses recherches délicates,

118 LE SAVANT DU FOYEa.

a besoin d'une eau parfaitement pure. Pour l'amener à cet état, on la soumet à la distillation. Cette opération consiste à chauffer l'eau dans un appareil fermé, afin de la convertir en vapeur, et a condenser cette vapeur dans un vase où elle se refroidisse assez pour revenir a l'état liquide. Les matières salines que l'eau tient en dissolution restent au fond du vase dans lequel l'eau bout, parce qu'elles ne sont pas volatiles. L'eau qu'on recueille ainsi est dépouillée de toute matière étrangère : elle porte le nom d'eau distillée.

Fig. 107. Distillation de l'eau dans une cornue de verre.

Lorsqu'on n'a besoin que d'une petite quantité d'eau distillée, on peut l'obtenir au moyen d'un vase d'une forme particulière nommé cornue. Le col de la cornue s'engage, comme le montre la figure ci-dessus, dans un ballon de verre plongé dans de l'eau froide. On fait bouillir dans la cornue l'eau qu'on veut distiller, et sa vapeur va se refroidir et se condenser dans le ballon de verre entouré d'eau froide.

Si l'on veut obtenir une condensation plus complète, il faut refroidir la vapeur avant son entrée dans le récipient. A cet effet, on enveloppe le tube par lequel s'échappe la vapeur, d'un manchon de verre, que l'on nomme allonge, et l'on fait tomber sur le récipient un courant d'eau froide, comme on le voit sur la figure 108. La vapeur commence à se condenser sur l'allonge A, et elle achève de se liquéfier dans le récipient R, refroidi par le courant d'eau qui tombe du vase V.

Ces appareils seraient insuffisants pour préparer de grandes quantités d'eau distillée. Dans les laboratoires de chimie, où l'eau distillée est d'un emploi continuel, on se sert, pour

•éparcr, dfl l'appareil que l'on désigne sous le nom

L'alaiiihic [fig, 109. qui a été très perfectionné depuis cin-

quanlc ans, se COmpO&C d'une Chaudière en cuivre, ilîle cucurlans laquelle on place l'eau à distiller; d'un couvercle.

B . dont le col serl i'i diriger les vapeurs dans

U d'élain recourbé en spirale, el nommé serpentin,

qui plonge dans un vase (C) rempli d'eou froide. Ce dernier

■il -[ ilans le serpentin que les vapeurs

' condensent; l'eau qui en résulte s'écoule dans un vase D,

" parce qu'il reçoit les produits de la distillation.

en s 'évaporant par l'ébullition, encroûte relaies d'un dépôt terreux, et nuit au Bavor une partie du savon à l'état de savon il Les eaux non potables sont peu aéré' quantités exagérées de matières salines niques en décomposition. Les eaux de ' tains lacs, qui renferment une grande de sodium et des composés magnésie comme ceux de Paris, par exemple, «■ de plâtre, et sont, à cause de cela, m nomiques, — les eaux dormantes - ■ posant, les détritus végétaux et ncatégorie des eaux non potsblpoint de vue chimique, est tu potable & proprement parler, toutes les qualités que l'on ■ i> l'alimentation. Elle ne n-niest nécessaire pour rendn peut contenir de faibli qu'elle a dissous en ti ;

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elle est alors, disent les physiciens, à l'état de vapeur vèsic**" laire. Les brouillards et les nuages seraient donc des am&& de vésicules, c'est-à-dire de petits globules arrondis, que l'o*1 considère comme de petites bulles d'air humide enveloppées* par une pellicule, d'eau très mince. Il suffit d'un refroidisse" ment dans les hautes régions de l'atmosphère pour provoqua*" la liquéfaction de la vapeur d'eau contenue dans les nuages * et sa précipitation sous forme de pluie.

Il n'est pas nécessaire, pour que l'eau forme de la vapeuf^ qu'elle soit élevée jusqu'à la température de son ébullitiom- Elle fournit de la vapeur à toutes les températures, même au:^ plus basses, et c'est là le phénomène désigné sous le nonr» d'évaporation.

C'est en raison de l'évaporation que les étoffes mouillées se sèchent à l'air, et que l'eau abandonnée longtemps dan3un vase ouvert disparaît peu à peu. Les grandes masses d'eai* qui coulent à la surface du globe sont le siège d'une conti — nuclle évaporation, qui ne cesse que pendant les grandespluies, alors que l'air, surchargé d'humidité, ne peut plus em recevoir davantage. De la terre humide, des plantes et de 1» multitude d'êtres animés qui peuplent le globe, s'élèvent incessamment des exhalaisons aqueuses. Par toutes ces causes réunies, un océan de vapeurs est constamment suspendu sur nos têtes. Cette considération ne doit pas nous effrayer; nous devons y trouver, au contraire, un motif d'admiration pour l'harmonieux équilibre physique qui existe entre les hautes régions de l'air et celles de la terre.

Le phénomène de Yébullition, provoqué par la chaleur, consiste dans la production rapide de vapeurs, en bulles plus ou moins grosses, au sein même du liquide. Dans Yévaporation il y a, au contraire, production lente de vapeurs à la surface seulement du liquide.

L'eau, comme nous l'avons déjà dit, bout à 100°, sous la pression atmosphérique ordinaire; mais si la pression de l'air vient à diminuer, elle bout au-dessous de 100°. C'est ainsi que sur le sommet du mont Blanc, élevé de 4810 mètresau-dessus du niveau de la mer, l'eau entre en ébullition à 84°. Son ébullition, au contraire, est retardée si la pression atmosphérique augmente, c'est-à-dire si l'on descend à l'intérieur des mines profondes.

On tait, dans les cours de physique, une expérience très curieuse, qui consiste à provoquer l'ébullition de l'eau a froid, en plaçant de l'eau dans le vide. La figure ci-dessous montre comment cette expérience se réalise. Un ballon A, plein d'eau, est mis en communication, au moyen d'un tube en caoutchouc T, avec une machine pneumatique. On produit le vide dans le ballon, en faisant jouer le piston de la machine pneumatique, et loutaussitôt, l'eau "étant plus comprimée par l'air, que la machine a Mpiré totalement, entre en ébullition. Od a ainsi de l'eau touillante froide.

A l'état de vapeur, I eau occupe un volume 1700 fois plus grand que celui qu'elle affectait à l'état liquide. Comme cette vapeur est susceptible d'acquérir un volume d'autant plus grand que sa température est plus élevée, fil comme sa force élastique croit avec la pression, on se sert de la vapeur d'eau comme d'un très puissant moteur. Les mathines à vapeur, qui jouent un si grand rôle dans les travaux de l'industrie moderne, doivent leur puissance à l'utilisation, dans des appareils convenables, de la force élastique de la vapeur d'eau fournie par une chaudière dans laquelle l'eau est entretenue constamment en ébullition.

Pour se transformer en vapeur, l'eau exige 5 fois 1/2 autant de chaleur qu'il lui en faut pour s'élever de zéro à 100°. Ainsi I kilogramme de vapeur à 100°, qu'on reçoit dans 5 kilogrammes 1/2 d'eau à zéro, produit 6 kilogrammes 1/2 d'eau A 100°. Ce principe physique est mis à profit pour porter à l'ébullition de grandes masses d'eau à l'aide d'un foyer unique. Une seule chaudière fournissant de la vapeur suffit, en effet, pour porter à la température de l'ébullition l'eau distribuée dans un