LA TEMPÉRATURE : LOI DE GAY-LUSSAC

valeur initiale. Cette loi a été énoncée par Gay-Lussac, qui a, du même coup, trouvé la valeur du coefficient de dilatation de Pair sous pression

constante, c'est : — 5. Si donc une masse d'air, maintenue à la même ' 273

pression, s'échauffe de lo"" son volume augmente de — ^ de sa valeur

première; chauffe-t-on cet air à 100% en assurant toujours la constance de

sa pression, son volume augmentera de — ^, soit plus d'un tiers; enfin, si on

le chauffait, sous pression constante, à 273% on voit que la dilatation

serait -^, c'est-à-dire l'unité! L'augmentation de volume serait alors égale

au volume primitif, et le volume total serait double du volume initial. Ces considérations sont imponantes dans le cas des Montgolfières.

Mais nous pouvons, en faisant agir la chaleur sur un gaz, produire un phénomène tout différent. Chauffons notre récipient en assujettissant le piston supérieur de façon que son volume demeure constant. A mesure que la température du gaz s'élève, nous constatons que sa pression augmente, et qu'il faut surcharger de plus en plus la petite valve de fermeture pour l'empêcher de s'ouvrir. Gay-Lussac a trouvé également que, pour chaque degré d'élévation de température que subit le gaz, sa pression

initiale augmente précisément de — % de sa valeur première. Si nous chauffions un gaz à 100% l'augmentation de pression, si le volume initial était maintenu constant, serait — ^ de son volume primitif, et si nous portions, à volume constant, sa température à 273% la pression initiale qui était I, serait augmentée de -^, c'est-à-dire de l'unité; en un mot elle serait doublée. Le coefficient d^ augmentation de pression de l'air y sous volume constant, est donc — s. C'est une considération qu'il ne faut jamais

perdre de vue dans la conduite des aérostats et surtout des ballons dirigeables. Il est remarquable que, dans la limite des pressions voisines de la pression ordinaire de l'atmosphère, les coefficients sont les mêmes pour

LE TEMPS QiriL FAIT.

les autres gaz que pour Tair atmosphérique^ en particulier pour l'hydrogène et le gaz d'éclairage.

Il est évident que Ton peut chauffer une masse d'air de façon que son volume et sa pression varient à la fois : le phénomène est alors réglé par la « formule de Gay-Lussac » que Ton trouve dans tous les traités de Physique élémentaire.

La compression et la détente.

Mais des manifestations thermiques peuvent prendre naissance au sein

d^une masse de gaz, sans pour cela qu^on l'échauffé à Taide d^un foyer extérieur.

Considérons un cylindre fermé hermétiquement par un piston, et contenant de Tair. Enfonçons brusquement ce piston, de façon à réduire d^un seul coup le volume du gaz à une foible fraction de sa valeur primitive : aussitôt ce gaz s'échauffe, et, si la compression a été assez brusque, réchauffement est tel qu'il peut enflammer un morceau d'amadou placé au fond du cylindre : c^est l'expérience bien connue du briquet à air. Nous savons donc qu'un ga\ comprimé s'échauffe (fig. 1 1).

Inversement, un ga\ qui se détend se refroidit. Si nous prenons un récipient contenant de l'air comprimé, par exemple une bouteille servant à gonfler les pneumatiques des roues d'automobiles, et que nous ouvrions brusquement le robinet à pointeau qui ferme l'appareil, nous constaterons, si nous plaçons un thermomètre dans le jet d'air qui s'échappe en sifflant du réservoir, que ce thermomètre baisse immédiatement au contact de l'air qui sort : cet air, en effet, soumis, à Tintérieur de la bouteille, à une forte pression, se c( détend » en revenant brusquement à la pression extérieure, et, en se détendant, il se refroidit.

Cela se comprend du reste. Qu'est-ce, en somme, qu'une « détente » d'un gaz? C'est une augmentation de volume, et nous avons vu tout à l'heure que pour augmenter le volume d'un gaz il fallait l'échauffer. Ici, aucun foyer extérieur ne fournit au gaz la chaleur nécessaire i sa dilata-

Fig. II. — Briquet à air.