ET DES VAPEURS
Si l'on voulait, avec ces appareils, mesurer raccroissement de volume que le gaz éprouve en se saturant sous pression constante, il suffirait de faire, après la saturation, écouler du mercure par le robinet inférieur jusqu'à ce que les niveaux fussent redevenus les mêmes dans les deux branches. Pour résoudre la question a priori , on raisonnera de la manière suivante : soit V et P le volume et la pression du gaz sec; V et P' le volume et la pression du mélange de gaz et de vapeur, si / est la tension maxima de cette dernière, et si la tension dans Fair est la même que dans le vide, le gaz, lorsqu'il est répandu dans le volume V, n'y supporte
réellement que la pression P — /. Dès lors on doit avoir ^p =
— p-^. L'expérience vérifie ce résultat.
Appareil de M. Hegnault. — Lorsqu'on veut opérer facilement à des températures quelconques et bien fixes, il est préférable de disposer l'appareil manométrique comme l'a fait M. Regnault. La branche qui ne s'ouvre pas dans l'air est jointe à un ballon de 250 centimètres cubes environ, comme nous l'avons déjà expliqué page 279, et elle peut être en outre mise en communication avec une machine pneumatique. Enfin elle est , ainsi que le ballon , plongée dans une cuve pleine d'eau devant une glace bien pure. Toute cette disposition est la même que dans la figure 2 i6 , page 279.
Dans le ballon A on a primitivement introduit une ampoule fermée renfermant une suffisante quantité d'eau.
On commence par bien sécher le ballon et le tube qui s'y trouve joint; puis on y introduit du gaz sec sous une pression quelconque, et l'on amène le niveau du mercure à un trait de repère marqué sur le tube du manomètre.
On ferme alors l'orifice qui a servi à faire le vide et à introduire le gaz, puis on porte successivement l'eau de la cuve à toutes les températures comprises entre 0 et 50 , par exemple, et ramenant à chaque fois le niveau au trait de repère, on mesure la pression du gaz sec; on enlève alors l'eau de la cuve et l'on détermine la rupture de l'ampoule en approchant quelques charbons du ballon A. Enfin, on porte de nouveau le ballon et la branche du manomètre qui s'y trouve jointe à toutes les températures auxquelles on les avait primitivement soumis; à chaque fois encore on ramène le volume du mélange gazeux au trait de repère, et l'on mesure les pressions correspondantes.
Les différences que Ton observe entre les tvovxveW^'à Y^绫\ssws» et celles que l'on avait primitivement obtenues ^wi^. mto^ft^ V^^-
tw m suKui'e du car-
.ffi. Elles sont un peu
i»'n admet pas cnoiitt
si l'on pouvait
'«# dMt leâ parois n'esct-
(cOe (pi'exerce le liquida
rr des cboies, eus parm
idFtanpearqui les touche *,
.;ut jKfmîm (Jaâ de \apeurs
«ae Ittrce ^taslique inTérieure lefnpéraiure. Rien de l'ntrème rapidité
t umsâ un« iiijd«;peiMtaiK« com-
, <Lins UD m^me e?jutce .
.^.Ie|Mnnas de toute action cbimtqw
. .1 Hc^diiinilt . lorsqu^on iDirodnit dans
k-^ mélangea d'eau el de sulfure
. ..lui!. U force élastique qui g'; dé^e-
i^ntàii'Si Kl é^ale è la èocnme des forces
it les deuï corps.
D in liquides méiangés peuvent
„ fiin l'astra. Alors , comme M. Magnus et
, .. i.-<it établi, la loi de Dalton n'ajl
. rn^dnge 'les vapeurs <|u'i1s four-
■Uàtique du mélange est quelque-
>. rrait la vapeur de l'un de^ ueiix
lUns l'espace à ^saturer.
. i-i oB •aline*. — Les liifîérences
-. ,ïio les disstilulluns s<>nt accooipa-
ET DtS VAPBUKB. tSt
uace de 1 lilre, à la température de 40*, on inlroùde chlor hydrique gazeux, pris à la presrtiit une portion de cet acide, et celui qui % saturerait l'espace en exerçant contre ses parois Cession. Que dans un espace égal on introduise au ronin saturée du mèmp acide à la même température aàpeinedequelques millimètres, et pourtant la R totale d'acide introduit sera encore plus considérable que I premier cas. Enfin lorsqu'on cherche à déterminer la 'a vapeur qiie fournit, A une température donnée, un nide volatil cliar^é par voie de solution d'une substance Tixe itde l'affinité pour lui, on la trouve naturellement plus faible ' que cède que possède le liquide seul à m^me température. Et, comme on le conçoit , la difTérence est d'autant plus grande que la proportion de la substance Rxe est elle-même plus considérable.
Void* de la •■peur conlcooe dan* ou littv d'air an point de
■atnratiini. — Une fois admis en principe qu'une vapeur à saturation possède la même tension dans le vide et dans un gaz quel* conque sans action chimique sur elle, on en conclut qu'à une température déterminée la quantité d'un liquide quelconque qui peut se vaporiser dans un espace, ne dépend que des dimensions de celui-ci et de la nature du liquide que l'on considère.
Od ne saurait concevoir, en effet, que la présence d'un iiaz incapable de se combiner i la vapeur qui se forme , put modifier la proportion dans laquelle elle se développe, sans en changer en même temps la force élastique.
Au reste, des expériences directes ont établi l'exactitude de cette loi. Les plus concluantes sont celles que M. Regnault n fait connaître. ( .^nn., série m, tome XV.)
Pour mesurer avec une grande certitude le poids de vapeur qui existait dans un volume connu d'air saturé, M. Regnault le faisait passer sur des substances desséchantes, et mesurait ensuite à la balance l'accroissement de poids que ces dernières avaient éprouvé.
La figure 346 représente l'appareil employé.
AB est l'aspirateur à l'aide duquel on obtenait le mouvement du gaz. Lorsque les robinets It et r sont ouverts, l'eau s'écoule en R, et l'aspiration se produit par Teitrémilé e du tube de, au milieu de la cloche FEG.
L'air qui se trouve ainsi entraîné vers D est dans un état do saturation absolue. Il a d'abord passé dans un ballovi H vftta^v d'èpongps mouillées, et puis il a traversé les vBrma ç8riB;vVMei.CT\
8M t>KOBLiHES SCR LES VAPEURS.
humides d'un b3C de loile E . qui , tendu du hnut en bas de la cloche FG, plonge à sa partie inférieure dans une couche d'esu dont l'asâielte I esl remplie.
Toutes Itis vapeurs dont l'air se charge ainsi dans la première partie de son trajet , il les cède à la ponce sulfurique du premier
FiB. un.
tube desséchant D. C'est donc l' accroissement de poids de D quo l'on mesure à la balance. Quant au tube C, il empêche que l'humidilé de l'aspirateur ne vienne troubler les résultats de l'expérience en s'absorbant en D dans une proportion plus ou mains . considérable.
L'air qui a pénétré dans l'aspirateur se sature de nouveau, etâ à la fin de l'expéiience la pri?ssion H et la température ( sont redevenues ce qu'elles étaient originairement, son volume aussi sera le même. En le mesurant , on connaîtra donc l'étendue de l'espace que peut saturer, à la température de l'espérience , le poids d'eau p que le lube D a absorbé.
S'il était survenu quelque changement dans la pression ou dans la température, on en tiendrait compte aisément. Il suffirait en effet de résoudre la question suivante :
PEOBLÈIIES SUR LES TAPEURS. SOt
Un certain poids de gaz saturé à la température / , et sous la pression H, occupe un volume Y; quel volume occupait-il quand il était saturé à la température t' et sous la pression H' ?
Soil / et /' les tensions maxima qui répondent aux températures tetf.
D'après ce qui a été vu dans ce chapitre même , le gaz ne supporte réellement que la pression H — / dans le premier cas , et H' — / dans l'autre. Par suite, on exprimera que son poids ne change pas en posant Téquation :
yi^^ll î = v'«5:^ î
dans laquelle ^ représente le poids spécifique normal de l'air. De cette équation on déduit :
En opérant ainsi à toutes les températures comprises entre zéro et 25®, M. Begnault a reconnu que toujours le poids de la vapeur qui peut saturer un volume d'air déterminé, est égal aux 622 millièmes du poids qu'aurait un même volume d'air sec à la pression et à la température de la vapeur. Et comme ce
nombre 0,622 ou - est l'expression de la densité de la vapeur
d'eau dans le vide, on voit : 4 "que la vapeur aqueuse se développe dans l'air en même proportion que dans le vide; 2° que cette vapeur suit exactement la loi de Mariotte et de Gay-Lussac.
Laplace est le premier qui ait songé à déduire de la densité de la vapeur prise à 400®, sous la pression 0,76, le poids de celle qui peut saturer un volume d*air connu à la température ordinaire, et voici comment, à une époque déjà ancienne, M. Biot a établi le calcul qui sert à résoudre ce problème.
11 paraissait résulter des recherches de Saussure, qu'à 45" Réaumur, c'est-à-dire à 48®,7 centigrade, la tension maxima de la vapeur est 6 lignes ou 0",0i35 , et l'on pensait de plus qu'en ces circonstances un pied cube d'air prend i 0 grains de vapeur.
D'autre part, d'après les déterminations de Watt, on admettait qu'à 400" la vapeur d'eau , sous la pression 0",7 6 , pèse 4600 fois moins que l'eau , c'est-à-dire 0^,021 4 par pied cube.
Or, si Ton multiplie 0,0244 par le rapport des pressions -«^ï
le quotient 0^1,00038 sera le poids d'un pied cube de vapeur
.loi PKOBLiMES aiJB LES VAPKtES.
à 400"*, sous la pression 43,53. A la température de IS**,?, le poids de ce volume eût été plus grand et égal à
ou 0gr,487 , c'est-à-dire, en d'autres termes, à neuf grains ei trois dixièmes de grain.
Ce résultat est peu différent de celui de Saussure, et on Vi regardé d'abord comme suffisant pour rendre au moins très probable l'exactitude du principe que les expériences de M. Re gnault vérifient avec tant d'exactitude.
Problème sur les vapeurs. — Nous terminerons ce chapitre er exposant la solution d'un problème qui a une certaine impor tance.
Un mélange de gaz et de vapeur occupe un volume Y à la tem pérature t et sous la pres>ion P.
On sait que dans le mélange la vapeur seule possède originaire ment une force élastique /?, et l'on admet qu'il ne peut pas s'ei former de nouvelle pendant l'expérience.
Ceci posé, on demande ce que deviendra la pression totale di mélange à la température t\ lorsqu'on ramènera le volume à étr égal à V ? /' est la tension maxima de la vapeur à cette mêm< température t'.
Pour résoudre la question, il faut chercher d'abord si le mélange gazeux sera ou non saturé à la température f .
Or, si l'on représente par B le rapport entre la densité de h vapeur et celle de l'air, le poids primitivement renfermé dans h volume V, que nous supposons exprimé en litres, sera
TX1M93. J. jij ,|o,'o03a7.=«
Ce qui peut exister au maximum dans le volume V , à la température t\ est
Si l'on a q égal à q' ou plus petit , ou en d'autres termes si Ton a
\p i 4- 0,00367 t' Vr 1 + 0,00367/ —""<*•
Il n'y a pas précipitation de vapeur peuà^.\vVV«^^Y\«w^(^.
PROBLÈMES 8IIR LES YÂPEUES. 303
Le mélange gazeux se comporte comme uq gaz permanent , c'est-à-dire que son poids reste invariable. Si donc on représente par d le rapport de sa densité à celle de lair, on déterminera la pression inconnue x en résolvant Téquation qui exprime l'invariabilité du poids, c'est-à-dire
