MACHINE PNEUMATIQUE

Heure d*un tube; et trois ans plus tard, Pascal, utilisant ce moyen de fdire le vide, montrait que la colonne de mercure se déprime complètement dans le tube d'un baromètre quand la pression de l'air cesse de s'exercer sur la cuvette. (Voir page 73.)

Mais ce mode d'épuisement, toujours peu commode, eût souvent été inapplicable. Vers 4652, un physicien allemand, Otto deGuéricke, bourgmestre de Magdebourg, chercha un procédé qui lui permit de vider un récipient de forme quelconque ; il y réussit après quelques tentatives infructueuses; et dès 1654 il faisait voir sa première machine pneumatique à l'empereur d'Allemagne et à plusieurs autres princes de l'empire, alors réunis à Ratisbonne à l'occasion de la diète germanique.

Machine d'Otto de Ouérieke. — Cette machine d'une extrême simplicité (6g. 97), était formée de deux pièces principales

Fig. 97.

V un corps de pompe E dans lequel se mouvait un piston solide, 2" un récipient métallique A de forme sphérique et qui pouvait être mis en communication avec lui. Deux robinets existaient à l'extrémité du corps de pompe la plus voisine du récipient A: l'un r, servait à établir la communication avec ce dernier, l'autre r', était une sorte de clef qui fermait un orifice débouchant à l'extérieur. Le robinet r étant ouvert et l'autre fermé, on tirait le piston (fig. 97); l'air du récipient, en vertu de son élasticité, passait alors dans le corps de pompe au moins en partie. Immédiatement on fermait r, on soulevait la clef r', et en refoulant le piston vers sa position initiale on chassait à l'extérieur l'air que l'on avait extrait du récipient.

En continuant cette manœuvre, assez pénible, on arrivait au bout d'un temps plus ou moins considérable à raréfier beaucoup l'air contenu en R.

Plus tard, Otto de Guéricke apporta à cet appareil des perfec tionnements importants. Il assujettît solidement la pompe à ur

UACHINE PNEUMATIQUC. I0S

pied en fer (fig. 98), et fit maaœuvrer le piston à l'aide d'im iw (OE) qui prenait son point d'appui au point 0 du support; récipient se fixait en B, à l'aide de tubulures, et pour plus d'exactitude, les joints ■ étaient noyés dans un vase plein d'eau.

Une fois en possession de ces appareils, le savant bourgmestre exécuta une série d'expériences importantes, qui rendirent plus évidente

ictitude des idées de Galilée, Torricelli et Pascal, touchant la anleur de l'air et la pression que ce fluide exerce sur les corps 1 siirrace de la terre.

■ctëe dcj gu — Il pesa un grand ballon successivement plein r et vide (flg. 99) ; et put constater facilemeiit que le poids, s le second cas, élait notablement plus faible que dans l'autre. !t impossible de trouver une méthode plus directe et plus pie, pour démontrer que l'air est un corps pesant.

'rmvci mnivellM de U preiiion atmotpbériqne. — Dans le

rs de ses premiers essais, Otto de Guéricke avait vu souvent litir avec force les récipients, à fond plat, dans lesquels il •chait à faire le vide. C'était là un elfet nécessaire de l'éner- « pression qne l'almosphère exerçait sur eux. Pour mieux

■M «ACHINE PREVMATIQUi:.

montrer combien csl considérable l'action ainsi exercée sur une

surface un peu grande, il exécuta plusieurs expériences doni

l'une, celle des hémisphères de Magdebourg, a eu beaucoup de

célébrité.

Himûpbire de Magdebourg. — Que l'on construise deux bémisphëres de cuivre à rebonJs plans, ainsi que cela se voit sur h figure 100, et qu'après les avoir bien appliqués l'un contre l'autre, on Tasse le vide dans la sphère creuse qui résulte de leur juxtaposition. Si l'on prend soin d'intercepter ensuite, très-exactement, toute comm unirai ion avec l'extérieur, il sera fort difiîcile de le» séparer, surtout si les dimensions de l'appareil sont un peu considérables.

Pans les expériences de Magdebourg, vingt chevaux furent ira-

opérer la séparation. Mais ce qu'ils ne purent faire, 'obtint facilement en rendant l'air par le robinet 0.

Prcuion lur un luge Piiion. — OIto de Guéricke décrit un

autre appareil qui le conduisit fi des résultais uon moins curieux que c«ui dont il vient d'èlre question.

[1 avait fixé à un appui solide (fig. idi), un large corps de pompe ilans lequel se pouvait mouvoir un piston complètement plein. Une chaîne attachée à ce piston, passait sur deux poulies, et, se recourbant .ensuite verticalement en pa, supportait un plateau, qui, chargé de poids considérables, tendait A maintenir le piston soulevé.

MÀCUIME PxNEtMATiQUE. f07

Les choses étant en cet éfcat, à Taide d'un robinet il mit lu bas du corps de pompe en communication avec un grand ballon vide; aussitôt Tair du cylindre se répandit partiellement dans ce dernier en perdant de sa force élastique ; la pression de l'atmosphère n'étant plus alors équilibrée par l'élasticité du gaz intérieur, le piston descendit entraînant avec lui la cbaine, le plateau et les poids dont il était chargé. Dans d'autres essais, Otto de (îuéricke appliquait en r une petite pompe à Taide de laquelle il faisait directement le vide au-dessous de P. Les résultats obtenus furent les mêmes.

Oràve-vesrie. — Au lieu de répéter cette expérience dans les cours publics, on est dans l'habitude d'en disposer une autre à

peu près équivalente , et qui exige des appareils beaucoup moins dispendieux. On prend un cylindre de verre d'environ h 5 centimètres de diamètre et ouvert aux deux bouts. Sur la base supérieure, on applique très-exactement une vessie ou une membrane de baudruche, puis on fixe l'appareil par sa base inférieure sur la platine d'une machine pneumatique. Aussitôt que ^•K- *^** l'air est sufHsamment raréfié, la mem-

brane est déchirée par la pression atmosphérique et l'air se précipitant avec force dans le vide produit une sorte de détonation.

Aseensîon des liquides dans le vide. — Otto de Guéri ke ima-

^na encore de plonger au-dessous de la surface de l'eau contenue ians un vase librement ouvert, le col d'un ballon vide d'air et "ermé par un robinet. A l'instant où l'on ouvrait celui-ci , le iquide se précipitait avec force dans le ballon, parce que rien ie balançait intérieurement la pression avec laquelle l'atmosphère Y poussait.

UasUeité des gax. — On trouve aussi rapportée dans le traité in vide, une observation intéressante et qui peut être donnée »mme preuve de l'élasticité de l'air. Lorsqu'on ouvre le robinet l'un ballon vide, l'air atmosphérique s'y précipite en faisant enendre un sifflement particulier. Le même effet se produit lors- |u*on met le ballon en question en communication, non plus ivec l'atmosphère, mais avec un autre ballon plein de gaz, ce [tti n'aiirait pas lieu si le fluide qui remplit ce second ballon n'aaitune force d'expansion, une élasticité propre.

A côté de ces faits si curieux, l'inventeur de la machine pneu-

IM UACUINE PKKUUAfiQUK.

iiialique eu décrit un autre de grande imporlanco, el qui de^i^t le point de départ d'autres belles decouverlea.

Ka Bmmme l'Acànt dam U vida. — Il imagina de faire le nde dans un récipient où se trouvait une bougie allumée, et \it la flamme s'éleindre dès que l'épuisement eut été amené assez Inn.

BipérienoM de Boylë. — Quelques années plus tard, un phyÀcien anglais émiuent, Robert Bôyle, en cherchant à étendre le cercle des découvertes d'Otto de Guéricke, trouva que dans un récipient vide d'air, la vie comme la combustion, ne peut se piolonger.

Nous auronsi bienlét occasion de citer d'autres pbénontèni» remarquables, découverts par ces deux savants, dans le cours de leurs recherches sur le vide. Pour nous borner à énuraérer ici ceuï que l'on reproduit dans les coure lorsqu'on traite de la machine pneumatique, nous ajouterons que Boyie, alîn de rendre nettement visible la force expansive de l'air, imagina de faire le vide dans un récipient où il avait placé une vessie défronflée et fermée avec soin. Aussildtquelejou des pistons raréBait l'air du récipienl, il voyait la vessie se distendre et s'entler complètement, mais pour se replier onsuite sur elle-même lorsque l'on permettait la rentrée de l'air dans le vide.

ïct d'ean daoi le vide. — On peut encore mettre dans le récipient A d'une machine pneumatique un petit vase à demi plein d'eau : à travers un bouchon, qui ferme exactement le col duAa-

<-on, passe un tube efiilé pai' en haut et qui, à sa partie inférieure, plonge dans le liquide. Lorsqu'on fail le vide sous la cloche, l'élas-

HACHIH; PHEUM&TIQnE. |M

é de l'air renfermé à la partie supérieure du pelifvase force iquide à s'échapper sous forme de jet.

!i même physicien que l'on doit l'expérience du baroscope. Si l'on met en équilibre dans l'air, aux deux bouts d'un ftéau de balance, deux sphères de cuivre , l'une massive, l'autre vide et par conséquent de beaucoup plus grand volume que la première, on voit que l'équilibre n'existe plus dans le vide; le Qéau penche du l'été de la grosse boule.

La raison en est bien simple. Dans l'air, la grosse boule éprouve une diminution de poids supérieure à celle que subit la petite; pour lui faire équilibre, elle doit donc être en réalité plus pesante, et dans le vide, cet excès de poids, qui n'est plus contrebalancé, détermine l'inclioalsaa du fléau.

Enfin, il est encore bon de mentionner une autre oxpérience qui résume à la fois celle de Torricelli sur l'ascension du mercure danâ un tube vide et celle de Pascal sur la dépression de la colonne barométrique dans le

dana le vide, —

Un récipient de verre A (fig.

103) est terminé à sa partie supérieure par un couvercle de cuivre parfaitement bien ajusté. A travers ce couvercle passent, 1° le tube d'un barote i siphon B, dont la courte branche s'ouvre dans le récirt, S* on tube C qui se recourbe deux fois à l'extérieur, et se

110 m'àghime pneumatique.

iormine uq^si par une sorte d'évasement 6. Ce tube manoméirique, ouN ert aux deux bouts, communique donc par l'une de ses extrémités avec l'atmosphère, par l'autre avec le récipient.

Lorsqu'on fait le vide dans celui-ci le mercure baisse dans le baromètre, parce que la force qui l'y maintenait soulevé va sans cesse en diminuant ; il s'élève au contraire dans le manomètre, parce que la pression de l'air en 6 ne se trouve plus équilibrée par une pression contraire. Si Ton parvenait à faire en A un vide parfait, le mercure se mettrait de niveau dans les deux branches du baromètre ; au contraire, il s'élèverait dans la branche D du manomètre à une hauteur bc égale à celle qui mesure la pression atmosphérique.

Lorsqu'on rend l'air dans le récipient, les choses reviennent à leur état primitif.

Première modification de la machine pneumatique. — Pour

répéter les expériences d'Otto de Guéricke, Boyle avait perfectionné la machine pneumatique, en faisant, 4" mouvoir le piston à l'aide d'une crémaillère et d'une loue dentée, V en employant pour récipient un globe de verre très-grand, et percé à la partie supérieure d'une ouverture fort large que l'on pouvait boucher exactement à l'aide d'un couvercle exprès disposé.

Des perfectionnements plus importants encore, ont été apportés à cet appareil par un <ié'èbre mécanicien français, Denis Papin, qui aida beaucoup Boyle dans ses expériences.

Papin conserva la roue dentée et la crémaillère du savant anglais; mais il employa deux corps de pompe au lieu d'un. Cette disposition a l'extrême avantage, non-seulement de diminuer le temps de l'opératiQn, mais aussi, et surtout, de rendre la manœuvre plus facile en opposant l'une à l'autre les actions contraires que l'air extérieur exerce par son poids sur les parties supérieures des deux pistons. En outre Papin substitua aux robinets des machines antérieures, des soupapes s'ouvrant et se fermant alternativement par le jeu même de l'appareil*.

Enfin il imagina encore d'amener l'extrémité du conduit qui est destiné à joindre les corps de pompe au récipient, au milieu d'une plate-forme de verre bien dressée et à laquelle fut donné le noffl de platine. Pour faire le vide sous une cloche il suffit de l'appliquer sur la platine après avoir enduit de suif tout son bord inférieur. Si ce bord est bien dressé, c'est-à-dire s'il a bien tous ses ^ints

1- Sturniiusdans son Co/Zei/ït/mct/riost/m, décrit aussi imef machine pneumatique i soupape. Mais sa puhlication, datée de 1676, parait un peu postérieure à celle de Papin. Oiiant à remploi des deux corps de pompe, ou Pattribue souvent à Hauksbée : noos adoptons ici l'opinion de Cotes, professeurà TuniTersité de Cambridge, mort en 1716.

MiCHlRK PHIDM&TIQOB OHDINAIBB.

dns le même plan, l'application, sous l'inllueiice de la pression Mlérieure. devient asseï exacte pour i|ue la rentrée de l'air goit abaoluiiient impossible.

Eofin, vers 1750, l'ingénieur' anglais Smoalon eut l'Iieureuse idée de mettre l'intérieur du récipient en communication avec la cineUe d'un baromètre qui indique alors à chaque instant la pressi» de l'air intérieur.

Après ceUa rapide indication de l'invention et des perfectionneunis succesnb de la machine pneumatique, nous allons faire (wnaltre la manière dont on la construit actuellement.

; i. — MACHins U figure 106 représente

Fig, 106.

A, corps de pompe.

B, piston.

MM', platine.

D, récipient.

EP, conduit allant du corps de pomp^au G, section du robinet qui sert à ouvrir i

ucation que le conduit EF est destiné à établir; rdiiuet est fermé.

C, éprouvelte. Cette éprouvelte contient un baromètre à siphon Inoqué ; elle a environ trois décimètres de long. Tant que la

u récipient, u à fermer la coraroua ligure le