DIL1.TATI0H DSS GA.Z. SST

dsng laquelle elles se masiiquent à chaud. La troisième branche e d du tube de rajustement est de même soudée au mastic avec un tube de verre e par lequel la communication peut s'établir avec une pompe et un gazomètre.

Voici de quelle manière on opère : oa commence par verser UD peu de mercure dans le manomètre, de manière à ce qu'il apparaisse au-dessus de la virole en fer inférieure, et après avoir tourné le robinet i de manière à intercepter loule communication entre les tubes m et n, on sèche exactement l'appareil : pour cela, on y fait plusieurs fois le vide, en laissant à chaque fois rentrer

du gaz à travers des tubes à ponce sulfunque que l'on a placés entre la pompe et la branche e du lube de rajustement La dessiccation obtenue, on entoure de glace fondante le réservoir de chauffe, et l'on vejse du mercure pur et sec en », on fait alors communiquer de nouveau ce lube avec le réservoir de dilalation ea changeant la position du robinet, et enfin on s'arrange de manière à faire arriver le mercure jusqu'en un trail m voisin de la partie supérieure du lube n\f. Le gaz doit être alors à la pression sous laquelle on désire opérer : on obtient évidemmenl \a mes'K* de cette prese'on en njoatant à celle de l'atmosçUèie ovi fttv ««.

retranchant la différence des niveaux du mercure dans les deux tubes du manomètre.

Le volume du gaz et sa pression se trouvant ainsi réglés, on intercepte toute communication entre l'intérieur de l'appareil et les gazomètres. Pour cela, il suffit de fondre le tube de verre e si l'on opère sous une pression qui ne dépasse pas celle de l'atmosphère ; sous de plus fortes pressions, il faudrait fermer ce tube avec un robinet ou bien encore le recourber et faire solidifier dans la coudure une colonne de mastic fusible.

Pour continuer l'opération, on chauffe le réservoir A ; le gaz se dilate, passe en partie dans le tube m, et en même temps la pression tend à augmenter; mais, en faisant écouler du mercure par le robinet R on la maintient constante. Enfin quand l'équilibre de température est atteint on mesure exactement le volume u occupé par le gaz dans le réservoir de dilatation. Comme le tube de communication reste toujours à la même température, u est le volume qu'occupe après refroidissement le gaz qui est sorti de A.

Si donc on suppose que le réservoir de dilatation soit maintenu à zéro, et si l'on a[)pelle x la fraction qui représente la dilatation de l'unité de volume entre 0 et ^, u (4 + a;) sera le volume qu'occuperait à T le gaz sorti de A .

D'autre part, il est bien clair que l'on obtient une autre expression de ce même volume, en retranchant la dilatation YKT du réservoir de chaufl'e de la dilatation Va? du gaz qu'il renfermait au commencement de l'expérience.

Donc enfin, pour déterminer a?, on a l'équation très-simple

V(a? — KT) =tt(l+ar).

Si t n'est pas o, on appellera y le coefficient moyen de la dilatation du gaz entre o et ^ , et l'équation précédente deviendra

v(^-KT)= \;^^^'

Elle renferme deux inconnues; mais, pour déterminer y, il suffira de faire une seconde expérience dans laquelle on prendra T= i, c'est-à-dire dans laquelle on laissera le gaz se réchauffer simplement de zéro à la température extérieure. Alors l'équation du problème devient

VMy - K) = u et elle détermine y sans diiftcuWjfe. KxiT^Vft^c^wv^^^^^^vtces

expériences , on a toujours pu regarder la valeur de y comme connue par les expériences de M. Gay-Lussac, et égale à 0,00375, parce que le diviseur \ + ty n'ayant qu'une influence très-faible sur la valeur de x^ il n'est pas nécessaire de le connaître avec une rigueur absolue '.

Le tableau suivant fait connaître, d'après M. Regnault, la dilatation des gaz entre 0 et 400°, et sous la pression O^jTG.

Coefficients moyens Noms des gax. de la dilatation

entre 0 et lOOo.

Aip 0,003670

Azote 0,003670

Hydrogène 0,003661

Oiyde de carbone 0,003669

Protoxyde d'azote 0,003676

Cyanogène 0,003877

Acide carbonique. 0,003710

Acide siilfnreiix 0,003903

Entre 0 et lOO", sous la pression 0,76, les gaz facilement liquéfiables se dilatent notablement plus que les autres.

1. Pour le voir aisément, il suffit de résoudre Téquation. On en tire

tt4-yTK(l + /y) tf + ^TK(1 4- /y) "^ ~" Y (1 + /y) u "" V - M + Y/y

Si Ton développe par la division le quotient de

Y — w ' Y — tt

et si Ton néglige les termes en y^ on a

__ « + YTK(i+fy) ( Y/y

Y — tt

011 plus simplement encore

Y-tt

car le produit YTS./y est absolument insensible.

Si Ton suppose ^-^- =2 et y = 0,00380, le facteur entre parenthèses a

ponr valeur i — 0,076 = 0,924.

Y Si au contraire , toujours dans l'hypothèse où ^ ^ = 2, on admet y =

0,00360, le facteur entre parenthèses devient 1 —0,072 = 0,928: la différence

n*€st donc qne de 0,004 sur 0,924, c'est-à-dire à peine r— , et cciU àwv^ ^ft% çç>w<S\-

iioDs oà elle devrait être exagérée.

La différence s'exagère sous les pressions plus considérables. Au contraire, la dilatation de l'hydrogène parait indépendante de la pression à laquelle ce gaz est soumis. Ces nouveaux résultats sont établis par les nombres suivants:

Tableau des dilatations des gaz sous de fortes pressions.

Cuefftcient moyen Nom des gaz. Pressions. de dilatation

entre 0 et 100.

Hydrogène | 2)545 O.OOSÔÔl

Acide carbonique j j 520 0 (

Acide sulfareai { ^^gg^ 0,00398

Les thermomètres à mercure ne donnent d'indications qu'entre — 36et+ 360", et même ils ne restent pas bien comparables entre eux jusqu'à la limite supérieure de leur course. Aux hautes températures en effet, la dilatation des enveloppes se trouve notablement influencée par les différences de leur composition chimique, ou par l'inégalité des modifications que le travail a apportées à leurs propriétés physiques; les raisonnements de la page 497 ne sont donc plus complètement applicables; car ils supposent que les dilatations des deux substances dont on forme les thermomètres sont rigoureusement les mêmes pour tous.

Il était dès lors naturel de chercher d'autres instruments comparables entre eux, et pouvant fonctionner aussi bien aux températures ordinaires que dans les fourneaux les plus actifs ou dans les mélanges réfrigérants d'acide carbonique et d'élher, etc.

Or, les appareils qui servent à mesurer la dilatation de l'air constituent de véritables thermomètres de cette espèce. Le gaz qu'ils renferment conserve le même état physique aux températures les plus différentes, et comme il se dilate incomparablement plus que les enveloppes , les petites inégalités qui existent dans les lois de dilatation de ces dernières sont tout à fait négligeables.

Enfin, si l'on prend des réservoirs en platine, rien ne limite le

degré d'échauffement qu'on peut leur communiquer. Il est clair,

du reste, que tant que Ton doit rester au-dessous du rouge, il

est beaucoup plus commode de n'employer que des appareils

en verre.

DILATATION DES GAZ. i6t

Qoe Ton conçoive donc un nombre quelconque de thermomètres de cette espèce, faits avec le même gaz et une enveloppe de même nature : quand on les chauffera dans un même bain liquide ou dans un même courant d*air chaud, le volume u^ de l'air qui sortira

de chacun d'eux sera, après réduction à zéro, une même fraction du volume U® du réservoir également supposé à zéro. A ce point de

vue, tous seront donc déjà d'accord dans leurs indications. Quant

à la manière de définir la température d'après ces indications,

elle est évidemment arbitraire. On pourrait dire, par exemple, que

u la température croît de <• quand le rapport ==r- croît de ~, ~zi

et graduer en conséquence le réservoir de dilatation, mais les indications que Ton obtiendrait ainsi ne seraient pas comparables à celles du thermomètre à mercure. Pour que ce second but soit atteint , il suffit simplement de prendre pour la température des thermomètres à air, le quotient que l'on obtient en divisant par 0,00367 la dilatation qu'a subie l'unité de volume du gaz intérieur en passant de zéro au point où il se trouve arrivé au moment de l'observation. En d'autres termes, il faut diviser par 0,00367 la valeur de x donnée par l'équation

y (a? — TK) = tt (l -f- a?) de la page 258.

oa, si l'on aime mieux, il faut résoudre par rapport à t l'équation