CHAPITRE IV. — TUBES. — HALTES TEMPERATURES

un même gaz, indépendant de la température. Or, il semble bien, tant d'après les résultats relatifs à l'acide carbonique que d'après le classement du Tableau précédent, que l'exposant n doit être le même pour tous les gaz éloignés de leur point critique et croit à mesure qu'on se rapproche de la température critique, sous faible densité. Si l'exposant n n'esl pas indépendant de la température, la forme (i-hafl)" n'a pas d'importance expérimentale et n'a plus d'intérêt théorique. D'ailleurs l'état gazeux parfait est trop bien représenté à l'aide de chocs purs, pour qu'on puisse songer à en faire abstraction et à les remplacer par une loi d'action à distance non suivie de choc. 11 y aura lieu de revenir sur cette question à la fin du Volume.

^24. TViedemann. — A la suite de ses recherches sur la chaleur spécifique des gaz, E. Wiedemann (Ma étudié le frottement de quelques-uns d'entre eux par comparaison avec l'air aux températures de 8", loo" et i84",5 (aniline bouillante). Le gaz recueilli sur le mercure est chassé à travers un tube de verre rempli de tournure de cuivre et un tube capillaire plongés dans une étuve à température uniforme {fig» 76). L'écoulement est produit sous un excès de pression constant, lu sur un manomètre M, par le soulèvement d'un réservoir de mercure auxiliaire A. On met le compteur de temps en marche au

Fig. 76.

moment du passage du mercure au trait a marqué sur un tube étroit; au bout de quelques minutes, à une seconde juste, on ferme le robinet r. Achevant de tourner le robinet r, on laisse couler, dans un vase V, tout le mercure, jusqu'au trait a. La pesée donne le volume de gaz écoulé.

(') Archives Se. ph. nat. Genève, t. LVI, 187^, p. 277.

6o LIVRE III. — GAZ.

En appliquant la formule d'écoulement permanent (n** 210), on obtient par comparaison avec l'air :

8'. lOO. 184% 5.

Air loo loo loo

Oxyde de carbone, .. . 96,87 » 96,42

Aride carbonique 80, 5 85,63 87,60

Protoxyde d*azote 80, 5 85,82 87,94

Éthylène 56,^4 60,02 61,93

Hydrogène 5i,5i 5 1,81 »

Tous ces nombres montrent que pour les gaz liquéfîables la viscosité croît avec la température plus rapidement que pour les gaz permanents (air, oxyde de carbone, hydrogène) et que, en outre, cet accroissement se ralentit quand la température s'élève.

Ce sens de variation est particulièrement manifeste en comparant les exposants n de la température H absolue dans les formules du type

^^'{wS

Les expériences donnent directement l'excès n — /?,,, :

Oxyde de carbone » 0,000 »

Acide carbonique 0.1 56 0,000 o,i32

Protoxyde d'azote 0,227 0,000 ^ 0,117

Éthylène o,23i 0,000 0,1 Sa

Hydrogène 0,000 0,000 »

Nous passerons sous silence les valeurs absolues indiquées par M. Wiedemann, en adoptant pour l'air une variation tout à fait incertaine et les considérations qu'il en tire sur la dissociation des gaz.

On peut douter que le réchauffement du gaz ait été complet aux températures élevées. Les excès n — /i„r sont sensiblement différents de ceux d'Obermayer (et moindres aux hautes températures). Le même réchauffeur avait donné à Wiedemann des chaleurs spécifiques rapidement croissantes avec la température,

22o. Breitenbach. — Une installation analogue a été employée par Breitenbach au laboratoire de Wiedemann ( * ) ; la marche de l'expérience est exactement la même; mais tout le montage a été plus étudié dans le détail. Presque tout l'appareil est en verre soudé, à

(») W, A., t. LWn, 1899, p. 8o3.

CHAPITBE IV. — TCBBS. — HACTES TEMPÊftATCftKS. 6l

part quelques jonctions en tube de plomb mastiqué. Le passage du mercure au niveau de repère dans le tube étroit est signalé par une sonnerie, qui sert aussi à indiquer le moment de la fermeture du robinet r lors du remplissage. Le réchaufiement du gas se fait sur un plus long parcours, dans des étuves de forme variée suivant la température. Le mélange de glace et sel, le bain d^eau, Teau bouillante, l'aniline bouillante et la diphénylamine bouillante fournissent les points fixes — 21", i5", 100**, 182**, 3o2".

Toutes les mesures accessoires nécessaires pour les corrections ont été faites avec le plus grand soin. La concordance des mesures individuelles dépasse le ^^ et atteint souvent le j^.

L'emploi de deux tubes de o""", 1066 et o^^jiSSi de diamètre a permis de s'assurer que, sous la pression atmosphérique, le glissement de l'air correspond à une épaisseur de o™"*,oooi environ. Ni le signe, ni la grandeur de cet effet ne sont douteux; il parait sensiblement indépendant de la température (o" — 200**); mais on est bien près de la limite de précision des mesures de diamètre des tubes; on pourrait même se demander si cet excès du diamètre du cjlindre en repos sur le diamètre des tubes n'est pas plutôt un excès du diamètre réel des tubes sur le diamètre de la colonne de mercure qui sert au jaugeage ; mais l'adhérence du mercure pendant son écoulement s'oppose à cette interprétation; et surtout les mesures directes de Warburg et Kundt à basse pression ne laissent aucun doute sur la réalité du glissement et sa grandeur.

Résultats directs des observations en lo-"^ C.G.S.

Acide

Chlorure

Air.

Éthylènc.

carbonique.

Hydrogène.

de mélhyle.

i3oi

ion

On en déduirait les valeurs suivantes de /i, dans la formule en 6", pour les intervalles successifs :

Aride Chlorure

Air. Éihylène caibonique. Hydrogène. de mélhyle.

0,6921 o,<)Oi4 0,8820 0,6202 i,o385

0,7783 0,9255 o,94îo 0,6844 1,0601

Sur ce Tableau, on remarque que pour tous les gaz l'Intervalle — 21", i5" donne un résultat anormal; il en était de même dans les recherches d'Obermayer, il ne me paraît nullement probable que cette singularité soit réelle, mais bien plutôt que le mélange de glace et de neige ne refroidit pas le gaz suffisamment vite, et que la température du gaz est notablement supérieure à — 21". Peut-être, comme le suggère M. Breitenbach, les gaz avaient-ils gardé une très petite quantité d'humidité malgré les soins apportés au dessèchement; si cette humidité s'était condensée dans le tube capillaire, elle en aurait augmenté la résistance, et la viscosité aurait paru trop grande pour la température. Quoi qu'il en soit, les valeurs relati\es à — 21" sont douteuses.

Les valeurs de n ne sont pas très différentes de celles d'Oberniayer.

Un peu plus tard, ÎM. Breitenbach a montré que la formule de

Sutherlaiid

i-^Ca

Hl = fAy ^ • » *

représente très bien ses expériences avec les valeurs suivantes de la constante :

Csulh.

Hto- CBr. (Graham). CR«yi.

Air 0,00017331 119,4 1'^ 111,3

Klhylène 0,00009613 '-**'-5,9 k''!

Acide carbonique 0,00013879 '^-"^9j7 '^-77 "

Hydrogène 0,00008374 7'>7 79 7'^y'^

Chlorure de métliyle. 0,00009886 i54.o » »

Les deux dernières colonnes indiquent les valeurs de la constante de Sutherland C, obtenue par d'autres auteurs, d'après des expériences moins étendues.

226. Schultze. — Argon. — L'argon a été étudié d'abord sommairement par lord Rayleigh ( * ) qui a trouvé une viscosité égale à 1,21, celle de l'air à i5®, et un exposant de température égal à 0,81 j dans des conditions qui n'assuraient pas complètement le réchauffement du gaz. L'intérêt qui s'attache à ce gaz, inonoatoinique comme la vapeur de mercure, a décidé le professeur Dorn à en faire faire une étude très soignée par M. H. Schultze (/').

(») Fhil. Tra/is., i. CLWWI, 1895. — Proc. H. Soc, 1900. (') Dissert, inaug., Halle, lyoï. — iJr. Ann., t V, 1901, p. 146.

CHAPITRK IV. — TUBES. — HAUTES TEMPKRATIRBS. 63

L'appareil employé par M. Schulue est celui de Breitenbach, doublé par reproduction symétrique de part et d'autre du capillaire, de manière à ne rien perdre du gaz à chaque opération et à le faire circuler alternativement dans un sens et dans Tautre. La plus grande partie de l'appareil est en verre; quelques jonctions aux manomètres sont faites par des tubes de plomb mastiqués à la gomme laque recouverte de cire à cacheter.

Les plus grandes précautions sont prises pour assurer la température exacte du gaz, qui parcourt i*,5o de tube large dans l'étuve dans chaque sens avant d'atteindre le capillaire. Les expériences ont été faites à i5**, loo" et i83".

La différence de pression est mesurée par un manomètre à mercure et eau; le mercure contenu à la partie inférieure dans deux réservoirs cylindriques larges est, d'un côté, en contact avec le gaz; de l'autre côté, il est surmonté par une haute colonne d'eau dont on lit le déplacement sur une échelle graduée en verre; l'extrémité du tube à eau est ouverte dans l'atmosphère par l'intermédiaire d'un tube à ponce aqueuse; l'air est ainsi constamment saturé, et l'étalonnage du micromètre se conserve.

Le tube capillaire, jaugé et calibré en détail, a une résistance \] —

de 159863. 10' par centimètre cube; il est assez long pour négliger la force vive.

L'appareil contient environ 4<JO'^"'de gaz. La manœuvre et le calcul de l'expérience sont les mêmes que dans Breitenbach.

Deux préparations d'argon ont été employées; dans l'une, l'analyse a révélé un résidu de 2^ pour lou environ d'azote; dans la seconde, ^ pour lou seulement.

Une formule à exposant unique ne représente pas les résultats aux trois températures d'observation. La formule de Sutherland

,/ ® \ i- 1 H- o,oo3665 169,9

représente très bien les résultats :

{Aobfl. 0,000'2208

fASulh. 0,000!2203

La correction de glissement, de l'ordre du centième, est faite en calculant le chemin moyen à la pression moyenne d'après la valeur de la viscosité.

s. — VmOSai des au a haute TEMrtaATDBE.

2â7. s. Holman. — Les premières expériences vraiment précises, étendues à un intervalle de 300°, sont celles qu'a efTectuées Silas Holman, professeur à l'Institut lechnologique de Massachusetts, aux frais de l'^mer/can Academy of Ans and Sciences {*).

L'appareil {Jip-']']) est entièrement en verre; les parties essentielles sont soudées entre elles et ne comportent aucun joint. Il est disposé de manière à éviter les mesures absolues.

Deux tubes capillaires à peu près identiques, ab, cd, sont placés l'un, d'une façon permanente, dans la glace fondante, l'autre, dans un double bain d'huile, chauffé par des becs de gaz et porté à une température 6 que l'on peut faire variera volonté.

On remplit d'abord la bouteille B, d'environ 10', avec de l'acide

sulfurique concentré; on la met en communication, par le tube Q, avec l'appareil producteur du gaz. On a fait au préalable le vide dans A ; les robinets K^ et Rj étant fermés, on ouvre R, et R, ; l'acide sulfurique passe de B dans A par le tube T et est remplacé dans B

{') On Iht effeci of température on tlie visa (/'roc. Am. Ac. A. Se, i87e-i8M5; P/iil. Mag.,

l'y of a