CO 0.098 X

Total 4057 ctlories.

Les carbures d'hydrogène donnent, calculés comme

1) C*m : 0.047 X 14088 = 662 calories.

2) Moitié G»H\ moitié C^H* : 0.0235 X 14088 + 0.236 X 27133 = 959 calories.

3) CH« : 0,047 x 27133= 1075 calories.

Le calcul de la valeur calorifique d'un mètre cube de ce gaz d'éclairage donne ainsi les chiffres suivants au choix :

1) 4719 calories.

C'est-à-dire des différences jusqu'à 8 p. 100! Gomme un changement essentiel dans les conditions de travail du moteur à gaz influence en partie l'effet thermique dans des limites beaucoup plus restreintes, cette méthode de détermination de la valeur calorifique ne pouvait être suffisante pour les recherches que j'avais en vue.

Après beaucoup d'efforts infructueux, j'ai trouvé enfin un moyen qui permel cette détermination avec une certaine sûreté, et uniquement au moyen de l'analyse technique du gaz, avec application du poids spécifique du gaz. Cette nouvelle méthode se base sur l'observation suivante :

Lorsqu'on porte, comme fonction de leur densité E, les valeurs calorifiques des divers carbures lourds d'hydrogène indiqués pour 1 mètre carré dans la colonne 7 du tableau I , on reconnaît qu*elles forment presque complètement une ligne droite qui peut être représentée par l'équation :

Les valeurs calorifiques, calculées d'après cette formule, sont réunies dans la colonne 3 du tableau I. Les divergences sont relativement insignifiantes, elles doivent certainement être attribuées , en partie , à des erreurs survenues dans l'exécution du procédé calorimétrique.

La loi ainsi trouvée pour les valeurs calorifiques des carbures lourds d'hydrogène isolés est certainement aussi valable pour un mélange quelconque de ces gaz ; la valeur calorifique de ce mélange est donc déterminée dès qu'il est possible d'établir sa densité.

L'admissibilité de cette méthode densimétrique se trouve cependant soumise à deux conditions :

!• Le gaz d'éclairage employé a, en moyeune, une contenance en carbures lourds d'hydrogène de 4 p. 100 et une valeur calorifique^ en chillres ronds, de 4.900 calories par mètre cube. La valeur calorifique des hydrocarbures lourds entre là-dedans pour 15 p. 100 en moyenne. Si la valeur calorifique totale doit être déterminée à 1 p. 100 près, cela exige une approximation de 65 p. 100 pour la valeur calorifique des hydrocarbures lourds et une approximation de 5,8 p. 100 pour leur densité. Cette dernière doit être déterminée, d'après ce qui précède, à 3/4 p. 100 près, pour un poids spécifique moyen de gaz d'éclairage de d = 0,420.

2« La densité des parties non dénommées de l'analyse ne peut pas différer essentiellement de la densité de Tazote. On sait que la contenance en azote n'est pas donnée directement par l'analyse chimique, elle ne la donne que comme différence. Mais, comme le gaz d'éclairage contient, en dehors de cela, toute une série d'autres corps, ne fût-ce que comme traces, par exemple de l'ammoniaque et de l'hydrogène sulfuré, on peut se demander si le poids spécifique de cette différence n'est pas réellement influencé par ces mélanges ajoutés. Il m'a paru nécessaire de soumettre ces deux conditions à un examen spécial.

Dans le principe, il me fut assez difficile d'obtenir la précision requise du poids spécifique du gaz.

Si la nature protéique du gaz d'éclairage était déjà, par elle-même, un obstacle pour des déterminations exactes, en rendant le contrôle des mesures plus difficile, d'un autre côté l'insuffisance des méthodes et appareils mis jusqu'à présent à la disposition de la technologie présentait des difficultés sérieuses. Gomme cette question n'est pas sans intérêt dans d'autres directions, et principalement pour la technologie du gaz, il est nécessaire que je m'étende quelque peu sur les observations que j'ai réunies.

A l'origine de mes travaux, je n'avais à ma disposition qu'un seul appareil : celui dont Bunsen avait déterminé le principe, et auquel Schilling avait donné la forme appropriée au but de l'industrie gazière.

D'après un énoncé de la théorie cinétique du gaz, les poids spécifiques de deux gaz sont en rapport inverse des carrés des vitesses d'écoulement avec lesquelles les gaz sortent, sous pression égale, d'une ouverture étroite de paroi. L'appareil de Schilling (fig. 727) se compose d'un large récipient en verre Â, dans lequel on place un cylindre B, ouvert par le bas. Si on remplit ce dernier de gaz, par le robinet a, qui se trouve dans le couvercle, le niveau du liquide qui se trouve dans le récipient A s'élève jusque près du bord extérieur. Après l'ouverture d'un second robinet 6, le gaz s'échappe par une petite ouverture faite dans une mince feuille de platine, et on peut déterminer le temps que le niveau du liquide met à monter en B, entre deux indications gravées sur le verre B. Si on &.it d'abord l'essai avec du gaz et qu'on le répète ensuite avec de l'air, le rapport du temps, élevé au carré, donne directement le poids spécifique du gaz. Dans ses expériences. Bunsen

Fig. 7i7.

s'esl servi du mercure comme liquide; Schilling emploie de l'eau complètement saturée du gaz sous examen.

^ Ce ne fut qu'après une très longue pratique de l'appareil qu'il me fut permis d'obtenir avec lui des valeurs positives. Les points suivants sont les plus importants à considérer.

Les mesures doivent être prises sous une température approximativement très égale des deux gaz. D après les prescriptions de Schilling, la température des gaz sortants est mesurée au moyen d'un thermomètre placé sur le couvercle de B et en communication avec l'intérieur de B. Ce thermomètre est divisé en demi-degrés. Si les températures des gaz à comparer diffèrent, on rectifie la différence par une formule de correction, qui se rapporte uniquement à l'étot divers des gaz.

De ce procédé résultent des inexactitudes certaines. Ces dilïérences de température changent non seulement l'état des gaz, mais encore le diaphragme; Touverture ronde se rétrécit sous l'élévation de la température et le temps de l'écoulement augmente. Avec le diaphragme, il est requis que les gaz aient la même température. La disposition prise pour le thermomètre empêche à peine que la boule à mercure ne soit enveloppée par l'humidité et que, par suite de l'évaporation, les indications ne soient trop basses. Je ne suis parvenu à obtenir des résultats satisfaisants que lorsque j'attachai à l'enveloppe extérieure de B un thermomètre divisé en dixièmes de degrés et que, par échauffement ou refroidissement extérieur^ j'amenais la masse liquide à la température ambiante (maximum 18 degrés centigrades). Après son introduction le gaz séjournait au moins un quart d'heure dans l'espace B, jusqu'à ce qu'il eût atteint d'une manière déterminée la température de 18 degrés centigrades. On employait toujours pour les mesurages la même quantité d'eau : celle qui Dcnsimètrc Schilling, s'était évaporée était remplacée à chaque essai. Avant chaque mesurage il faut épousseler le diaphragme avec un pinceau en martre; la moindre trace de poussière restée attachée k l'ouverture influence le résultat. Malgré cela, le diamètre de l'ouverture ne restait pas tout à fait constant; il s'était agrandi graduellement dans le cours du temps, de manière qu'il fallait déterminer, à chaque mesurage, le temps d'écoulement de l'air. Pour le mesurage des durées d'écoulement, on se servait d'une montre d'arrêt qui permettait de relever les dixièmes de seconde.

En observant ces mesures de précaution, l'appareil de Schilling donne, comme nous l'indiquerons plus loin, des résultats satisfaisants. Les chiffre

ANNEXE 857

ainsi obtenus ne peuvent cependant pas être employés tels quels si on veut atteindre le but que nous nous proposons. La méthode indiquée pour la détermination de la yaleur calorifique exige le poids spécifique effeclif, c'est-à-dire le poids du gaz d'éclairage sec opposé à Tair sec sous température et tension constantes. Le gaz d'éclairage, tel qu'il est pris aux conduites^ est, par contre, saturé de vapeur d'eau.

Des essais spéciaux confirment cette présomption. On laissa circuler le gaz d'éclairage pendant des heures entières à travers un compteur d'expérience, et on recueillit son humidité totale dans une suite de plusieurs tubes de chlorure de calcium. Par une température ambiante de 20 degrés centigrades, 1 mètre cube de gaz d'éclairage contenait 16<%23 d'eau. D'après les tableaux de Laudolt et de Bôrnstein, la saturation par 20 degrés centigrades comporte 17 grammes. Lors d'un jour plus frais, on trouva, par une température de 15 degrés, ll'%25 d'eau pour 1 mètre cube; comme la saturation pour 15 degrés est de 12«',6, la concordance est satisfaisante.

Le gaz employé dans l'appareil doit, cependant, être toujours considéré comme saturé, car, même si on voulait l'introduire à l'état sec, il devrait à bref délai se saturer d'humidité, par suite du contact avec les parois brouillées du récipient en verre. Pour la même raison, l'air introduit dans l'appareil doit également être considéré comme saturé. Le remplacement de Tair de l'appartement par l'air extérieur n'a pas donné de différence appréciable.

On a essayé aussi d'utiliser l'appareil de Schilling pour la détermination du poids spécifique de gaz préalablement desséché, et, dans ce cas, l'eau était remplacée par de la glycérine dépourvue d'eau. Mais celle-ci est si grasse et épaisse qu'elle reste collée aux parois du verre, et que Ton doit attendre des heures entières jusqu'à ce que le tout soit descendu et que le niveau du liquide reste constant. Ce produit ne pouvait donc, pour ce motif, donner un matériel d'essai suffisant.

La valeur de la différence des deux poids spécifiques

sec saturé ° ~" sec ' "" saturé'

ressort du calcul suivant :

Soient v^ et v' les poids de 1 mètre cube de deux gaz, sous tensions p* et p', et à températures égales T; les constantes de l'équation d'état des deux gaz seront désignées par R* et R,. Si nous désignons par v le poids du mètre cube de ces deux gaz: tension et température p, T, constante du mélange R, nous avons

R,r. +R.r. = ei-+P»,

""RiT

■"RjT

RT Pi

•et d*après une formule bien connue de la théorie du calorique :

d'où

Pi + Pi *

1 294 273 Or, 1 mètre cube d'air sec, par 760" et à 18« pèse -^-^i — = 1,214^.

Comme la tension de la vapeur d'eau à 18* est de 15**,33 de mercure,

. . j, X .o i 0,623,153,31.214 ^^,e«, ^ 1 mètre cube de vapeur deau à 18* pèse-^ 2-=g^ =0,0152^ Donc

le poids de 1 mètre cube d'air saturé sous 760"* et 18* est de

c'est' k-dire que Vair saturé est de 0,75 p. 100 plus léger que Vair sec.

Prenons pour le gaz d'éclairage une valeur moyenne do = 0,420, nous avons «lors, pour l mètre cube de gaz sec, par 760 millimètres et à 1^