VAPEUR DANS UN ESPACE VIDE LIMITÉ

Si dans une large cuvette o (fig. 624 ci-après), on dispose deux baromètres B et a qui donnent très-exactement la pression de l'atmosphère, et si ensuite on fait passer une petite quantité d'un liquide volatil, par exemple, de l'eau ou de l'éther, dans le tube du baromètre a, le liquide s'élève en vertu de sa légèreté spécifique, il arrive bientôt dans le vide de Torricelli, et, à l'instant, on voit le sommet de la colonne de mercure s'abaisser dans ce tube , ce qui prouve qu'il a dû se former un fluide élastique agissant à la manière des gaz, car la dépression observée ne saurait être attribuée au poids de la faible quantité de liquide introduite. Le fluide élastique formé est ce qu'on appelle la vapeur du liquide soumis à l'expérience. La force expansive.

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Fig 624. la force élastique ou la tension de cette vapeur,

dont la fornfjation est presque instantanée, est mesurée par la dépression qu'elle produit, ou, ce qui revient au même, par la différence entre le vrai baromètre B et le baromètre à vapeur a. Pour chaque température, la force élastique des vapeurs que forme un même liquide dépend de sa masse et de la grandeur de Tespace vide dans lequel on l'introduit : si la quantité de liquide est assez minime, il se volatilise en totalité et la force élastique de la vapeur est d'autant moindre que l'espace dans lequel elle peut se répandre est plus considérable; si, au contraire, la masse liquide est telle qu une partie conserve son état, ou en d'autres termes, si l'on emploie un excès de liquide, la force I élastique de la vapeur est la plus grande possible pour la température à laquelle on opère : on dit alors que la vapeur est au maximum de tension ou de densité et que l'espace où elle se trouve est saturé de vapeurs, c'est-à-dire qu'il contient toute la quantité de vapeur qu il est capable de retenir à cette même température. La tension maximum d'une vapeur varie considérablement avec la nature du liquide. Pour s'en assurer, il suffit de mettre différents baromètres w, s, ^ e, etc., à côté des deux premiers, et d'y introduire différents liquides; on remarque que, pour une même température, l'abaissement du mercure est très-inégal suivant la nature du liquide employé. Pour la facilité des observations, les baromètres à vapeur sont fixés à deux plateaux circulaires, mobiles autour d'un axe vertical oo qui passe par leurs centres. Le baromètre sec B reste fixe. Pour connaître la dépression occasionnée par la vapeur dans un des tubes a, m, «, etc., il suffit d'amener ce tube en présence de B. On trouve ainsi quà la température de 10% les tensions maxima des vapeurs d'eau et d'étber sulfurique, par exemple, sont respectivement d'environ 9" et 286 millimètres de mercure. En introduisant dans le vide de Torricelli de petits morceaux de camphre, de musc et de plusieurs autres corps solides, on s'assure que ces corps forment des vapeurs comme les liquides.

Pour démontrer d'une manière plus complète qu'à une température donnée les vapeurs ne peuvent pas, comme les gaz, acquérir par la compression une force élastique supérieure à celle qu elles possèdent lorsqu elles sont en contact avec un excès de liquide, et pour étudier

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en même temps les propriétés des v(fpeurs à partir de leur point de saturation, on se sert du baromètre à longue cuvette, qui est représenté dans la figure 405, p. 155 : son tube D est très-long et sa cuvette AG a plus d'un mètre de profondeur. Après avoir fait bouillir, dans toute sa longueur, le tube plein de mercure, on achève de le remplir avec une petite colonne d un liquide, et ensuite on le retourne verticalement pour le plonger dans la cuvette. Le liquide gagne la partie supérieure du tube et s'y vaporise. Alors, en élevant ou abaissant le baromètre, on peut augmenter ou diminuer l'espace libre laissé & la vapeur. Or, en opérant ainsi, à une température constante, on observe que la force élastique de la vapeur est invariable tant qu'il reste du liquide à la surface du mercure. Si Ton diminue le volume ED, en enfonçant le tube barométrique dans la cuvette A G, la -nasse liquide augmente par la liquéfaction d'une partie de la vapeur. Si, au contraire,' on agrandit le volume ED, le liquide diminue par la formation d'une nouvelle quantité de vapeur, de telle sorte que la force élastique et la densité de la vapeur restent constantes, tant qu'il existe du liquide non vaporisé.

Enfin , si le tube est suffisamment long pour qu'on puisse, en augmentant convenablement le volume occupé par la vapeur, gazéifier tout le liquide, on observe, au moment où tout le liquide a disparu, que la pression diminue à mesure qu'on accroît le volume de la vapeur et que la diminution de cette pression suit la loi de Mariotte. La vapeur, à partir du moment où il ne reste plus de liquide sur la surface du mercure, se comporte donc comme un gaz. — On admet également, quoique la chose ne soit pas démontrée par des expériences directes, que les vapeurs nonsaturées se dilatent sous l'influence de la chaleur, d'après les mêmes lois que les gaz.

Gomme les vapeurs éloignées de leur point de saturation se comportent à la manière des gaz, et que réciproquement les fluides élastiques, que nous appelons des gaz, ne sont que des vapeurs éloignées de leur point de liquéfaction, puisque l'on est parvenu, par des procédés que nous décrirons plus loin, à les liquéfier pour la plupart, nous conserverons le nom particulier de vapeurs pour les gaz qui sont au maximum de tension ou à des tensions peu éloignées de ce maximum.