LIVRE IV

LA CHALEUR

Voici à quelles températures a lieu la vaporisation, toujours accompagnée d'ébuUition*, de quelques liquides :

Èther chlorhydrique 11*

Alcool 80»

Eau 100«

Acide sulfurique concentré .... 325'

Mercure 350«

Soufre 400«

Étudions avec plus de détails ce phénomène curieux de rébuUilion des liquides, et prenons pour exemple le liquide U plus facile à se procurer, Tcau.

Quand on élève la température d'un vase rempli d'eau ei

le faisant chauffer sur le feu, c'est 1( >^" fond et les parois du vase qui reçoi-

ve ; V vent les premiers l'action des charbon:

ardents. La chaleur reçue se commu nique à la masse liquide, qui commence par s'évaporer à la surface cette évaporalion étant, comme nouî l'avons vu plus haut, d'autant plus ac tive que la température de l'eau s'ap proche plus de celle de l'ébullition Arrive un moment où la vapeur s< forme contre les parois intérieures, ai fond et sur les côtés du vase. Les bul les ainsi formées ont une force élastique ou expansive, qui, jointe à leu:

légèreté spécifique, tend à les faire re monter à la surface du liquide. Mais le poids des couches d'eai et la pression atmosphérique s'opposent à cette ascension, qu n'a lieu effectivement que quand la force élastique de la va peur atteint une valeur égale à la somme de ces deux pressions Alors commence un mouvement tumultueux, dû à la traversée des bulles qui viennent crever à la surface du liquide. Un pei

Fig. 299. — Ebullition à Tair libre.

ÊBULLITION DE I/EAII. 491

avant lebullition, on entend un bruit particulier : on dit alors que Veau chante. On explique ce bruit de la façon suivante : à l'origine les bulles de vapeur, en montant à la surface, traversent des couches de moins en moins chaudes; la vapeur dont elles sont formées se refroidit et se condense, et l'eau se précipite, pour remplir les vides qui se forment. Mais en cédant leur chaleur aux couches supérieures de l'eau, celles-ci atteignent bientôt la température des couches du fond, et le bruit cesse, parce que la cause de la condensation des bulles a disparu. L'observation de la forme des bulles de vapeur confirme cette explication : elles montent d'abord sous forme de cônes qui s'amincissent a la partie supérieure; quand l'ébullition est complète, au contraire, les bulles montent sous forme de cônes évasés par le haut, parce qu'au lieu de se condenser, elles se dilatent à mesure qu'elles ont à vaincre des pressions plus faibles du liquide qui les surmonte.

L'expérience prouve que, pendant toute la durée de l'ébullition d'un liquide, la tension élastique de la vapeur qui se forme est précisément égale à la pression extérieure. Et comme, ainsi que nous le verrons tout à l'heure, cette même tension croît avec la température, il en résulte que la température d'ébuUition d'un liquide est d'autant plus basse, que la pression est plus faible, d'autant plus élevée au contraire que la pression extérieure est plus considérable. Ainsi, sous la pression de 760"*", l'eau bout à \0()\ De Saussure ayant fait bouillir (le Teau au-dessus du Mont-Blanc, trouva 80^ pour la température de l'ébullition, la pression barométrique étant 13 i"'"'. Bravais et Martins tirent des exj)ériences semblables et trouvèrent, aux Grands-Mulets, sur les tlancs du même mont, 90" sous une pression de oSO"""", et, au sommet même du Mont- Blanc, 8i^,î pour une pression de 12 i"'"*.

Un appareil qu'on nomme marmite de Papin, du nom de l'inventeur, permet d'élever la température de l'ébullition de l'eau, en accroissant a volonté la pression sur la surface du liquide. C'est la vapeur formée par l'eau chautlee qui, en s'accu-