S IV. DÉTERMINATION DE LA DENSITÉ DES CORPS

Le principe d*Archimède sert à résoudre un problème trèstilile, celui de la détermination de la densité des corps liqui-

des ou solides. Indiquons sommairement les méthodes adoptées pour cette détermination.

Rappelons- nous que la densité d'un corps est le rapport qui existe entre son poids à 0® et celui d'un égal volume d'eau pure prise à la température de 4 degrés du thermomètre centigrade. Que faut-il donc pour trouver le nombre qui mesure la densité d'un corps? Premièrement,

connaître son poids : la balance sert à cet usage; deuxièmement, connaître le poids d'un égal volume d'eau : nous allons décrire les opérations propres à cette détermination. Ces deux nombres obtenus , le quotient de la division du premier par le second donne la densité.

La seule difficulté est donc de trouver le poids d'un volume d'eau égal à celui du corps.

Prenons quelques exemples qui nous feront comprendre les trois méthodes usitées.

Soit un morceau de fer pesant dans l'air 246 gr. 5. On le suspend par un fil très-fin à l'un des plateaux de la balance hydrostatique, et on met une tare dans l'autre plateau pour l'équilibrer. On abaisse alors la crémaillère de la balance jusqu'à ce que le morceau de fer plonge dans l'eau (fig. 51). A ce moment, le fléau trébuche du côté de la tare, et l'on est obligé de mettre 31 gr. 65 en poids marqués dans le plateau qui soutient le corps pour rétablir l'équilibre. Ces poids représentent le poids de l'eau déplacée. En divisant 246,5 par 31,65 on trouve 7,788 pour la densité du fer, ce qui revient à dire

Fig. 51.— Densité des corps solides. Méthode de la balance hydrostatique.

DENSITE DES CORPS.

que le fer pèse, à volume égal, 7 fois et 788 milliènies autant que l'eau.

Voici une seconde méthode :

La figure 52 représente un instrument appelé aréomètre^ dont rinvention est due au physicien Charles, bien qu'on Tallribue généralement à Nicholson: il est construit de telle sorte que, plongé dans Teau, il affleure précisément eu un point marqué sur sa tige supérieure^ lorsque le plateau qui la sur-

Vig, hl. — Densité des corps solides. Aréomètre de Charles ou de Nicbol&on*

monte est chargé d*un poids connu : soît 100 gi^ammes ce poids. On place le corps dont la densité est cherchée dans le petit plateau, et l*on ajoute des j>oids marqués pour produire ralfleurement. Si Ton a du mettre 35 gr. 8, je sujqKïse, la différence 04 gr, 2 entre ce dernier poids et 100 grammes, donne éirîdemment le poids du corps dans Fair. •

Ce qui précède montre di'^à que raréométre est une véritable balance. On ote le corps du plateau supérieur, et on le place dans le petit vase suspendu au-dessous de l'instrument :

î. Du grec araios Ivger et metron mesure. Les aréomètres ont Benri d*abord i nesurer les den^itéB des liquides, comme nout; le verrons plus loin.

il perd de son poids, de sorte que Taréoinètre remonte, et qu'il faut ajouter des poids marqués pour rétablir Tafileurement : soit 31 grammes. Tel est le poids d'un volume d'eau égal à celui du corps. En divisant 64,2 par 31, on trouve 2,07, densité cherchée (c'est la densité du soufre). Dans le cas où le corps est moins dense que l'eau, on retourne le petit panier en sens inverse, et ^ le corpg que la poussée tend à faire remon-

▼ ter, rencontrant im obstacle, n'en reste pas

moins plongé.

Une troisième méthode pour évaluer la densité des corps est celle du flacon. On met dans le plateau d'une balance le fragment du corps dont la densité est cherchée, et, à côté, un flacon exactement rempli d'eau et bien bouché à l'aide d'un bouchon rodé à l'émeri (fig. 53). On établit l'équilibre à l'aide de poids marqués. On introduit alors le corps dans le flacon, et on le rebouche, en ayant soin d'enfoncer le bouchon au même niveau. Une certaine quantité d'eau a du sortir, dont le volume est précisément égal à celui du corps qui a pris sa place. On replace le flacon, après l'avoir bien essuyé extérieurement, sur le plateau de la balance, et les poids qu'il faut enlever pour rétablir l'équilibre donnent le poids de l'eau expulsée. Le procédé du flacon n'est pas, on le voit, une application du principe d'Archimède, comme les deux premiers.

Ces trois méthodes exigent quelques précautions : le corps plongé 4fins l'eau retient, adhérentes à sa surface, des bulles d'air qu'il faut faire disparaître. Si le corps absorbe facilement l'eau, ou même s'y dissout, on se sert d'un autre liquide, d'huile par exemple, après quoi, il reste à rapporter la densité du corps relative à l'huile, à celle de Teau, ce qui n'ofire d'ailleurs aucune difficulté.

Fig. 53. — Densité des corps solides. Méthode du flacon.