II. DILATATION ET COMPRESSION DES GAZ. — LA MACHINE PNEUMATIQUE

L'expérience du tube de Torricelli donnait un moyen fort simple de faire le vide, et un vide aussi parfait que possible. Tel est en effet l'espace situé au-dessus de la colonne de mercure, espace auquel on donne le nom de chambre barométrique. Mais, si le procédé est simple, il est loin d'être pratique, puisqu'il nécessiterait l'emploi d'une énorme quantité de mercure, dès que la capacité qu'on voudrait raréfier serait un peu considérable, et qu'à chaque opération, les précautions à prendre seraient fort gênantes. Aussi a-t-on dès longtemps cherché d'autres moyens.

C'est en 1654 que fut imaginée et construite la première machine pneumatique. Otto de Guericke en était l'inventeur, et nous avons cité plusieurs expériences curieuses dues à cet observateur ingénieux. Bientôt elle reçut des perfectionnements importants auxquels Boyle, Papin, Muschenbroek, Gravesande, attachèrent leurs noms. Elle n'était, à l'origine, formée que d'un seul corps de pompe ; mais on reconnut la nécessité d'en employer deux, pour annuler la résistance considérable que l'on éprouvait pour la manœuvrer.

'la machine PNEUMATIOIE. i:,^

Voici qaelles sont les dlsp-osltions princif»alos. Imaciuous deux corps de poiD[»e. munis chacuu à sa [>aroi inférieure d'une soupape qui s ouvre de t^as en haut, et d*uu piston perce d'un orifice que ferme une

soupape de même sens.

Les deux orifices inférieurs communiquent fiar un canal commun à une plaque bien dressée sur laquelle on jiose le récipient, et au centre de laquelle vient aboutir lorifice du canal

dont nous parlons. La fi- WSll ^ f

gure 80 montre en coupe l'un des corps de pompe, ses deux soupapes e1 le canal de communication. Le jeu de cette moitié de l'appai^cil étant bien compris, il sera facile de comprendre leur ensemble.

Partons du moment où le pistou louche la base iulVrieun* du corps de pompe. La cloche est remplie d'air à la pression atmosphérique. Au moment où on soulève le piston, le vide se fait dans la partie inférieure du corps de pompe. L'air de la cloche qui remplit le canal de communication soulève par sa force élastique la soupape inférieure, et se répand dans le vide. Quant à la soupape du piston, elle est maintenue fermée par la pression de l'air qui s'exerce extérieurement sur toute la surface du pistou. Ce passage de l'air de la cloche dans le corps de pompe a lieu, jusqu'à ce que le piston ait atteint sa position la plus élevée. Il est clair qu'en ce moment la quantité d'air contenue dans la cloche a diminué et qu'elle a diminué de moitié, si le volume du corps de pompe est précisément égal au volume du récipient.

Faisons maintenant parcourir au piston un chemin invei'se. Au moment où il commence à descendre, la capacité du corps de pompe diminue, la pression de lair qui s'y trouve contenu

augmente, dépasse celle de Tair du récipient, et la soupape inférieure se ferme. Alors, à mesure que la descente du piston diminue la capacité inférieure, l'air contenu augmente de densité : dans notre hypothèse, cette densité sera redevenue égale à celle de Tair atmosphérique, dès que le piston atteindra la moitié de sa course. Plus loin, la pression intérieure augmente, soulève la soupape du piston, et l'air s'est échappé en totalité à l'extérieur, dès que le piston touche de nouveau la paroi inférieure du cylindre.

Ce seul mouvement de va-et-vient, analysé dans ses eflfets, comme nous venons de le faire, explique toute la suite de l'opération, puisqu'il a suffi à raréfier de moitié l'air de la cloche. Le gaz qui reste sera raréfié de nouveau à une seconde, puis à une troisième manœuvre, et ainsi de suite. Sa pression deviendra le quart, le huitième, le seizième de la pression primitive, ainsi que nous le verrons bientôt en démontrant la loi de Mariette. La proportion changerait, bien entendu, si le rapport de capacité du cylindre et du récipient changeait luimême.

Les figures 81 à 84 vont maintenant expliquer la disposition réelle de la machine, et montrer quelle est l'utilité du second corps de pompe. La première fait voir comment sont disposées les deux soupapes, celle du piston et celle de la partie inférieure du corps de pompe. La soupape du piston est une petite plaque a, qu'un ressort à boudin très-léger presse sur l'ouverture, et qui cède dès lors à une très-faible pression en sens inverse. La soupape du corps de pompe, i, est conique ; une tige qui passe à frottement dans le piston la soulève ou l'abaisse, mais à une très-faible distance. La figure 82 montre que les tiges des pistons sont formées de crémaillères qui s'engrènent à une roue dentée, de sorte que, par l'aide d'une manivelle à deux bras, on fait à la fois descendre un des pistons et monter l'autre. Grâce à cette disposition, le travail est doublé pour une même manœuvre ; mais , et c'est surtout le but qu'on