‹ Les tourbillons cellulaires dans une nappe liquide propageant de la chaleur par convection, en régime permanentChapitre 18 sur 24 · NN · texte numérisé non relu

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mais épais de 7,5. Il porte seulement deux petites pièces en ébonite (non représentées sur la figure) : l’une est le support de l’axe du levier destiné à la mesure des épaisseurs ; l’autre constitue une petite plate-forme où repose librement la pointe de la vis du levier. La paroi latérale R de la cuve, et une couronne inférieure qui sert à visser le > Le Fa? f | le | cylindre sur l’étuve, ont été tournées d’une seule pièce

avec lui. La paroi latérale du bloc et l’étuve sont protégées contre le rayonnement par plusieurs couches de feutre épais, et l’ensemble, y compris toutes les tubulures métalliques, est soigneusement emmailloté d’ouate.

Trois trous cylindriques de 0°",15 de diamètre viennent se terminer exactement sur l’axe vertical du bloc en V, V, V; leurs axes sont horizontaux, équidistants et situés respectivement à 1%%,25, 3°%,95 et 6°",25 au-dessus de la face inférieure du mur de fonte. On désignera les températures respectives de ces trois points de l’axe vertical du bloc par sien.

Le miroir d’acier optiquement plan M, épais de o°", 25 environ, est simplement posé dans une cavité d’égale profondeur, au fond de laquelle il adhère parfaitement, Le diamètre de la cavité ne dépasse que de 0", 05 celui du miroir. La tranche du miroir et la cavité sont très légèrement tronconiques. La petite différence entre les conductibilités thermiques de la fonte et de l’acier n’altère l’'homogénéité du mur que d’une façon insignifiante.

2. Couples thermo-électriques. — On a employé des couples fer-cuivre pour déterminer à chaque instant la température T, du trou de sonde inférieur. L'autre couple du circuit est maintenu à une température fixe qui sera désignée par Ts, mais qui a toujours été, en fait, très voisine de 100°.

Pour mesurer la différence de température T,— T; entre les deux trous de sonde extrêmes situés exactement à 5°" de distance verticale l’un de l’autre, une plus grande sensibilité est nécessaire : on a utilisé des couples ferconstantan.

Trois couples fer-cuivre indépendants ont été construits aussi identiques que possible, en fil recouvert de soie de om 5 de diamètre (40°" de fil de fer et 80°" de fil de cuivre); afin de permettre de les substituer les uns aux

autres dans un même circuit, leurs résistances ont été éga- B. 5

lisées avec soin à = près. Chacun des fils de fer ou de cuivre est terminé par une tige de gros diamètre, respectivement de même métal, plongeant dans un des godets à mercure du commutateur multiple M (fig. 23). Les mêmes

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fils de fer servent pour les couples fer-constantan. Les trois fils (fer, cuivre et constantan), pour chacun des trous de sonde T, et T;, ont une soudure commune, et sont recouverts d’une couche de soie qui les réunit en faisceau sur toute la longueur du trou de sonde. Cette soie protège aussi la soudure, qui ne doit avoir aucun contact électrique avec le bloc de fonte (!).

(') Ce dispositif, avec des trous de sonde aussi profonds, à été reconnu comme très suffisant dans toutes les mesures de conductibilité thermique où le métal même du bloc n’était pas dans le circuit, et cela

Le constantan ayant une résistivité énorme (25 fois celle du cuivre), on a dû réduire la longueur des fils au strict nécessaire, afin de ne pas perdre, en augmentant la résistance dans un rapport considérable, tout l'avantage que donne la force électromotrice du couple fer-constantan cinq fois plus grande environ à 100° que celle du couple fer-cuivre. Le dispositif adopté a été le suivant : les deux fils de constantan, aussi courts que possible, isolés sur toute leur longueur, sauf à leur extrémité libre, sont à volonté réunis électriquement ou isolés à l’aide d’un contact à mercure C (Jig. 23), dont le niveau est soulevé ou abaissé, dans deux positions invariables, par un système de vases communiquants. Dans ces conditions, la sensibilité était 3,9 fois plus grande qu'avec les couples fer-cuivre.

3. Commutateur. — Le commutateur multiple est établi de façon qu’on puisse mettre à volonté, dans le circuit du galvanomètre, par la simple manœuvre d’une plaque d’ébonite E, portant trois ponts en cuivre : 1° soit les deux couples fer-cuivre donnant T5 — T,; 2° soit les deux couples fer-cuivre donnant T, — T,; 3° soit enfin les deux couples fer-constantan donnant T,—"T; avec le: maximum de sensibilité.

La jig. 23 indique comment sont disposées les communications, tous les conducteurs étant supposés ramenés dans un même plan.

Les godets à mercure sont formés par des tubes de verre peu épais et profonds, qui plongent dans un bain d’eau destiné à assurer l’uniformité de leur température. L'ensemble du commutateur est enfermé dans une boîte de carton à double paroi remplie d’ouate. Malgré l’extrême sensibilité des mesures, on a vérifié l'efficacité complète de ces dispositifs pour éviter toute force élec-

même dans un état rapidement variable, donc à plus forte raison ici.

L. LorENz, Wied. Ann., t. XIII, p.422 et 582; 1881. — KIRCHHOFF ct HANSEMANN, Wied. Ann., t. XIII, p. 406; 188r.

tromotrice parasite par échauffement inégal du mercure des godets.

4. Galvanomètre. Graduation. — Le galvanomètre, très sensible, a été construit pour ces recherches par la maison J. Carpentier. Il est du type des galvanomètres Deprez-d’Arsonval à miroir de ce constructeur. Sa résistance est voisine de 1 ohm. Les déviations sont lues à o"®,1 près sur une échelle placée à 100", par la méthode de Poggendorff.

Quand on suit le refroidissement lent du bloc emmailloté, le couple Ty étant maintenu à 100°, la différence T,— T, doit être mesurée dans une étendue considérable de variations : il faut augmenter la résistance du circuit pour conserver des déviations observables dans les limites de l’échelle; on ajoute successivement 1 et 2 ohms à la résistance initiale (1,56), à l’aide de la boîte de résistances R.

L'emploi de déviations angulaires considérables, qui ne restent pas proportuonnelles à l'intensité du courant, par suite du défaut d'uniformité du champ magnétique, et la variation de pouvoir thermo-électrique du couple fercuivre avec la tempéralure, ont nécessité une graduation empirique complète du galvanomètre. Cette graduation a été effectuée à deux reprises différentes, à plusieurs mois d'intervalle, avant et après la série des mesures thermoélectriques, et les valeurs absolues ont concordé à près. Elle a été faite séparément pour les trois circuits employés, de résistances respectives 1°,56, 2,56 et 3,56.

L'un des couples est maintenu à 100°, dans l'appareil Regnault, et l’autre dans un bain d’eau chaude, régulièrement agitée, se refroidissant avec une extrême lenteur (de 100° à 60° en quatre heures). Les lectures sont faites simultanément à l'échelle du galvanomètre et à un thermomètre à mereure calibré, de grande précision, visé à l’aide d’un cathétomètre.

Il faut remarquer, d’ailleurs, que, de roo° à 80°, les déviations observées sont rigoureusement représentées, avec un accord parfait, par la formule déduite des données numériques de Tait :

Fer-cuivre : — 15,81—0,0576T ; en adoptant pour la déviation le facteur de proportionnalité empirique o,7101, cette formule donne, D étant la déviation sur l'échelle en millimètres,

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