SUBSTANCES
des iraisseauz*
Argeut • Platine»
Cuivre . .
Fer-blanc, Marbrée. « ••..«•..
Plomb.
EtQin.. •'.••••««»• Porcelaine , Verre blanc. • . ; . .
Verre verC,
Idem. . ; ; .
Poterie de Deift. . .
Poterie commune..
THKRSlOldCTRE
touchant le fond.
Echelle centigrade.
xoO|5oo
^ 100,69 100,55 100,25 100, 5ij 100, o5 100,39 101,00
lOI,»
THBftMOViTBft
a ta miHimètre* detsout de la •iir- Ikce de Teau. .
99^75 99*575 iôOyia5
IOO,n
Il est difficile de conciKer ces v»riarioi|s avec le^ résultats de M. Gay-Lussac. Suivant lai, la vapeur formée à la surface d'un liquide peut faire équilibre à la pressioa de Tatmosphère , tandis que son intérieur prenait un pius grand degré de chaleur que^ celui de sa . véritable ébullttion , pourvu que le liquide fût renfermé d^ns uu ,vase et chauffé par sa partie inférieure. Dans ce cas » l'adhérence dix
liqîitde àii 'Va^keaif petit ét^e cotwîdérée comme ' aiinlogue à la viscosité dans sa manière d'agir pour élever la température de Tébullition. Il est facile^ d*après cela, d'expliquer le phénomène des somS; bresauts qui ont quelquefois subitement lieu dans des liquides bouillans. CVst surtout dans la distil»* lation de Tacide sulfurique que ces phénomènes^ sont souvent très marques, et quékg^oia^deMip^nière à' briser l'appareil, si la dMpi^on se^fit^^ dans un vase de verre. On peut efficacement pré^' •venir cette cause de danger en mettant dans fa cornue quelques petits morceaux de ûi de platine; ' sil n'y aura plus alors de dégagement subit de gaz^ 4t «par conséquent les vaisseaux ne seront plus* sujets à se rompre (Annales de Chimie et de Phjs'Kjue^ Tol. 7)* Si Ton introduit un morceau de papier^ une croûte de pain, ou une poussière, dans un liquide légèrement imprégné a*acide carbonique ^ le dégagement de cet acide sera déterminé. De même aussi les aspérités de la . surface d'un verre ou autre vaisseau agissent comme les points dans 4'élecrricité , pour chasser un gaz ou vapeur pf sente dans le liquide que ce vaisseau contient. ' ^: Dans tous les exemples de la table qui précède, la température est plus grande au fond q^u'à la sur* (face du liquide ; et les différenoes spécifaques peaV 'vent être attribuées k la force attractive dn vtfisé seau pour l'eau , et à sa faculté de conduire la '«chaleur» C'est ainsi qu'il nous faut essayer d'expliquer comment il se fait que le fer-blanc donne à t'eau bouillante , en contact avec elle , une température de 0,8 1 5 centigrades plus élevée que Par- : gent et le platine. Entre l'eau et le fer, l'étain ou 1 "le plomb, il y a des rapports réciproques à des 4 % températures élevées , q u i n e paraissent pas exister J Relativement à l'argent et au platine. ' i
y On a présenté, dans la table qui suit, les termes î ^ud^ébullition des liquides les plus impo^tans sous
DE CHIMIE. l33
la presaîon moyenne de 760 millimètres de mer* eue. .
. Termes d'ébuiiitton , ceoiigr.
Éther^ pes. spéc.^ 0,7865 ,
à enTiron 9» centigrades. Gay^Lussac.
Carbure de soufre^ .... Idem.
Âlcool, pesant, spéc. . . o,8i5 lire.
Acide nitrique y pes. spéc. i,5oo Dalton.
Eau \ .
DissoLsaturéedesalfatedesoude. Biot.
Dissol.saluréed*acétate de plomb. Idem.
Dissolution saturée de sel marin. Idem.
Murîatede chaux. !i-^eau i Ure.
Idem. « • • . d&,S-f-eaa 649^ Idem.
Idem. ..... ^Oy^'^e^Ln 5g,S Idem.
Âcîdemuriatique^pes.spéc. 1,094 Dalton
Idem. idem ^91^7 ^deni.
Idem. idem^ I9O47 Idemm
Acide nitrique i,45 Idem.
idem 1,42 Id^m.
Idem Idem,
Idem 1^34 Idem.
idem. • lySo Idem.
Idem 1,16 Idem.
Pétrole rectifie. r Ure.
Huile de térébenthine. . Idem.
Acide sulforîq. , pes. spéc. i^So-^Daltcm.
Idem ii4o8 Idem.
Idem. . l,5!io Idem.
Idem. • . • . • . . • I5650 Idem.
Idem Idem.
Idem Idem.
Idem i^y^o Idem.
Idem • • • ^97^^ Idem.
Idem » »... 1,8 io Idem.
Idem « . . . 1,819
Idem. 1,827 ^dem.
Idem 1^833 Idem..
" »77 iS ,55
a44 944 aSi ,66
l34 3tfAlTUEL
^, * Termes dVbulL lion , ccnli^iT.
Acide sulfuriq. 9 pes* spéc. if84i Dalion. 2^5 ,i» / 1)^4 7 A^km. 3ôi ,66
Idem,. . • 1,848 Idem. 3io ,»
/^em i»8^9 Idem, 3i8 ,33
/^/^m i,85o Idcm^ 3st6 ,66
1,848 Ure, 3i5 ,55
Phosphore • . . • 290 ,»
Soufre 3197 ,77'
Huile de lin • • • 3 56 ,H6?
• Mercure (Dak>n g, 35o<>). « • • 346 $66
Ces liquides émettent des Tapeurs qui, à leurs termes respectifs d'ébullillon , font équîhbre à la pression de Tatmosphère équivalant à jfy centimètres de hauteur verticale de mercure; mais à des températures inféiieures, ils produisent des vapeurs d'un pouvoir élastique interleur. C'est ainsi que la vapeur de mercure s'élève dans le vide du tube barométriqbe , comnie cela se voit particulièrement dans les climats chauds, par la raséè mercurielle sur le tu]>e de verre, à son sommet. Il s'ensuit , que riiurnidité aqueuse adhérente nu mercure le fait abaisser Au-des«ous du véritable niveau barométrique, d'une quantité proportionnelle à la température. La détermination d<" la force claslinue des vapeurs, en coriTact avee leurs liquides à vlifférentes températures, a été l'objet d'un grand nombre dVjqpériences. Le moyen de mesurer leurs élasticités , décrit dans le Mémoire |^u 'Dr Ure sur la chaleur, semble convenable et susceptible de précision.
« Un tube de verre d^environ 8 millimètres de dia* mètre intérieur, et deux mètres de long , est scellé
à l'une de ses extrémités , et formé p«ar une cour* bure arrondie à son milieu , en un siphon dont les deux branches sont paraii^es, et à la distance Tune de Tautre d'environ 6 centimètres. Dans cet
DE CHIMIE.' l35
îiuervallGy entre les branches est ajusté un morceau rectangulaire de liège , qu^on y assujettit solidement au moyen d'une ficelle , à environ 1 5 centimètres des extrémilés du siphon. On introduit alors dans le tube du mercure bît n spc, de manière à remplir la branche scellée et la portion recourbée du siphon. En suspendant ensuite par le liège, le baromètre à siphon dnns une direction verticale , le niveau du mercure ^ dans chacune des branches, prendrà une situation. correspondante ' à la pression de Patmosphère. La différence est donc la véritable liautenr du baromètre r.u moment de l'observation; et cette hauteur peut être mesurée par l'application d'une échelle séparée^ divisée en centimètres et millimètres* Anrès avoir alors fixé des anneaux de fil très fin de platine autour dd tube aux deux points de niveau du mercure, on introduit dans ce tube quelques gouttes d'eau distillée, récemment bouillie, en la' faisant passer à travers le mercure, La vapeur s'élevant de IVau fera baisser le niveau du mercure dans la branche scellée, vt Télèvera daus la branche ouverte d'ime quanûté égale dans chacune, à la moitié de la dépression réelle. 11 serait difficile de me surer distinctement , et avec uji<= exac^iturle minutieuse cette différence (le niveau ; mais on peut aisément connaître la dépression totale, qui est la quantité cherchée , en introduisant du mercure en un filet délié dans la branche ouverte, jusqu'à ce que la surface du mercure dans la branché ' scellée devienne encôre une fois tangente à l'anneau de platine , ce qui se reconnaît par une ligne de luinière , comme dans te baromètre géodésique. La colonne verticale de mercure , au-defsus du niveau initial inférieur, étant donc mesurée, eile représente précisément la force élastique de la va-^ peur, puisque cette élévation du mercure était nécessaire pour surmonter la force d'élasticité de
]36 UAKUEL
la Vapeur. Tout l'objet consiste alors à appliquer une chaleur réglée à la portion supérieure de la branche scellée, à partir d*en\iron %S milliaiè* très au-dessous du niveau mercuricl jusqu*à son sommet.
Ou remplît aisément cet objet en faisant passer le tube à travers un liège , percé à cet effet, dans ^'une fiole renversée, de laS millimètrea de diamètre, et de 175 millimètres de long, dont on a préalablement enlevé le fond au moyen d'un fer chaud; ou l'on peut avoir, pour s'en servir dans ce cas, une fiole faite sans fond. Si l'on prease fortement dans l'ouverture de la fiole, le liége qui
f>orte le tube , cette fiole ne laissera rien couler du iqulde qu'on y met. En inclinant le siphon, on en fait sortir un peu du mercure, de manière qu%ant redressé , le niveau dans la branche plus bassé puisse coïncider à peu pr-ès avec Tanneau. En suspendant alors l'appareil dans une position verticale , on introduit dans la fiole de l'eau à zéro. ' Lorsque le tube barométrique a acquis la tempé- ' rature de Teau qui iVntourê, on ajoute lentement du mercure dans la branche ouverte , jusqu'à ce que le niveau primitif soit rétabli à l'anneau de platine supérieur : la colonne de mercure qui reste .au^essos de Tanneau de platine inierienr dana la branche ouverte , représente la force de la vapeur aquruse à zéro. Quant aux températures plus ^ ^ basses, on peut mesurer la force de la vapeur h c^s températures en mettant des mélanges frigo« rifiques salins dans la fiole. Pour connattre la force de la vapeur à des températures plus élevées, on dirige sur les côtés opposés de la partie renflée de la fiole de l'air échauffé par les flammes faibles de deiilc lampes d'Argand." A chaque élévation de deux ou quatre degrés de température , il faut dé*, terminer l'augmentation de l'élasticité vaporeuse, en vejsant du mercure dans lé siphon jusqu'à ce <
I)£ CJUMIE. l37
^ue sa pression T6Pricale sannonte cette élasticité
et rétahiissc le niveau primitif supérieur.
l^our le& températures supérieures à iQO degrés centigrades^ j'emploie la même disposition d*appai*eil , légèrement modifiée. La branche scellée du siphon a i5ou 17 centimètres de long, tandis que la longueur de la branche ouverte est de a5 ' à'3o centimètres. Le siphon est maintenu dnns \^ rainure d'an prisme do bois gradué. Lie niveau initial devient 100° centigrades lorsque le mercure est dans chacune des branches dans un plan horizontal, et alors la chaleur est communiquée à travers de Thuile servant de milieu. Si en courbant le tube qui forme le siphon , on Inî fait faire un angle écartant d'environ 35" les branches de leur parallélisme 9 un ballon tubulé est le vaisseau
Îrui convient pour contenir Thuile. Le liège. de orme conique que traverse^ l'extrémité de la branche scellée du siphon étant introduit avec force dans l'ouverture conique du ballon, le rend parfaitement fermé, sans qu'il puisse s'en rien écouler à toutes les températures élevées auxquelles ]a chaleur peut faire progressivement gonfler l'huile qu'il contient. Celui qui n'a pas fait des essais, de ce genre, peut former des objections contre la ^probabilité de fermer aussi hermétiquement )e ballon ; mais ayant opéré ainsi dans des expériences de plusieurs mois consécutifs, j'ai eu Ueti de me persuader qu'il n'y a qu'une extrême maladresse du manipulateur qui puisse donner ^ lieu à ce qu'il s'écoule du ballon des gouttes d'huile , lors même qu'elle est chauffée à 160 degrés centigrades. Dans la tubulure du ballon est admis un thermomètre.
Dans les essais du Dr Ure, pour chercher s'il pour* rait exister quelque rapport entre les élasticités cî* dessus de la vapeur aqueuse et les températures j. ii eut lien de reconnaître la loi suivante ;
l38 MANU£L
« La force élastique Vie la vapenr d'eau à 98,88 degrés centigrades , est de^ 734'^mo6 de mereiire; à 93^33, elle est de Sgg^iii rapport est 1,23. Le rapport pour87<>,77 est i,a4, pour82«,aaf 1,25, et ainsi ae suite, progressivement pour cha^e intervalle de 5o,55 centigrades d'abaissément de la température. Au contraire, le rapport pont chaque interralle de 5<>,55 centigrades d élé* vation de température au-dessus de 98^,88 est de i,aa^ 1,21 , i,ao, etc. »
La modification suivante de la même règle donne dfes résultats plu$ exacts. Soit r le rapport moyen entre celui de y8'',88 et la température donnée; n le nombre des termes (chacun de 5°, 55 centi-
S rades ) distant d.e 98<»,8.8 ; soit F la force élastique . e la Tapeur d'eau en centimètres de mercure.
Alors, log. de Psiiïôg. 734,06 -f^ n log. r; le signe positif étant employé pour les températures plus élevées que 98<',88 centigrades, et le signe négatif pour les températures au-dessous de cdle^.
En déterminant , par Texpérience, le volume de vapeur qu'un volume donné de liquide peut produire à loo^ centigrades, M. Gay-Lussac a lieureusement résolu le problème très difficile de la , mesure de^ pesbtiteuts spécifiques des irapeurs. Après avoir pris le poids d'une bulle de verre mince , ayant une tige courte capillaire , il remplissait cette bulle du liquide à essayer, et il en scellait hermétiquemeilt Torifice. Ën pesant alors la. bulle ainsi remplie , et' déduisant de son poids total celui déjà connu de la bulle , il avait le poids du liqjaide; il prenait alors une cloche de verre longue ^ et'étrcnté, divisée en parties de capacités égales, {muiFatit contenir environ un litige et demi, et le
remplissait de mercure. Il renversait ensuite cette cloche sur un bain de même métal, et y introduisait la petite bulle de verre remplie du liquide eu expérience qui goguait le hapt de la doche. Tout
élant ainsi disposé , il eSveloppait la clociie d'un cylindre sans fond ou manchon de verre pins long
qu'elle, et plongeant par sa partie înféi ieure dans le mercure. Après nvoir alors rempli d'eau Tintervaiie entre la cloche et le ipanchon , de manière que la cloche s'en tronvàt couTerte , il plaçait tout l'appareil sur un fourneau où Fon alhimait le Feu ; l'eau et le mercure, en s'écbauffant , écliauffnîrnt aussi le liquide contenu dans la petite bulle de Terre ; celui-ci , en se dilatant ^ bnsait son enveloppe , sé répandait au sommet de la cloche , et s'y réduisait en vapeur dont on élevait la température jusqu'à ce que l'eau du cylindre fût entrée en ébuUition. On mesurait alors la hauteur de la colonne de mercure qui reste dans la cloche audessus du niveau extérieur, et d'après elle, on calculait aisément le volume de la vapeur qui la pressait. La quantité du liquide sur lequel ou opé-^ rait était toujours si petite, qu'il était converti en totalité en vapeur.
La table qui suit présente les pesanteurs spécifiques telles qu'elles furent déterminées «par la méthode ci^dessus.
Pesant, spcc. , celle Termes d*ei>ulli|.
de Tair := i . eentigradei .
Tapeur d'eau. • » • • o^G^S/jg loo^
Acide hydrocyanique. 0,94760 a^^,5
Alcool absolu i,6o5o * 78,33
Éther sulfurique. • . z^^Stio 35,56
• Éther hydriooique. • 5,4749 64,44
Uullede térébenthine. 5,oi3o 157,77
Carbure de soufre, . a,6447 4^>»67 Éther murjatiqjae^ , , 9^190 M^Thénard ii^x
Les pesanteurs spécifiques ci-dessus sont estimées scfttB la pressiop ïe 76 centimètres de mercure. * ' ,
M. Gay-Lussac a trouvé que, lorsqu'une combi«
l40 MANUEL
naison liquide d^alcool €t clVfiu ou d*aIccM>l €t d'élher est convertie en vapeur a loo» centigrades, ' Iç volume est exactement la somme des volumes •oue chacun de ces liquides aurait séparément produits ; de sorte que la condensation par l'action chimique dans Tétat liquide, cesse d'avoir lieu dans, l'état gazeux.f On a observé que des volumes égaux d'alcool 1a bsolu et de carbure de souCre, à leurs lermes respectifs d'ébuUition de 79<>44 52«,2i centigrades, fournissent chacun une quantité égale de vapeur de la même densité. Il a promis une détermination plus précise ^ et peut-être est-elle nécessaire sur ce sujet intéressant.
Il paraît qu'un volume d^ean à -f» 4^)44 centigrades forme 1694 volumes de vapeur à 100° centigrades. Il a déjà été établi que l'augmentation subséquente du volume de la vapeur d'eau et autres vapeurs n*étant pas en contact avec leurs liquides respectifs, suit le rapport de l'expansion des gaz, formant une addition à leur volume de 0^375 par chaque intervalle de ioo<> centigrades; on prat actuellement inférer , et de cette expan«> sion d^ne mesure en 1694 , et de k table des forces élastiques de la vapeur d^eau , la violence d'explosion de cet agent à des températures encore plus hautes 9 et le danger qu'il y a à craindre de Tintroductton d'eau dans des mobiles fermés, ou Von doit verser du métal fondu. De là résultent aussi les accidens terribles qui ont eu lieu en laissant tomber un peu d'eau dans des huiles chauffées. Les petites bulles de verre appelées bombe-duiDdelle, offrent ufi exemple frappant de la force de la vapeur d'eau ; mais le risque qu'il y a qu'il ne soit lancé ' des particules de verre dans les yeux, exige que l'emploi de ces bombes ne soit fait qne par des manipulateurs prudens. M. Watt év»ae à 1800 les volumes de vapeur d'eau résultant d'un volume d'eau et en nombres ronds, à 17218; nombre qui
idi£fèrepeu de la déterinipation çi^dessus de M. Gay- Liissac. L'évaluation à i4ooo, par Désaguiier, était donc extravagante.
11 a été déjà fait mention , que le calorique de jBiuîdité dans la vapeur d'eau surpasse celui d'un poids égal d'eaa houiilante d'environ 54o<> centigrades. La manière la plus convenable dir^déter* miner cette quantité, ou comme on l'appelle la chaleur latente de la vapeur d'eau, consiste à faice • passer un certain poids de cette vapeur dans un
Soids donné ^'eau a une température connue, et , e l'élévation de température du liquide , on conclut la chaleur qui s'est dégagée pendant la condensation de ler vapeur. MM. Watt, La voîfiîcr , le comte de Rumfort , ont publié , ainsi que MM. Clément et Desormes et le D"^ Ui e, des observations sur cesujet. « Dans cette recherche, dit cedernier^ je me servaisd'un appareil très simple, et pouvant donner, je crois, au moyen d'une disposition convenable, les quantités absolues de chaleur latente dans difTérentes vapeurs, d'une manière aussi exacte que les mécanismes les ^lus perfectionnés et compliqués* Avec cet appareil, .on obtiendra à tout degré des résultats comparatifs avec une grande précision. Il consistait en une cornue de verre de très petite dimension , à col court , entrant dans un ballon de Terre très mince et d'environ 8 centimètres de diamètre. Le ballon ^était entouré d'une certaine qUantitéd'eau à une température connue, contenue dans un vase de verre. On introduisît dans la cornue i3 grammes du liquide dont on examinait la va«
Seur, et cette quantité de iiquide fui rapidement istillée dans le ballon , à la chaleur d une lampe d'Argand. La température de l'air était d^^ j'',?.^ centigrades et celle de l'eau dans le vase de i'^^Sti à é^^iif et l'élévation de température^ occasionnée par la condensatioii, de la vapeur , o'excéda jamais ae 2%ià2 centigrades celle de ratmosplièrc. rar ces
x42 »ANU£L
moyens^ comme la eommumcfttion de fo etisrTeQt entre les corps qui diffèrent peu en température est très leiue^ je trouvai que l'air ne devait pas exercer d'influence sensiUe sur l'eau dahs le Tase pendant l'expérience , qui était toujours coiopléte» . ment terminée dans cinq à six minutes. On remuait CQntiuttellemeut dans cette eau un thermomètre d'une grande sensibilité; et Ton pouvait distinguer y. au moyen d'une loupe ^ ses indications à des petites fractions de degré. - ' « Le docteur Black ayant négligé les précautions d^dessusdans toutes ses expériences sur la chaleur ' kttente de la vapeur d'eau wdinaire , il en résulta des erreurs matérielles dans son évaluation de cette chaleur. C'est ainsi que ce physicien distingué trouva que la chaleur latente de la vapeur d'eau n*excédait pas 4^6 à 43o» centigrades; M. Watt estima depuis qu'elle se rapprochait davantage de • 4^8 à Saao centigrades, Lavoisier et M. çDelaplace ont porté cette chaleur latente à 537^77, et le comte de Rumfort à 56o?«
« Dans ma manière de procéder ^ la petitesse de la cornue, le j)ea de longueur du col , et son inser* tion complète dans le ballon, prévienuent toute condensation par l'air dàns son passade, tandis que la surface du balton-, et la^massëdVfi^r'éfant graihide reijativemen^ à la quantité de vapeur employée, la chaleur est lrans])OFtée en entier au réfrigérant^ où elle reste pendant un petit nombre 'de minutes^ sans diminution apparente-
« La même expérience, répétée un grand nombre de fois, se tj'ouva d'un accord parfait dans ses résultais^ dout la table am,* suit prés;2^;s^^<*^e terme mo^en. L'eau , dans chaque oas^ pesait environ !i' kilogrammes^ et Ton disiillart i3 grammes de chaque liquide. La cornue était maintenue placée au centre du ballon au moyen d'un anneau délié &ké autofur de sm. coL. » Quant aux réduciioné
I B£ çttmi£« - , 143
^arithmétiques, jedoi« retrvoyer auM^oire tnéme. Le flocteiir Tlioin<îon, en commentant ceffo partie de mes recherches, observe : « 11 est évident que les chaleurs latentes dérernrinées de cette manière doivent être considérablement au-dessous de la vérité lia méihoLlr imi^ginén par le ronite de BniTi^brd me semhie de beaucoup la meilleurje. Il refi oidissait IVau qui entourait le ballon, de a^'^aa centigrades au-dessous do la températulre du lieu où i! opérait, et il continuait sa distillai ion jusqu'à ce que la température de l'eau fût devenue exactement iiupérieure de ?°,^fk centigrades à celle de ce lieu ». U, le docteur Tbomsdn n*a certainement |ias lu mou Mémoire avec attention : il y aurait vu que je dis avoir recotinti que l'air n'exerce aucune influence sensible sui l'eau du vase pendant Vexpé^eice^ qui toujours est complètement ter* minée datts cinq à^six minutes. I>ans le fait, je laissai le vase de verre d'eau , à plusieurs reprises, à une températqrf^ df a^n^u Centigrades au-dessus de celle du lieu pendant le double de la durée de l'expérience , et je trouvai à peine un changement apei cevable dans le thermomètre plongé dans cette eau; je me mettais ainsi sufCsumuunl en garde contre cette source d'erreoirs. Mais j'ai reconnu depuis qu'il était convenable de &ire ]>our le verre lui-même une compensation que Tai omis ^ par accident^ d'introduire dans mes réductions arithmétiques. Cette rectification aurait élevé la chaleur latente de Teau i très ptèa de 637^977 centtgradea ^ et celle des autres vapeurs dans un degré proportionnel. Je donne ici la table originale, en y joignant une cfiipffjxe corrigé^*
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l44 ' « MANU£I* '
Taiie de la chaleur lateate de^ yapeursm
Echelle Colonne
cent. corrigée.
Vapeur d'eau, à son tenue d'ëbull. 519^,44 ^^1^11
Alcool^ pesant, spécifique 09823. ,1 2127,77 !i36,ii
Élher, terme d'ébuUitiôn 44^,44- iSo^aa i56,o5
Pétrole , 81,» 84,33
Huile de térébenthine. .' ^ 81,» 84)33
Acide nitrique, pesanteur spéc.
1,494 ♦ terme d'ébuUit. 730,89
. centigrades ^77»77 ^^7>77
Ammoniaque liquide, pes., spéc.
Vinaigre '9 pesant, spécifiq. 1,007. 468^33 483,88
« La pesantear spécifique de la vapeur acfueuse
d'une force élastique faisant équilibre à la pression atmosphérique, est^ comparée à celle de l'air, ' d'après les expériences exactes de M. Gay-Lussac, dans le rapport de 10 à 16. Pour la facilité de comparaison , faisons la Vapeur d*eau TuniféonB t,oo. Alors la pesanteur spécifique de la vapeur d*élher lur est 4îOO , tandis que Ja pesanteur spécifique de ['alcool absolu est a,6o. Mais la vapeur d'éther, dont ie tenue d^ébullitton ii*e$t pas de 37078 centigrades, mais de 44^^44 , comme Téther de la table ci-dessu€ , contient de l'alcool; et par conséquent Je nombre qui représente la pesanteur spécifique de sa vapeur doit être un peu diminué ;'il devien<^ dra alors, au lîeu de 4^00, 3,55. L'alcool de o,8a5 de pesanteur spécifique contient beaucoup d'eau. La pesanteur spécifique de sa vapeur est a,3oj celle de la vapeur d'eau étant, comme dessus, l'unité 1,00. Les espaces d'interstice dans ces va« peurs seront donc en raisoti inverse de ces nombres, TTT pour l'éther, ?rjô pour l'alcool, 7;^ pour
i'^au ; d'où il suh^ que tir de cludeur latente»
existait dans la vapeur éthéréé , occupera un espace propoi tionnel par une condensation égale, ou que celte vapeur est douée de la même tension
3ue celle de 777 dans la vapeur alcpolique, et ^ rh dans la vapeur aqueuse. Il conviendra sans doute d'introduire une petite modification pour la différence des tensions thermométriques, ou chaleurs sensibles , sous la méiye force élastique. La vapeur d'eao <Hrdinaire, par exemple^ peut être con* sidérée comme tirant toute son énergie élastique de la chaleur latente multipliée par la pesanteur spécifique la tension thermoniérri^ue.
Donc les forces élastiques de l'eau , de Téther et de'i'alcooL sont ainsi qu'il suit :
*o centig*
E = 5ai,ii X ijoo 100 =s 53^411 = i5o X 3,55 + 44,44 = 576,94
\\ = aa? X a»3o 79,44 =s 597,54
trois équations qui ne diffèrent pas ccbaidérable*
ment entre elles.
Lorsque les forces élastiques des vapeurs sont doublées, ou lorsqu'elles soutiennent une pression double, leurs espaces d'interstice sont proportionnellement diminués- On peut les considérer alors comme étant à Tétaf de vapeurs jouissant de pesanteurs spéciiiques plus grandes. D'où il suit que la seconde portion de chaleur introduite pour donner la double force élastique n'a pas besoin d'être légale à là première pour produire la tension double.
« Cette manière de voir s'accorde avec les expériences de M. Watt , auxquelles on fait aljusion dans le commencement du Mémoire. Il trouva
que la^clidleur latente de la vapeur d'eau est moip*-
di e lorsqu'elle cst produite 6ous une pression piti» grande, ou clans un ijtat plus dense, et que la chaleur latente est {^us grande lorsque la i^apeur est produite sou» utm pression^ moindre 9 oa dans un état raokis dense. BertfaoUet regarde ce fait comme t<-llenienl inexplicable , qu'il a voulu Técai^ter entièremeni^ Qne cette manière de voir, qjae je viens d'az^poser, relativement an rapport qui existe entre la n»rce- élastique , la densité et la chaleur laiente de différentes vapeurs , soit en harmonie aveeles phénomènes, chimiques en gé- .néral^ c'est oeijtte je laisse à d'autres à déleriainer; ce qu^il y a de certain 9 c'est qu'elte s'acconle a^ec le fait inexplicable. Quel que soit le sort de cette loi que j'annonce aujourd'hui, ce qui est établi
Ear JVL Watt peut être implicitement admis sous r garantie de sa sagacité, et de sa bonne foi bien connues. » Ure*s ResearcKes on heat, p. 54 et 55>
Comme c'est le rapport de la vapeur de i*eaa avec la chaleur, infiniment plus grand que celui de l'e^o 9Ut fait que le tcitne d'ébnllttion de ce liquide reste si parfaitement stationnaire, dans des vaisseaux ouverts, sur les feux les plus actifs, on peut s'imaginer que d'autres vapeurs qui ont une chaleuv latente«plus petite ne sont pas capables de iminteAiTYparleiiribimaèiotvyUéballi^ lents liquides respectifs à une température uniforme. J'ai observé que cette variation dans le terme d'ébuilition a eil'eciivement lieu avec Thuile de téré* beâthine ^ pétrole et l'acide snlfuriqùe. Lorscrae ces liquides srat brusquement cbatiiïéd dans des fioles à médecine, ils s'élèvent de la à i5 degrés • centigrades au-dessus. du point ordinaire auquel ces liquides bonillent dans des capsules hémiqphériquea. Il s'ensnit aussi qite lêurS' vapeurs » étant produites avec peu de chaleur , sont aptes à s'élever avec violence d'explosion. L'huile de té-
^ébentàûne varie en outf e 9 dans MOt terme d^uUi*
I>K CHlAîIK. l47
tloii , drivant ^u^eU» «al hmche et limpide z il
n'est donc pas besoin d'élever une objection sur deux degrés de différence. Mais, dans le Système de C/imie da docteur Mwmy ^ et tous ceux publiéa en Angleterre avant on a* assigné
^930,33 centigrades comme étant le terme d'ébulli* tion de celte huile volatile. Il faut en excepter M« Dalton, car il dit : « Plnsieurs auteur^ ont avaneé que l'huile de térélM^Bjbine liout à mS^^^SB centigrades. PigniMre ce qtri a pu donner lien à cette erreur; mais son ébullition a lieu au-dessous de ioo<* centigrades 9 comme toutes les antres huiles essentielles. Le docteur Thomson établit le terme d'éballition de Thuile de térébenthine i i56'>,56 centigrades , terme qu'à raison de la gi ande confiance qu'il a dans: son thermomètre, il insinue devoir être plus exact que le mien à iS^^Jn^^-"à fortiori, qi^e oélui à i6o<>9 fabricant d'huile à qui j'en avais liNçferé; mais la différence de nos deux nombres est en réalité insignifiante, et elle peut être attribuée à l'état de l'huile et de la chalesr , tout aussi bien qu'à des erreurs proveiimt d^instramens on d'observatiow» Il est probable que nos thcjjraomètres étaient éga-' lement exacts, et que jnous en avons fait u^ge a^ec un soin égal. Mais que dira le docteur ThoBa-;^' son de la réduction de M. Dalton ? > : - .u^ / De ce qui vient croire dit , on peut inférer que la conversion à toutes températures , quelquebasses^ qu'elles soient , d'i|n liquide ou d'un soÛde queU;^ conque en vapeur^ e^M: constamment accompagnée^, d'une soustraction de chaleur des corps environ*r nans, ou, en langage populaire, de production de froid y et que le degré de refroidissement sera proportionnel à la capacité de la vapeur pour* la: chafettr^ et à la rapidité de sib forroaHon. L'applî^cation de ce principe aux usages domestiques a Mé sujggérée pour la première fois par les doi^
l48 MANUEL
teurs Cullen et Black, perfectionnée et étendue depuis par M. LesHe.
Il parait, en outre, probable que les gaz permanrns' ont, avec la chaleur, le même rapport supérieur que les vapeurs. Il s'ensuit que leur passage à l'état liquide ou à l'étal solide doit être accompagné de dégagement de chaleur ; et comme dans la combustion de l'hydrogène, du phosphore et des métaux , il y a abondance de mnlièie gazeuse iîxée, c'est à cette circonstance que Black et Lavoisier attribuèrent toule la chaleur et la lumière qui résultaient de cette combinaison. La meilleure explication qu'on puisse offrir de la commune notion , relativement à la chaleur latente des gaz, est l'effet produit par l'air condensé dans un tube-briquet, où la compression mécanicjue semble exprimer et chasser hors de l'air fj oïd son approvisionnement latent et de chaleur et de lumière. Un tube de verre d'environ 20 centimètres (ie lon^ et la millimètres de diamètre, bien calibré , fermé à l'une de ses extrémités, et auquel on adapte un court piston , est ce qui cou vient le mieux pour faire voir l'agréable résultat de cette expérience. Cependant, lorsqu'elle n'a poumobjet j}ue d'enflajnmer de l'amadou, un tube de laiton de 10 à 11 centimètres de large peut suffire. Une condensât ion d'air, opérée avec adresse, au cinquième de son volume, produira la chaleur d'ignition.
Nou$ avons fait voir, en traitant de la chaleur spécifique , que dans un gaz , sa diminution est plus rapide que celle de son volume ; et par conséquent * il y aura dégagement de chaleur par la condensation de ce gaz, soit que nous considérions ce phénomène comme l'expulsion d'un fluide , ou comme l'effet d'actions intenses excitées parmi les molécules par leur rapprochement violent. L'inverse du phénomène ci-dessus se produit en grand
dans les mines de Schmnitz en Hongrie. La ma* chine hydraulique pour l'épuisement d^ ces mines
consiste essentiellement dans deux forts cylindres de cuivre vidés d*air, distans verticalement d'environ 29 mètres l'un de l'autre, et réunis par un luyau ou conduit.- Le cylindre le plus élevé, qui est à Fouverture de la raine , peut être chargé d'eau par la pression d'un réservoir élevé de i\6 mètres au-dessus de lui. L'air^ soudainement délogé par cette énorme pression hydrostatiq^ue, est condensé à travers le conduit, sur la surface de l'eau , dans le cylindre inférieur; ce qui la force à s'élever, dans le conduit, à sa surface; et alors elle prend sa place. Lorsque les rohinets sont tour* nés pour reclharger d^eau le cylindre inférieur, l'air, emprisonné, se dilatant jusqu'à son volume naturel, absorbe assez puissamment la chaleur
{)our convertir les gouttes d'eau qui sortent avec ui en grêle et en neige. M.^Gay^Lussac a dernièrement proposé une imitation en très petit de cette machine pour produire un refroidissement artificiel. Il expose le petit corps à refroidir à un £let d'air s'échappant par un petit orifice d'une caisse dans laquelle cet air a été fortement con* densé. Je fis, dans l'automnede 1816, chez M. Breguet, à Paris, une expérience analogue. Cet ar« tiste cfélèbre m'ayant offert un de ses'élégans thermomètres métalliques , je lui proposai aussitôt de nous en servir pour déterminer la chaleur soustraite d'abord, et ensuite dé|;agée dans l'épuisement d'air, et sa réadmission dans le récipient d'une machine pneumatique. Ayant renfermé dans nn récipient ce thermomètre, et un autre par Crighton , que je me trouvai avoir avec moi, nous reconnûmes, par un épuisement rapide du récipient^ que le thermomètre de M. foeguet indiquait un refroidissement de ^y^^yy centigrades, tandis que celui de Crighton ne s'était abaissé que
1 OO ^UNU£L
de 3o,88* Lorsque les deux thermomètres furent
revenus à la même température, on fit promptement la rentrée de l'air dans le récipient. Le ther» momètre de M..Breguet s'éleva alors de ^7^77 ^^^^ tîgrades, tandis qué celui de Crîghtoa ne manta que de 3°,88, comme ci-dessus,
M. Darwin a donné une explication ingénieuse de la production de la neige sur les sommets des plus haines montagnes ^ par la précipitation de la vapeur provenant de l'air raréfié qui s'élève des plaines et des vallons. «<Les Andes, dit sir H. Davy,
S lacées presque ;sous la ligne , s'élèvent au milieu e sables brûlans. Vers la moitié environ de la jianteur est on climat agréable et doux. Les sommets sont rouverts de neiges qui n'éprouvent aucun changement , et ces rangs de température sont toujours distincts; les vents chauds du dessous ^ s'ils s'élèvent^ refnoidissent en conséquence de la dilatation et de l'air froid ; si par une force quelconque de la bouffée, il est chassé en bas, il est condensé et rendu plus haut à mesure jqu'il des- C(ènd. » ^ . 4^
' J/évapbràtlon et tararéfaction^ les grands-moyens que la nature emploie pour tempérer les chaleurs excessives de la zone torride» agissent très puissamment sur les^ montagnes et les mters;- mais les ' sables de niveau sont dévorés par la chaleur qui n'est point mitigée. Dans les climats plus doux, les ardeurs du soleil des solstices ;5ont teuqpuérées par le^ vapeurs crai s'élèvent en abondance de chaque rivière et ae chaque champ , tandis que te froid d'hiver est modéré par la condensation des vapeurs de l'atmosphère, sous la forme de neige.
Dans les, animaux ) l'équilibre de température est inàinteau par lâ vapeur qui se'dégage en abondance des poumons et de la peau. La suppression de cette émanation est la cause ordinaire d'un grand nombre de maladies dangereuses ^ et parm
h% CSHIMIE. l5l
^les, les lièvres tiennent le premier rang. La cha» leur du corps « dans le cns de transpiration supf^rîfDée, excède quelquefois de 3 ou 4 degrés cen* tîgrades le terme moyen ordinaire de la clialeur dans l'étal de santé. Les moyens directs et naturels d'atténuer les effets de cette température morJbi^ iique , furent ^ pour la première fois^ sysiématiquement .recommandés par le docteur Corrie , de Livcrpool. Il fît voir que par aspersion ou affnsion d'eau froide sur la peau d'un malade .tourmenté de la fièvre, on produit les plus salutaires f%n<ets;^ lorsque la température se maintiénC «in-^lésàls de 3Ho,66 centigrades , qu'il n'y a point de sensation de frisson , ni moitt^ur à la surface du corps. Un moyen élégant de réfrigération topique, coiijMst^ *à appliquer sur une partie <}ueicoi^uè^>ld|ç^ la un morceau de mousseline ou de papi>eil^4lssu , et de rhnmecter avoc de l'étlier, du carbure de soufre ou de l'alcooL .En versant successivement: 4ji|9kv gouttes d'étber sur la surface d'un tube de Ven^^ mince contenant de Peau, on peut former, dans lé cœur de l'été, un cylindre de glace. Le moyen le plus convenable que le chimiste puisse mettre eu nsage pour dépoaîller un gaxde vapeur, consiste à le faire passer lentement à travers un grand tubé courbé en différens sens, et enveloppé dans du papier poreux humecté avec de l'éther* - D'un autre côté , si le chimiste désire exp&si&r ses vaisseaux à une chaléiir réglée, il hit condenser de la vapeur chaude sur leur surface froide. La chaleur, ainsi dégagée de la vapeur, passe dans le vaisseau , et l'élève promptement avec ia pius grande précision à la température qu'il veut obtemr. Tout laboratoire doit donc être pourvu d*un bain de vapeur. Celui que je fis établir il y a peu d'années pour le laboratoire de l'institution où je professe la chimie, dit le Dr Ure, est tellement simple et il\in emploi si efficace, qn^il ra:e semble convenablè
i5a ^vvMh
d'en présenter ici la description. Ce bain de vapenr; consiste dans une boite carrée d'étain dVnviron/ 46 centimètres de long^ 3o de large et i5 de hàf^t^ crensée un peu à son fond par le marteau 9 vers son centre, dans lequel on perce un trou rond de la ou i5 centimètres de diamètre. Dans ce trou est soudé un tube d'étain de 8 a lô centimètres de* long : ce tube entre, en s*y adaptant très exactement , dans l'orifice d'une bouilloire ou cafetière à thé ordinaire, dont le manche est brisé et pliant. A la pàlrti«^opérieure de la boite sont prati(jués elî^i^tmi nombre des trous circulaires de diffé* rens diamètres, dans lesquels on pent placer des capsules évaporatoires de platine, de verre ou de poz^laine* Lorsque la bouilloire, remplie d'eau est mise, âon bec ^taut fermé, sur une étuve, la' vapeur,' en se jouant sur les fonds des capsules, les échauffe à la température requise; et cette vapeur elle-même étant continuellement condensée, des- ^- -"^«iiid «t retourne dans la bouilloire pour s*en élever ' ^^è;^On'veau , en oohobation non interrompue. Les éiuvertorrs sur le dessus de la boite, dont on ne ' fait pas usage, sont fermées avec des couvercles d'étain. Pour sécher des préci|>ités, je ferme le haut du tube de Tentonnoir de verre, et le place droit avec son filtre dans une oàverture de dimen* sion convenable. Pour sécher le choux rouge, les
5 étales de violette » etc. , on se munit d'une auge 'étaîn qui s^adapte solidement à la surface supérfeure de la boite en dedans du bord qui l'entourCé Les orifices circulaires sont laissés ouverts pendant que l'auge est appliquée sur la boite. On peut se servir avec avantage d'un appareirainsi disposé pour répaississement des inassçs pâteuses, à forcer en losanges et coquilles. . -
Mais le plus éclatant trophée élevé à la science du calorique, est la machine à vapeur de Watt. Far une erreur d(^ son ami le docteur Bobison . cë
DE C^IMIK* l53
physicien célèbre a été jusqu'ici privé en partie de ftes droits à radmiration et à la reconnaissance des hommes. Qaoiqae les recherches fondamentales sur ta constitution de la vapenr' d*ean , qui for» maient la base solide de sa gigantesque construction , së trouvent coïncider parfaitement avec les résultats du docteur filack, elles n'en dérivent pas. Dans quelques conversations que jVns Thonneiir d'avoir avec ce bienfaiteur de son pays, peu de temps avant sa mort, il décrivait avec une naïvetié charmante les expériences simples, mais décisives, à Vaide desquelles il p^irvint à déeou^r la chaleur latente de la vapeur d'eau. Ses moyens et son loisir ne lui permettant pas de se prScurer des appareils dispendieux et corajiliqués , il se servit de lioles à médecine. Avec ces lioles, il reconnut et constata les deux faits principaoY : !<>. qu'un ponce cube dVan devait former environ un pied cube , ou 1728 pouces cubes de vapeur d'eau ordinaire; ao. que la ccmdensation de cette quantité de vapeur chaufferait six pouces cubes d*eao, de la température de l'atmosphère à celle de l'ébullition. Il vit donc ainsi que six fois cette différence de température, ou (en supposant la température atmo« sphérique à i % degrés centigrades ) 5ti8 degr^ centigrades de clialeur avaient été pleinement employés pour donner à la vapeur d'eau son état d'élasticité; ce qu'il fallait soustraire entièrement avant qu'il
1>ût étre^ produit un vide mmplet sous le piston de a machine à vapeur. Ces déterminMions-jiratiques se trouvèrent depuis s'accorder assez avec les observations du docteur Black. Quoiqi^; M. Watt fût alors connu du docteur, il n'était pas avec lui dans ces ternies de l'intimité qui les ont unis depuis, et il«ii{étatt pas membre de sa classe.*
trois principaux perfectionnemens de Watt, Ij^^Rnblent avoir épuisé les ressources de la science otIw l'art , sont les suivans : i^. un vase séparé.
S^n^itaj^péilecasideaseur, plongé dons od corps dVau roide, et communiquaiit fiimpleineiit avec le grand cjliudje, dans lequel se ineut le piston d'impulsion , par un tu^au luiiice placé à côté de lui. Ea ouvrant une soupape ^ ou robinet de coumiotticd» lion, la Tapeur dreau élastique qui avait sobievé le^ lourd piston , s'élance avec une vilesse magique dans le tuyau , laissant un vide presque parlait dans le cylindre , dans lequel le jppston est forcé de descendre par la pression de Tatmosphère* Ce qui avait paru impossible aux précédens constructeurs de machines à vapeur, s'accomplissait ainsi. Le vide était formé sans refroidir le cylindre lui-même. Il restait ainsi à Ja ctpileur bouiUant#pour recevmr' le moment diaprés la vapeup plastique et la main*tenir à cet état. 2^. Son second grand perfectionnement consistait à supprimer tout-à-lait l'usage de la presjsioo atmosphérique y et à faiare mouvoir • le piston par la force de la vapeur seule, en. la faisant agir alternativement eji dessus et en dessous de ce piston , qui par conséquent n'avait pas besoin d'être très louid pour redescendre; et ce qui dé« sormais ne devait pas nécessiter une aussi grande dépense de chaleur. 3°. Le dernier perfectionnement enfin était l'impulsion double, au moyen de laquelle la puissance de sa machinée , (iéjà si grande, était dans un instant plus que doublée. 11 n'avait pas besoin alèrs du contrepoids jusque là nécessaire dans la machine à impulsion simple, et Watt l'ailégeait ainsi du poids de plusieurs centaines de kilogramU^es dont ^ depuis Tépoque de son in^ven* tion , environ soiii:a0te«>dix a^s auparavant^ os
l'avait chargée..
L'application de la vapeur d'eaaà réchauffement des appartemens est un autre fruit précieux d^^ tade de ia nature et de la manière d^agir ^^^H^^ vapeur. Ainsi, par une combinaison de moyens 31 sûreté , de propreté et d-agi ément ^ on parviciii^à
DE CHIMIE. l55
produire une chaleur dont on peut adapter l'emploi à tout objet de convenance et de commodité l^aitîcalièreft 9 ou en faire un usage utile dans les -mBMufmclurés et ëtaUissemeiis puSiie». Il a été reeonna qu'une chaudière en ébullition échauffera, ^mr jjled cube (environ 28 décimètres cubes), un espace de deax mUle pieds (environ 610 mètres) fmift une iilatore de coton doiït k chaleur moyenne est de :30 i a5 degrés centigrades. Et st Ton évalue à 25 pieds cubes (environ 700 décimèfres cubes) de chaudière en ébaUition la force d'un cheval dans me machine à vapenr, ddot le travail se fott par manège , alors une semblable cfcandi^ suffirait pour ccliiiuffer cinquante mille pieds cube» (environ i49i5o mètres cubes) d'espace. H a été aussi reconnu qu'un pied carré (9a9r centimètres carrés) dé surface decondnit de vapeur d'ean safiSt pour l*échauffement d'un espace de deu:t cents pieds cubes (environ f> mètres cubes). Celte quantité de surface s'adapte à un bâtiment ordinaire bien con« stnit en briques on pierres. La soupape de sûreté de la chaudière devrait être chargée d^nn^ poids d'environ un kilogramme par chaque aire ou surface d'environ six centimètres carrés, ainsi que cela est réglé pour les madunes à vapenr de M. Watt. Dw eondnitsr on taryavx de fonte de fer sont préférables à tous autres pour la diffusion de chaleur. Il faut tenir compte de la diiatàtion, qui, dans la fonte de fer, peut être évaluée à environ deogc ffHUîmètres et ciemi pour chaque longnenr d'environ trois mètres. Les conduits devraient être distribués a quelques centimètres en dedans du plancher. *
Qti iait aetuellement un tsès gi^and usage de la vapeur d/eau pour sécher ht momseline et les en-'
licots. On eu remplit de gros cylindres, qui, en répandant dans la pièce où ces étoffes sont sus*
. l56 MANUEL
pendues, une chaleur de 4o'<ni Sb degrés centi*»
grades , les sèchent rapidement. Parfois on fait glisser Fétoffe en serpentant , et en l'y pressant fortement 9 autour d'une suite de cylindres à va** * peur, rangés parallèlement. ËUeést ainsi entièrement séchée, et sans danger, dans une minute de temps. L'expérience a appris que dans des laines teintes en couleur vive, comme Técarlate^ séchées à une chaleur «ordinaire de magasin d*én- TÎron 63 degrés centigrades, la couleur est de« -venue foncée, et qu'elles sont rudes au toucher, tandis que des écheveaux semblables, laissés sur le conduit à ^meur, chauffés jusqu'à environ 74 fidegrés centigrades, cônseryent la nuance et Téetat .
3u'ils avaient étant mouillés. Ceux qui travaillent ans les ^ppartemens où l'on sèche à la vapeur d*eau sont sains et bien portans; les ouvriers qui étaient amtf^fois employés dans lés magasins chauf* fésà Tétuve deirenatent prou^ptement maladifs et éniaciés. Il faut attribuer ces effets nuisibles à l'action sur l'atmosphère de la fonte de fer^ à une ' tempéi^ature élevée.
L'échauffement au moyen de la tafpeur d*eaa , de grandes quantités d'eau, ou autres liquides , soit pour hains ou pour manufactures, peut avoir lieu de deux manières; c'est-à-dire^- que te conduit à vapeur peut être plongé ayant une eittrémité * ouverte dans un réservoir d'eau; ou, que la vapeur d'eau peut être répandue autour du liquide, en le faisant passer dans l'intervalle laissé vide entre le vaisseau qui contient le liquide et une. enveloppe dé bois dont on le garnit. Ce second moyen est d'une application universelle. Un gallon (environ 4 litres) d'e^u à l'état de vapeur pou vaut chauffer 6 gallons ( 24 litres) à^io^" centigrades |usqu*du terme de Tébullition ou' de go^ centi- ^^rades; i gallon (4 litres) de vapeur d'eau suffira
