TEMPÉRATURES

par expériences.

Contraction Contraction par expériences.

Contraction par calcul.

par expériences.

Contraction par calcul.

les 3161:14/60,12] 78,38 | 78,36

Les expériences furent faites dans des tubes thermométriques scellés hermétiquement.

L'alcool, à 780,41 centigrades, produit environ 488 fois son volume de vapeur à 1000. Le sulfure de carbone, à 46°60 , donne 491 fois environ son volume de vapeur.

L’éther, à 35°,66, produit environ 286 fois son volume de vapeur.

L’eau , à ro0° centigrades , produit environ 1633 fois son volume de vapeur.

M. Dalton a le mérite d’avoir le premier prouvé que les dilatations de tous les fluides aériformes,

lorsqu'ils sont isolés des liquides, ont uniformément lieu par le même accroissement de température; et ce fait, d’une grande importance pour la chimie pratique , a été pleinement confirmé par les recherches indépendantes, et également originales, de M. Gay-Lussac sur ce sujet, avec un appareil perfectionné et plus exact. Ce chimiste physicien démontra que 100 en volume à o° centigrade , deviennent 1,375 à 100° centigrades. Il s’ensuit que l’accroissement de volume pour chaque degré centigrade est de o, 3— 0,00375 = ——.

Ainsi donc, pour réduire un volume quelconque de gaz à une température donnée, il faut multiplier la différence thermométrique en degrés centigrades par 0,0037b ou ——, et soustraire le produit du volume connu, si le gaz doit être chauffé à une température supérieure à la température donnée; ou bien le produit doit être ajouté, si le gaz doit être refroidi au-dessous de cette température. Les vapeurs, lorsqu’elles sont chauffées hors du contact de leurs liquides respectifs, obéissent à la même loi que les gaz; découverte dont en est redevable à M. Gay-Lussac.

Nous parlerons actuellement de l’anomalie que l’eau présente dans ses dilatations par des changemens de température, et nous terminerons par des applications pratiques aux faits qui précèdent.

Les académiciens de Florence, et après eux le docteur Croune, observèrent qu’en plaçant dans un mélange de glace et de sel marin la boule d’un tube de thermomètre de verre rempli d’eau, ce liquide s’abaissait progressivement dans la tige jusqu’à un certain point; après quoi, le refroidissement continuant d’avoir lieu, il était accompagné d’une ascension du liquide, indiquant dilatation de l’eau. Ce phénomène remarquable fut pour Ja première fois étudié avec beaucoup de soin par M. Deluc, qui plaça le terme apparent de la plus grande densité de l’eau à 40 degrés de l'échelle

de Fahrenheit (+ 40,44 centigrades); et il estima qu’à partir de ce point, la dilatation de l’eau varie également par un changement égal de température, soit en augmentation ou en diminution.

M. Deluc ayant négligé, dans ses expériences, la correction nécessaire à faire pour l’effet de la dilatation du tube de verre qui contenait l’eau, il fut reconnu depuis, par sir Charles Blagden et M. Gilpin, qu’en tenant compte de cette dilatation , le terme réel de la plus grande densité de l’eau était à 39 degrés Fahrenheit ( + 3°,89 centigrades). | Résultats des Expériences de MM. Blagden et Gilpin.

Pesanteur spécifique.

Volume e Volume de Peau. | Température. | Ge l'eau.

| Pesanteur

es |

Enfin , le docteur Hope publia, en 1804, Edimburg Phil. Trans. , une suite d'expériences sur ce sujet, qui écartèrent la complication résultant, dans la question , de la dilatation des solides. Il fit voir que de l’eau, étant exposée à une atmosphère qui la gèle, dans des vases cylindriques de verre élevés, ses molécules plus froides se précipitent au fond du vase jusqu’à ce que la température de la masse soit descendue à 39°,5 Fahrenheït ( + 4°,16 centigrades); alors les particules plus froides se trouvant à sa surface, M. Hope varia l'expérience, en en-

tourant d’une zone de glace la partie supérieure, le milieu et le fond des cylindres ; et, dans chaque cas, des thermomètres très sensibles , placés à la surface et au fond de l’eau, indiquaient que la température 39°5 Fahrenheït (+ 4°,16 centigrades) coincidait avec le maximum de densité. Nous pouvons considérer le terme de + 40,44 centigrades assigné par les chimistes français, et qu’ils ont adopté, en déterminant leur étalon des poids et mesures , comme suffisamment exact.

La force avec laquelle les corps solides et liquides se dilatent ou se resserrent par la chaleur et le froid est si prodigieuse, qu’elle renverse les plus forts obstacles. On remarqua, il y a quelques années , au Conservatoire des Arts et Métiers, à Paris, que les deux murs de côté d’une galerie s’étaient écartés l’un de l’autre par la poussée audehors que leur faisaient supporter le toit et les planchers. On pratiqua , dans chacun de ces murs, plusieurs ouvertures opposées les unes aux autres, et l’on ÿ introduisit, à distances égales, de fortes barres de fer traversant d’un mur à l’autre. Les extrémités de ces barres de fer, extérieurement à chacun des murs, étaient garnies de disques de fer épais, qui y étaient fixés au moyen de vis et d’écrous. Ces barres suffirent pour maintenir les murs dans leur position actuelle. Mais il eût été audessus de tout effort de la force humaine de les rapprocher. Alors on imagina de chauffer, au moyen de lampes, toutes les barres d’un côté, qui, en conséquence, éprouvèrent de l'allongement. Les disques de fer à l'extérieur étant ainsi dégagés de leur contact avec les murs , il devint possible de les placer plus loin sur les extrémités des barres. Les lampes étant retirées , les barres, en refroidissant, se contractèrent, et tirèrent sur le mur opposé. Les autres barres devinrent en conséquence moins serrées à leurs extrémités, ce qui permit de visser les disques plus en avant sur elles. Les barres qui

avaient été chauffées d’abord, l'ayant été de nou-

veau , on procéda de la même manière. On parvint, par ces moyens ainsi successivement répétés, à rétablir les murs dans leur position verticale; et il eût été facile de ramener leur courbure en dedans, si l’on avait voulu leur donner cette disposition. La galerie existe encore avec ses barres, pour attester la réussite de ce moyen ingénieux du conservateur, M. Molard.

Changement d'état produit dans les corps par le calorique, changement indépendant de celui de composition. — Les trois formes de la matière, celles solide, liquide et gazeuse, semblent se rapporter immédiatement au pouvoir qu'a la chaleur, de modifier, de balancer et de dominer la force d’attraction de cohésion. On sait que tout solide peut être rendu liquide, et que beaucoup d’entre eux , ainsi que tous les liquides, sont susceptibles d’être volatilisés par une certaine élévation de température. Et, réciproquement, presque tout liquide connu peut être amené à l’état de solide par l’abaissement de sa température. Il ne nous a pas encore été, jusqu’à présent , possible d’opérer la conversion de l’air et d’autres fluides élastiques en liquides ou en solides, cela tient probablement à nos moyens limités sur la dépression thermométrique; mais nous savons que, par un rapprochement mécanique des molécules de ces corps, il se produit un dégagement très considérable de chaleur, ce qui doit nous convaincre que leur conversion en gaz est intimement liée à l’action de ce pouvoir répulsif. |

L’éther sulfurique, toujours liquide dans notre climat, exposé à la rigueur du froid d’un hiver de Sibérie, deviendrait solide, et transporté dans la zone torride, il y formerait un gaz permanent. Nous sommes familiarisés avec les mêmes transmissions en ce qui concerne l’eau ; seulement son terme de yaporisation étant beaucoup plus élevé, nous som-

mes portés d’abord à considérer la vapeur d’eau comme une condition de ce liquide qui n’est pas “dans sa nature. Mais en généralisant nos idées, nous apprenons qu’il n’est pas en réalité d’état de corps qui puisse être appelé plus naturel qu’un autre. La solidité, la liquidité, l’état de vapeur et de gaz, ne sont que des cas accidentels, se rapportant à un terme ou niveau particulier de température : si nous faisons passer la vapeur aisément condensée d’acide nitrique à travers un tube de verre chauffé au rouge, nous la convertirons ainsi en deux gaz qu’il ne nous sera plus possible de condenser par aucun degré de froid qu’il soit en notre pouvoir de produire. Les molécules qui constituaient le liquide ne peuvent plus se réunir ensemble pour le reproduire, parce que leurs distances sont changées, et qu’il en résulte que l’action des attractions réciproques, au moyen desquelles leur union avait lieu, n’est plus aussi la même.

Table des températures auxquelles différens liquides prennent l’état concret, ou se congèlent.

Degrés centigrades.

Éther sulfurique. . . . .. — 43,33 Ammoniaque liquide. . . . — 43,33 Acide nitrique, pes.spéc. . 1,424 — 43,05 Acide sulfurique, pes.spéc. 1,6413-—— 42,77 Mereure Ki EPS NES — 39,44 Acide nitrique, pes. spéc. . 1,407 — 34,50 Acide sulfurique, pes.spéc. 1,8064— 32,22 - Acide nitrique, pes. spéc. 1,3880— 27,83 Idem. idem. . . 1,2583— 27,6d Idem. idem. . : 1,3290— 19,66 Eau-de-vie. . . .. MARNE C — 21,66 Acide suifuri ue.pes.spéc. I 8376 — 17,22 D quon. . FN { — de 1588 15.

Sel commun. . . 25 +Éauy5 — 15,55

Fdem. 41.1... 22,2 + 1d. 97,81 13,77

Degrés centigrades.

Muriate d’ammon. . 20+Eau 80,»— 13,33 Sel commun. ... . 10+ Zd. 90 — 12,b0 L PCT NEA AE 16,1 +1d. 83,9— 10,27 Huile de térébenthine. . . . . . . — 10 HS HOntS 1e os. — 6,66 Tartrate de potasse et

de soude. . . ... bo+ Id. 50 — 6,11 Sel commun. . . .. 10+1d. 90 — 5,82 Huile de'bersamoté ni. : . . — 5 DE) CRAN AU € — 3,89 Sel commun. . 6,25 + Eau 93,75 — 3,66 INitre: 3" 12,00 + Id. 50e — 3,33 Sel commun. . 4,16 EU. Ub,84 — 2,50 Couperose. . . 41,6 14. 58,4 — 2,292 Mimaigre.. . AR... a. — 2,3 Sulfate de zinc. 53,3 <+1d. 46,7 — 2,5 D DR NT PR nn — 1,7E LT D Ne LR EN EE rar ee — 0, Huile d'olive, | 5... NE + 2,22 Soufreet phosphore,parties égales. 4,44 Acide sulfurique, pes. spéc. 1,741 5,06 Idem. lé à. 1,780 7,78 Per d'amis, : 162 JUMP 10 Acide acétique concentré. . . .. 10 Suif, docteur Thomson. . .... 33,33 Phosphore, PANNE HU) A AN 42,22 Stéarine proy. de graisse de porc. 42,78 PHÉRDIACE Lee PU ee. e 44,44 Huit, Nicholson". "117.0 2,78 Acide MARS ArIQUEs 2 56,67 MOI... à ee Pal 56,88 GO UMR... 4, ea pe Gr,1x REED En 65,»

Gue-bDinnche. . "4 UNS Cam 66,33 6 GUN: SOS | GAMME an 90 Soufre, docteur Thomson. . . . 103,33 Idem, docteur Hope. . ..... 112,22

tain SP ET dns AU ST 4 227377

Degrés centigrades.

Bis LR A TR TRE 246,66 DIODES CA QE Er CRE 322,29 Zinc, suivant sir H, Davy. . .. 360 Idem. idem, M. Brogniart. . . . 370 ARHMOENE.S LU, FN LUE CT 431,66 ?

La température des corps qui, au-dessus du suif, dans cette table, prennent l’état concret, s’appelle ordinairement leur point de congélation; et celle du suif et des corps au-dessous est leur température ou terme de fusion. Actuellement, quoique ces températures soient établies en regard de quelques articles, en fractions d’un degré thermométrique, il faut observer que différentes circonstances modifient le terme où les liquides prennent Pétat concret, à travers plusieurs degrés; mais que les points de liquéfaction des mêmes corps, lorsqu'ils sont une fois devenus solides, sont uniformes et fixes aux températures précédentes.

Si, après avoir rempli un matras à étroite ouverture, d’eau récemment distillée, on l’expose par degrés à une température considérablement audessus de zéro, on observera, au moyen d’un thermomètre qu’on y aura laissé, que la température de l’eau liquide se sera abaïssée de 5 à 6 degrés centigrades au-dessous de son point ordinaire de congélation. En recouvrant d’huile la surface de l’eau , M. Gay-Lussac est parvenu à faire refroidir ce liquide à 11°,94 centigrades au-dessous de la température à laquelle il se gèle ordinairement. Son volume se dilatait en même temps tout autant que si elle eût été chauffée de cè même nombre de degrés au-dessus de zéro. Suivant sir Charles Blagden, à qui appartient la première de ces deux observations , sa dilatation peut s'élever au septième de agrandissement total qu’elle éprouve en se solidifiant. Le repos absolu des molécules liquides n’est pas nécessaire pour que le phénomène ci-dessus ai?

DE CHIMIE. TI lieu; car sir Charles Blagden remua l’eau descendue à 11°,66 centigrades, sans que cette agitation la fit geler : mais la moindre vibration de leur masse, ou l’application , par l’atmosphère , ou avec la main, d’aiguilles glacées, déterminent instantanément une congélation.

Les mêmes phénomènes se présentent avec les dissolutions salines. Si l’on refroidit à— 27° centigrades, sous une pellicule d’huile, une dissolution saturée de sel de glauber ( sulfate de soude), elle restera liquide, et pourra être agitée avec la main , sans éprouver aucun changement; maïs, si l’on place une fiole contenant de cette liqueur saline exposée sur une table qui branle, la cristallisation s’y formera à l’instant. Dans un mémoire sur la cristallisation saline, que le docteur Ure publia dans le Journal of Science, neuvième numéro, il donna l'explication qui suit du phénomène cidessus. « L'effet que produit le trouble mécaniquement opéré, de déterminer la cristallisation, s'explique par la disposition symétrique que prennent , par l'électricité et le magnétisme, des molécules de poussière-de fer. Si, après avoir répandu de ces molécules sur une surface plane, on présente , à une certaine distance, des forces magnétiques et électriques, il ne se produira aucun effet. En imprimant à la surface plane un mouvement d’ébranlement, alors les molécules , dès l'instant où elles sont rendues libres du frottement de la surface, s’arrangent d’elles-mêmes, suivant les lois de leurs attractions respectives, magnétiques ou électriques. L’eau de dissolution, en faisant obstacle à la solidification, écarte non seulement les molécules à des distances au-delà de la sphère de leur attraction réciproque, mais probablement aussi elle renverse leurs pôles attirans » Peut-être l’expression détourner serait-elle plus appropriée à la liquéfaction, pour dénoter une ‘obliquité de direction dans les pôles attirans; et le

mot renverser pourrait être appliqué à la forme: gazeuse, lorsque l’état répulsif succède aux pou-. voirs faiblement attractifs des molécules liquides.

L'eau, toutes les dissolutions susceptibles de cristalliser, et, après fusion, les trois métaux, la fonte de fer, le bismuth et l’antimoine, se dilatent considérablement en volume au moment de leur solidification. Les plus grands obstacles ne peuvent résister à l’action de cette force expansive. Ainsi, des bouteilles de verre, des troncs d’arbres, des tuyaux de fer et de plomb, des rochers même, éclatent et sont brisés par la dilatation de l’eau qui existe dans leurs cavités, lorsqu'elle est convertie en glace. Par la même cause aussi nos pavés sont soulevés dans l’hiver. Cette cause a pour effet avantageux de diviser ou de rendre moins serrée, par les gelées d’hiver, la texture compacte des sols argileux, au moyen de quoi les fibres délicates des plantes peuvent aisément les pénétrer. Le major Williams , de Québec, fit éclater des bombes qui avaient été remplies d'eau et tamponnées, en les exposant à un froid capable de faire geler cette eau.

L'augmentation de capacité pour la chaleur que les solides acquièrent en se liquéfiant, peut nous mettre en état de comprendre et de faire lapplication du procédé de refroidissement artificiel, au moyen de ce qu’on a appelé mélanges frigorifiques. Lorsque deux solides, tels que de la glace et du sel, donnent, par leur affinité réciproque , naissance à un liquide, il est besoin d’une grande quantité de chaleur à prendre sur les corps environnans, ou ces Corps sont puissamment dépouillés de leur chaleur, et par conséquent leur température s’abaisse. En faisant un mélange à o° de neige pulvérisée et de sel commun, il se produira sur le thermomètre plongé dans ce mélange un abaissement d’euviron 21°,11 centigrades. Plus la liquéfaction a rapidement lieu, plus le froid produit est

DE CHINIE. 73 grand. C’est ce qui a donné l’idée de lexpérience paradoxele qui consiste à mettre sur le feu dans une casserole le mélange frigorifique ci-dessus

avec un petit vaisseau plein d’eau qu’on y place. Dans peu de secondes, l’eau se trouvera étre entièrement gelée. La dissolution de tous les sels cristallisés est accompagnée d’un abaissement de température qui, en général, est d'autant plus grand que le sel est plus soluble. Un mélange à artiés égales de sel ammoniac et de nitre, l’un et l’autre sel en poudre, est celui qui convient le mieux pour procurer un refroidissement modéré , parce que l’eau de dissolution étant ensuite enlevée par l’évaporation, les sels pulvérisés qui restent sont tout aussi efficaces qu’ils l’étaient d’abord.

Mais la diminution de température par la liquéfaction ne se borne pas aux corps salins. Lorsqu'on mêle ensemble un amalgame solide de bismuth et un amalgame solide de plomb, ces amalgames deviennent liquides et le thermomètre baisse pendant que leur action a lieu.

L'équilibre entre les forces attractives et répulsives, qui constitue l’état liquide des corps, est totalement rompu par une élévation définie de température, lorsque les forces extérieures comprimantes ne varient pas. Le passage de l’état liquide à celui de fluide élastique est ordinairement accompagné de certains mouvemens d’explosion, appelés ébullition. Les températures particulières auxquelles les différens liquides éprouvent ce changement sont donc établies comme leurs points ou termes d’ébullition, et le fluide élastique qui en résulte a recu le nom de vapeur, pour le distinguer du gaz, substance dont l’état d’élasticité est permanent, et qui n’est pas condensable comme les vapeurs par des degrés modérés de refroidissement. 11 est évident que quand les forces attractives, quelque faiblement qu’elles agissent dans un li-

quide, sont vaincues par des pouvoirs répulsifs énergiques, les distances entre les moléciles doivent être considérablement augmentées. C’est ainsi qu’un décimètre cube d’eau à + 4°,44 centigrades, devient un décimètre cube et =, sur la limite de 100°, et à 100° il est converti en 1600 décimètres cubes de vapeur d’eau. L'existence de cette vapeur indique que sa force élastique fait équilibre à la pression de l’atmosphère. Si cette pression est augmentée au-delà de ce qu’elle est ordinairement par des moyens naturels ou artificiels, alors la force élastique de la vapeur d’eau étant en partie surmontée, 1l en repasse une portion à l’état liquide. Et réciproquement , si la pression de l’air est moindre que dans l’état moyen ordinaire de l’atmosphère, les liquides prendront la forme de fluides élastiques par nne répulsion calorifique d'intensité moindre, ou à une tension thermométrique plus faible. Le professeur Robison a entrepris une suite d'expériences ingénieuses , dont les résultats semblent prouver que la pression atmosphérique étant tout-à-fait supprimée, c’est-àdire dans le vide, les liquides deviennent fluides élastiques à 68°,88 centigrades au-dessous de leur terme ordinaire d’ébullition ; d’où il suit que dans le vide, l’eau entrera en ébullition, et passera à la distillation à 100°—68,88—310,12 centigrades. Ce principe fut mis il y a long-temps en pratique par le célèbre Watt, dans ses recherches sur la machine à vapeur, et il a été récemment appliqué d’une manière très ingénieuse par M. Triton, dans son alambic, pour lequel il a obtenu un privilége (Phil. Mag., vol. 51), et par M. Barry ( Med. Chir. trans., vol. 10).

Lorsqu'on place sur la flamme un vaisseau qui contient de Peau, on entend aussitôt un bruit de sifflement où frémissement. On attribue ce bruit aux Vibrations occasionnées par l’évaporation successive et la condensation des molécules en contact

DE CHIMIE. 75 me!

immédiat avec le bord du vaisseau. Le bruit devient plus fort à mesure que le liquide est plus chauffé, et il se termine en ébullition. La température devient alors soudainement stationnaire, lorsque le vaisseau est ouvert, quelque rapidement qu’elle s'élève, et quelle que soit la force du feu appliqué au vaisseau. Le docteur Black ayant mis un vase d’étain rempli d’eau à 10° centigrades, sur une plaque de fer chauffée au rouge, dans quatre minutes cette eau commença à bouillir, et au bout de vingt minutes, elle était évaporée en totalité par l’ébullition. De 10° centigrades à 100, l'élévation de température est de go°; et en divisant cet intervalle par 4, on a 22°,5, représentant la quantité de chaleur qui entre dans le vase par minute. D'où il suit, que 20 minutes, ou 5 fois 4 multipliées par 22,50=—450,nombre indiquant qu’il est entré 4bo° centigrades de chaleur dans l’eau bouillante pour la convertir en vapeur. Mais la température de cette vapeur n’est encore que celle de 1000; d’où il suit, suivant le docteur Black, que 450° ont été employés seulement à donner la tension élastique, ou, selon Irwine, à fournir cette quantité de chaleur à la capacité prodigieusement croissante de l’état aériforme, et par conséquent cette quantité peut être appelée chaleur latente, comme n'étant pas sensible au thermomètre. Les plus exactes expériences de M. Watt font voir que quelle que soit la durée de temps assignée à l’échauffement d’une masse d’eau de 10 à 100° centigrades , il faut 6 fois plus de temps d’une chaleur uniforme pour la vaporisation totalè de cette eau. Tout manipulateur attentif a dû observer que l’eau

araît arriver plus difficilement au terme de son ébullition dans un vase de verre, que lorsqu’elle est exposée au même degré de chaleur dans des vases métalliques. M. Gay-Lussac a étudié ce sujet avec la sagacité qui le caractérise. Il a découvert que l’eau bout dans un vase de verre à une tem-

>érature-de 101:°,22 centigrades, tandis que celle: de l’eau bouillante dans un vase d’étain contigu n’est que de 100°. Du verre en poudre mis dans le vase de verre fait descendre le thermomètre qu’on y plonge à r00°,33 centigrades; et la limaille de fer à 100°. Lorsqu'on retire pour quelques secondes la flamme de dessous un vase dé verre d’eau. bouillante, l’ébullition recommencera en y projetant quelques pincées de limaille de fer.

Les professeurs Munche et Gmelin d’Heidelberg ont étendu ces recherches, et ont annoncé. avoir obtenu, relativement aux points d’ébullition, les résultats intéressans présentés dans la table qui suit : EL

S THERMOMETRE SUBSTANCES THERMOMETRE : RER à ' à 12 millimètres au-

des touchant Le fond.

! 4 dessous de la survaisseaux. Echelle centigrade, k b face de l'eau.

Argent 99°875 9g°75 HPlitine...... 99,875 99:375 DIT LORIE 100,500 100,123 ITer-blanc, ... ; 100,96 99:81 Marbre. RUE DORE 100,55 99,81 { Plomb. ae : 100,25 99,87 2 HÉtamis de 100,39 99,879 1 Porcelaine... | : 160,09 99:94 4 | Verre blanc..... 100,39 0?

l'Merre vert. MX 101,00 100,75 Idem, .... 100,39 100,»

Poterie de Delt, .. I0I,» 100,39 Poterie commune. . 101,» 100,29

Il est difficile de concilier ces variations avee les résultats de M. Gay-Lussac. Suivant lui, la vapeur formée à la surface d’un liquide peut faire équilibre à la pression de l'atmosphère, tandis que

é DE CHIMIE. 77.

* son intérieur prenait un plus grand degré de cha- leur que celui de sa véritable ébullition, pourvu que le liquide fût renfermé dans un vase et chauffé par sa partie inférieure. Dans ce cas, l’adhérence de liquide au vaisseau peut être considérée comme analogue à la viscosité dans sa manière d’agir pour élever la température de l’ébullition. Il est facile, d’après cela, d'expliquer le phénomène des soubresauts qui ont quelquefois subitement lieu dans des liquides bouillans. C’est surtout dans la distillation de l'acide sulfurique que ces phénomènes sont souvent très marqués, et quelquefois de manière à briser l’appareil, si la distillation se fait dans un vase de verre. On peut efficacement prévenir cette cause de danger en mettant dans la cornue quelques petits morceaux de fil de plaüne; il n’y aura plus alors de dégagement subit de gaz, et par conséquent les vaisseaux ne seront plus sujets à se rompre ( Annales de Chimie et de Physique, vol. 7). Si lon introduit un morceau de papier, une croûte de pain ou une poussière dans un liquide légèrement imprégné d’acide carbonique, le dégagement de cet acide sera déterminé. De même aussi les aspérités de la surface d’un verre où autre vaisseau agissent comme les pointes dans lPélectricité, pour chasser un gaz ou vapeur présente dans le liquide que ce vaisseau contient.

Dans tous les exemples de la table qui précède, la température est plus grande au fond qu’à la surface du liquide; et les différences spécifiques - peuvent être attribuées à la force attractive du vaisseau 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 l’eau bouillante , en contact avec elle, une température de 0,815 ‘centigrades plus élevée que l'argent et le platine. Entre l’eau et le fer, l’étain ou le plomb , il y a des rapports réciproques à des

températures élevées, qui ne paraissent pas exister relativement à l'argent et au platine.

On à présenté, dans la table qui suit, les termes d’ébullition des liquides les plus importans sous la pression moyenne de 760 millimètres de mercure.

: Termes d’ébullition, centigr.

Ether, pes. spéc., 0,736 , à environ 9° centigrades. Gay-Lussac. 370,98

Carbure de soufre. . . . . . Idem. 45 »

Alcool , pesant. spéc. . . 0,815 Ure. 78 ,05 Acide nitrique, pes. spéc. 1,500. Dalton. 98 ,99 M lit etats shoes Fete 100 ,»

Dissol. saturée de sulfate de soude. Biot. 100 ,79

Dissol. saturée d’acétate de plomb. Idem. 102 ,03 Dissolution saturée de sel marin. Zdem. 105 ,85

Muriate de chaux. 2+eau :1 Ure., :: 4ro »

lement. 4 Hs 30,5-eau 64,5 Idem. 112 ,97 11 151 ANR DENT 40,5+eau 59,5 Idem. 115 ,55 Acide muriatique, pes. spéc. 1,094 Dalton, 111 ,11 Idem. déniter Ait Ge 1,127 Idem. 105 ,55 Idem. idem. . ... . . . 1,047 Idem. 105,55 Aeidenmitinique::.. 41) 149. ddémil . ant 5 ARRET sa uS vil 1,42 Idem. 120 ,»

TOME Us 1 ont 1,40 ZIdem. 119 ,44 tbe Lai CN EL 1,30 Zdem. 116 ,66 He ER ER Aline à 1,30" Zdems 1113408 PIS RAS PAR ES RIRES 1,16 Idem. 104 ,44 Pétrole rectifié . . . . . . . Ure. 152 ,22 Huile de téréhenthine . . . Idem: 197 ,77 Acide sulfuriq., pes. spéc. 1,30+Dalton. 115 ,55 Her. : 100 AIO AE EE 1,408 Idem. 126 ,66 ldérn.. : + NRA dE al 1,520 dem. 143 ,33 : CE CREER RCE ARRET 1,60 Idem. 176 ,66 Hé: 11. PRNIPER 1,670 Idem. 182 ,22 Hé...) et 1,609 dem. 190 ,»

RS. 0. DER 1,730 Idem. 109 ,33 DAME. 4 Lie 1,780 Idem. 32b ,»

"0 LITE AN RENE 1,810 Zdem. 244 ,44

; Termes d’ébullition, centigr- Acide sulfuriq., pes. spéc. 1,819 Dalton. 25r ,66 Idem . . .........1,827 Idem, 260 ,55

Dldem . . . . .. ... . .1,833 Idem. 268 ,33 Acide sulfuriq., pes. spéc. 1,842 Zdem. 285 ? Idem... ........x,847 Idem. 3or ,56 RTS. 1 0 douit us à OS Ldeni: 310 ,»

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M TAN dune 207 ,77 Miiledenlin: . ..: . 42 ni 336 ,66 Mercure (Dulong , 350°). . . . . 346 ,66

Ces liquides émetteut des vapeurs qui, à leurs termes respectifs d’ébullition , font équilibre à Ja pression de l’atmosphère équivalant à 76 centi. mètres de hauteur verticale de mercure; mais à des températures inférieures ils produisent des vapeurs d’un pouvoir élastique inférieur. C’est ainsi que la vapeur de mercure s'élève dans le vide du tube barométrique, comme cela 5e voit particulièrement dans les climats chauds, par la rosée mercurielle sur le tube de verre, à son sommet. Il s'ensuit que l’humidité aqueuse adhérente au mercure le fait abaisser au-dessous du véritable niveau barométrique, d’une quantité proportionnelle à la température. Le détermination de la force élastique des vapeurs, en contact avec leurs liquides à différentes températures, a été l'objet d’un grand nombre d'expériences.

En déterminant, par l’expérience, le volume de vapeur qu’un volume donné de liquide peut produire à roo° centigrades, M. Gay-Lussac a heureusement résolu le problème très difficile de la mesure des pesanteurs spécifiques des vapeurs. Après avoir pris le poids d’une bulle de verre mince , ayant une tige courte capillaire, il rem-

plssait ceite bulle du liquide à essayer, et il en! scellait hermétiquement l’orifice. En pesant alors: la bulle ainsi remplie, et déduisant de son poids total celui déjà connu de la bulle, il avait le poids du liquide; il prenait alors une eloche de verre longue et étroite, divisée en parties de capacités égales, pouvant contenir environ un litre et demi, et le remplissait de mercure. Îl renversait ensuite cette cloche sur un bain de même métal, et y introduisait la petite e de verre remplie du liquide en expérienfé, qui gagnait le haut de la cloche. Tout étantfainsi disposé, il enveloppait la cloche d’un cylindre sans fond ou manchon de verre plus long qu’elle, et plongeant par sa partie inférieure dans le mercure. Après avoir alors rempli d’eau l'intervalle entre la cloche et le manchon , de manière que la cloche s’en trouvât couverte, il plaçait tout l'appareil sur un fourneau où l’on allumait le feu ; l’eau et le mercure, en s’échauffant , échauffaient aussi le liquide contenu dans la petite bulle de verre ; celui-ci, en se dilatant, brisait son enveloppe, se 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 ébullition. On mesurait alors la hauteur de la colonne de mercure qui restait dans la cloche au-dessus du niveau extérieur, et d’après elle on calculait aisément le volume de la vapeur qui la pressait. La quantité du liquide sur lequel on opérait 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. spéc., celle Termes d’ebull.

à de Pair = 1. centigrades.

Vapeur d’eau. . . . . 0,62349 100° Acide hydrocyanique. 0,94760 26,5 Alcool Ja Hal 14000 78,33 Ether sulfurique . . . 2,5860 35,56 Ether hydrioique. . . b,4749 . 64,44 Huile de térébenthine. 5,0130 107,37 Carbure de soufre . . 2,6447 46,97 Ether muriatique. . . 2,2190 M.Thenard. 11,15

Les pesanteurs spécifiques ci-dessus sont estimées sous la pression de 76 centimètres de mercure.

M. Gay-Lussac a trouvé que, lorsqu’une combinaison liquide d’alcool et d’eau ou d’alcool et d’éther est convertie en vapeur à 100° centigrades, le volume est exactement la somme des volumes

ue chacun de ces liquides aurait séparément proes de sorte que la condensation par l’action chimique dans l'état liquide , cesse d’avoir licu dans l’état gazeux. On a observé que des volumes égaux d’alcool absolu et de carbure de soufre, à leurs termes respectifs d’ébullition de 79°,44 et 520,22 centigrades, fournissent chacun une quantité égale de vapeur de la même densité.

Il paraît qu’un volume d’eau à + 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 0,395 par chaque intervalle de 100 centigrades; on peut actuellement inférer, et de cette expansion d’une mesure en 1694, et de la table des forces élastiques de la vapeur d’eau, la violence d’explosion de cet agent à des températures encore plus hautes, et le danger qu’il y a à craindre de lintroduction d’eau dans des moules fermés ,

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où l’on 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 bombeschandelles, offrent un 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 que

ar des manipulateurs prudens. M. Watt évalue à 1800 les volumes de vapeur d’eau résultant d’un ‘volume d’eau.

Il a été déjà fait mention que le calorique de fluidité, dans la vapeur d’eau , surpasse celui d’un poids égal d’eau bouillante d'environ 54o° centigrades. La manière la plus convenable de déterminer cette quantité, ou, comme on l’appelle la chaleur latente de la vapeur d’eau, consiste à faire passer un certain poids de cette vapeur dans un poids donné d’eau à une température connue; et, de l’élévation de température du liquide, on conclut la chaleur qui s’est dégagée pendant la condensation de la vapeur. MM. Watt, Lavoisier, le comte de Rumfort, ont publié, ainsique MM. Clément et Desormes et le docteur Ure, des observations sur ce sujet.

La conversion à toutes températures, quelque basses qu’elles soient, d’un liquide ou d’un solide quelconque en vapeur, est constamment accompagnée d’une soustraction de chaleur des corps environnans, ou, en langage populaire, de production de froid, et le degré de refroidissement sera proportionnel à la capacité de la vapeur pour la chaleur, et à la rapidité de sa formation. L’application de ce principe aux usages domestiques a été suggérée pour la première fois par les docteurs Cullen et Black, perfectionnée et étendue depuis par M. Leslie. Il paraît en outre probable que les gaz permanens ont, avec la chaleur, le même rapport supérieur que les vapeurs; il s’en-

DE CHIMIE. 83 suit que leur passage à l’état liquide ou à l’état solide doit être accompagné de dégagement de chaleur; et comme dans la combustion de l’hydrogène, du phosphore et des métaux, il ya abondance de matière gazeuse fixée, c’est à cette circonstance que Black et Lavoisier attribuèrent toute 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 effet produit par l'air condensé dans un tube-briquet , où la compression mécanique semble exprimer et chasser hors de l’air froid son approvisionnement latent et de chaleur et de lumière. Un tube de verre d'environ 20 centimètres de long et 12 millimètres de diamètre, bien calibré, fermé à l’une de ses extrémités, et auquel on adapte un court piston, est ce qui convient le mieux pour faire voir l’agréable résultat de cette expérience, Cependant, lorsqu’elie n’a pour objet que d’enflammer de l’amadou , un tube de laiton de 10 à 12 centimètres de long et de 10 millimètres de large peut suffire ; une condensation d’air, opérée avec adresse, au cinquième de son volume, produira la chaleur d’ignition.

Nous 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 ÿ aura dégagement de chaleur par la condensation de ce gaz, soit que nous considérions ce phénomène comme l'expulsion d’un fluide où comme leffet 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 machine hydraulique pour l'épuisement de 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

S4 MANUEL un tuyau ou conduit. Le cylindre le plus élevé, qui est à l’ouverture de la mine, peut être chargé d’eau par la pression d’un réservoir élevé de 46 mètres au-dessus de lui. L'air, soudainement dé-. logé par cette énorme pression hydrostatique , 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 robinets sont tournés pour recharger d’eau le cylindre inférieur, l'air, emprisonné, se dilatant jusqu’à son volume näturel, absorbe assez puissamment ia chaleur pour convertir les gouttes d’eau qui sortent avec lui en grêle et en neige. M. Gay-Lussac a dernièrement proposé une imitation en très petit de cette machine pour produire un refroidissement artificiel. 11 expose le petit corps à refroidir à un filet d’air s’échappant par un petit orifice d’une caisse dans laquelle cet air a été fortement condensé.

Dans les animaux, l'équilibre de température est maintenu dans la 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 parmi elles les fièvres tiennent le premier rang. La chaleur du corps, dans le cas de transpiration supprimée, excède quelquefois de 3 ou 4 degrés centigrades le terme moyen ordinaire de la chaleur dans l’état de santé. Les moyens directs et naturels d’atténuer les effets de cette température morbifique , furent, pour la première fois, systémati- Quement recommandés par le docteur Currie, de Liverpool. 1l fit voir que par aspersion ou affu- Sion d’eau froide sur la peau d’un malade tourmenté de la fièvre , on produit les plus salutaires effets lorsque la température se maintient au-dessus de 36°,66 centigrades, qu'il n’y a point de sensation de frisson, ni moiteur à ja surface du

DE CHIMIE. 85 corps. Un moyen élégant de réfrigération topique consiste à appliquer sur une partie quelconque de la peau un morceau de mousseline ou de papier-tissu, et de l’humecter avec de l’éther, du carbure de soufre ou de l’alcool. En versant successivement des gouttes d’éther sur la surface d’un

tube de verre mince contenant de l’eau , on peut. former, dans le cœur de l’été, un cylindre glace. Le moyen le plus convenable que le chimiste puisse mettre en usage pour dépouiller un gaz de vapeur, consiste à le faire passer lentement à travers un grand tube courbé en différens sens, et enveloppé dans du papier poreux humecté avec de l’éther.

D'un autre côté, si le chimiste désire exposer ses vaisseaux à une chaleur réglée, il fait 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 la plus grande précision à la température qu’il veut obtenir. 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 linstitution où je professe la chimie, dit le docteur Ure, est tellement simple et d’un emploi si efficace, qu’il me semble convenable d’en présenter ici la description. Ce bain de vapeur consiste dans une boîte carrée d’étain d’environ 46 centimètres de long , 30 de large et 15 de haut, creusée un peu à son fond par le marteau, vers son centre, dans lequel on perce un trou rond de 12 ou 15 centimètres de diamètre. Dans ce trou est soudé un tube d’étain de 8 à to centimètres de lang; 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. À la partie supérieure de la boîte sont pratiqués en certain nombre des trous circulaires de différens didmètres , dans lesquels on peut placer des cap-

sules évaporatoires de platine, de verre ou de. porcelaine. Lorsque la bouilloire, remplie d’eau,

est mise, son bec étant fermé, sur une étuve, la

vapeur, en se jouant sur les fonds des capsules,

les échauffe à la température requise; cette va-

peur elle-même étant continuellement condensée,

descend et retourne dans la bouilloire pour s’en

élever de nouveau , en cohobation non interrom-

pue. Les ouvertures sur le dessus de la boîte,

dont on ne fait pas usage, sont fermées avec des

couvercles d’étain. Pour sécher des précipités, je

ferme le haut du tube de l’entonnoir de verre,

et le place droit avec son filtre dans une ouverture

de dimension convenable. Pour sécher le choux

rouge, les pétales de violettes, etc., on se murit

d’une auge d’étain qui s’adapte solidement à la

surface supérieure de la boîte en dedans du bord

qui l’entoure. Les orifices circulaires sont laissés ouverts pendant que l’auge est appliquée sur la boîte. On peut se servir avec avantage d’un appa-

reil ainsi disposé pour l’épaississement des masses pâteuses , à former en losanges et coquilles.

Mais le plus éclatant trophée élevé à la science du calorique, est la machine à vapeur de Watt. Par une erreur de son ami le docteur Robison, ce physicien célèbre a été jusqu'ici privé en partie de ses droits à l’admiration et à la reconnaissance des hommes. Quoique les recherches fondamentales sur la constitution de la vapeur d’eau, qui formaient la base solide de sa gigantesque construction, se trouvent coïncider parfaitement avec les résultats du docteur Black, elles n’en déri- Vent pas. Dans quelques conversations que j’eus l'honneur d’avoir avec ce bienfaiteur de son pays, peu de temps avant sa mort, il décrivait avec une nälveté charmante les expériences simples, mais décisives, à l’aide desquelles il parvint à découvrir la chaleur latente de la vapeur d’eau. ÿes moyens et son loisir ne lui permettant pas de

se procurer des appareils dispendieux et comphiqués, il se servit de fioles à médecine. Avec ces fioles, il reconnut et constata les deux faits principaux : 1° qu’un pouce cube d’eau devait former environ un pied . cube ou 1726 pouces cubes de vapeur d’eau ordinaire ; 20, que la condensation de cette quantité de vapeur chaufferait six pouces cubes d’eau de la température de l’atmosphère à celle de l’ébullition. Il vit done ainsi que six fois cette différence de température, ou (en supposant la température atmosphérique à r degrés centigrades) 528 degrés centigrades de cha- * leur avaient été pleinement employés pour donner à la vapeur d’eau son état d’élasticité, ce qu’il fallait soustraire entièrement avant qu’il pût être produit un vide complet sous le piston de la machine à vapeur. Ces déterminations pratiques se trouvèrent depuis s’accorder assez avec les observations du docteur Black. Quoique M. Watt fût alors connu du docteur, il n’était pas avec lui dans ces termes de l’intimité qui les ont unis depuis, et il n’était pas membre de sa classe.

Les trois principaux perfectionnemens de Watt, qui semblent avoir épuisé les ressources de la science et de l’art, sont les suivans : 1°. un vase séparé, qu’il appelle condenseur, plongé dans un corps d’eau froide, et communiquant simplement avec le grand cylindre, dans lequel se ment le piston d’impulsion, par un tuyau mince placé à côté de lui. En OuVrant une soupape, ou robinet de communication, la vapeur d’eau élastique qui avait soulevé le lourd piston, s’élance avec une vitesse magique dans le tuyau, laissant un vide presque parfait

dans le cylindre, dans lequel le piston est forcé de descendre par la pression de l'atmosphère, 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 la chaleur bouillante pour recevoir

le moment d’après la vapeur élastique-et la maine tenir à cet état. 2°. Son second grand perfectionnement consistait à supprimer tout-à-fait l'usage de la pression atmosphérique, et à faire mouvoir le piston par la force de la vapeur seule, en la faisant agir alternativement en dessus et en dessous de ce piston, qui par conséquent n'avait pas besoin d’être très lourd pour redescendre ; et ce qui désormais ne devait pas nécessiter une aussi grande dépense de chaleur. 3°. Le dernier perfectionnement enfin était impulsion double, au moyen de laquelle la puissance de sa machine, déjà si grande, était dans up instant plus que doublée. Il n'avait pas besoin alors du contre-poids jusque-là nécessaire dans la machine à impulsion simple, et Watt l’allégeait ainsi du poids de plusieurs centaines de kilogrammes dont, depuis l’époque de son invention, environ soixante-dix ans auparavant, on l’avait chargée.

L'application de la vapeur d’eau à l’échauffement des appartemens est un autre fruit précieux de l’étude de la nature et de la manière d’agir de cette vapeur. Aïnsi, par une combinaison de moyens de sûreté, de propreté et d'agrément, on parvient à produire une chaleur dont on peut adapter l’emploi à tout objet de convenance et de commodité particulière, ou en faire un usage utile dans les manufactures et établissemens publics. Il a été reconnu qu’une chaudière en ébullition échauffera, par pied cube (environ 28 décimètres cubes), un espace de deux mille pieds (environ 610 mètres) dans une filature de coton dont la chaleur moyenne est de 20 à 25 degrés centigrades. Et si l’on évalue à 25 pieds cubes (environ 700 décimètres cubes) de chaudière en ébullition dans une machine À Vapeur , la force d’un cheval dont le travail se fai. par manége, alors une semblable chaudière suffi. rait pour échauffer cinquante mille pieds cube: (environ 14,150 mètres cubes) d’espace. Il a ét

aussi reconnu qu’un pied carré (929 centimètres

carrés) de surface de conduit de vapeur d’eau suffit pour l’échauffement d’un espace de deux cents pieds cubes (environ 6 mètres cubes). Cette quantité de surface s’adapte à un.bâtiment ordinaire bien construit en briques ou en pierres. La soupape de sùreté de la chaudière devrait être chargée d'un poids d'environ un kilogramme par chaque aire ou surface d'environ six centimètres carrés, ainsi que cela est réglé pour les machines à vapeur de M. Watt. Des conduits on tuyaux de fonte de fer sont préférables à tous autres pour la diffusion de chaleur. Il faut tenir compte de la dilatation , qui, dans la fonte de fer, peut être évaluée à environ deux millimètres et demi pour chaque longueur d'environ trois mètres. Les conduits devraient étre distribués à quelques centimètres en dedans du plancher.

On fait actuellement un très grand usage de la vapeur d’eau pour sécher la mousseline et les calicots. On en remplit de gros cylindres, qui, en répandant dans la pièce où ces étoffes sont suspendues, une chaleur de 40 ou 5o degrés centigrades, les sèchent rapidement. Parfois on fait glisser l’étoffe en serpentant, et en l'y pressant fortement , autour d’une suite de cylindres à vapeur, rangés parallèlement. Elle est ainsi entièrement séchée , et sans danger, dans une minute de temps. L’expérience a appris que dans des Jaines teintes en couleur vive, comme l’écarlate, séchées à une chaleur ordinaire de magasin d’environ 53 degrés centigrades, la couleur est devéaue foncée, et qu’elles sont rudes au toucher, tandis que des écheveaux semblables, laissés sur le conduit à vapeur, chauffés jusqu’à environ 74 degrés 25 0 conservent la nuance et l’éclat qu'ils avaient étant mouillés. Ceux qui travaillent dans les appartemens où l’on sèche à la vapeur d’eau sont sains et bien portans; les ouvriers qui

go MANUEL

étaient autrefois employés dans les magasins chauffés à l’étuve devenaient promptement maladifs et émaciés. Il faut attribuer ces effets nuisibles à l’action sur l’atmosphère de la fonte de fer, à une température élevée.

L’échauffement au moyën de la vapeur d’eau, de grandes quantités d’eau, ou autres liquides, soit pour bains ou pour manufactures, peut avoir lieu de deux manières; c’est-à-dire que le conduit à vapeur peut être plongé ayant une extrémité ouverte dans un réservoir d’eau, ou que la vapeur d’eau peut être répandue autour du liquide, en la faisant passer dans l'intervalle laissé vide entre le vaisseau qui contient le liquide et une enveloppe de bois dont on le garnit. Ce second moyen est d’une application universelle. Un gallon (environ 4 litres) d’eau à l’état de vapeur pouvant chauffer 6 gallons (24 litres) à to° centigrades jusqu’au terme de Pébullition ou de go° centigrades; 1 gallon (4 litres) de vapeur d’eau suffira pour élever la température de 18 gallons (72 litres) d’eau à 10° centigrades jusqu’à 40 degrés, ou de 30° centigrades.