EAU. H

Ean. — PFotoxyde dliydFO|^èn«.

Symbole, HH). — Poids moléculaire, 18. — Densité de vapeur, 9. — Volume moléculaire | I I.

117. L*eau se rencontre dans la nature sous les états solide, liquide et gazeux. De vastes plaines de glace couvrent les régions polaires ; les grandes étendues d*eau, tenant plus ou moins de sel en dissolution, baignent une partie des continents, dans la zone torride et dans la zone tempérée, elles constituent les mers, les fleuves, les lacs, etc. L'eau existe en quantité variable dans Tair, soit à l'état de vapeur invisible soit à l'état de vapeurs partiellement condensées et constituant les nuages. La surface de la terre, dans les climats tempérés et même dans les climats chauds est toujours plus ou moins humide. L'eau existe en combinaison dans un grand nombre de minéraux qui constituent Técorce terrestre. Elle forme également un principe essentiel des tissus des plantes et des animaux vivants ; elle constitue environ les 7/8 du corps humain.

Les recherches les plus variées sur la composition de l'eau ont eon* duit aux résultats suivants, au point de vue volumétrique. L'eau est formée de deux volumes d'hydrogène et de un volume d'oxygène; en poids, elle renferme 2 parties d'hydrogène pour 1 6 d'oxygène, soit 11,11 pour 100 du premier et 88,88 du second. La composition de l'eau a été établie pour la première fois par Gavendish, en 1781 .

La combinaison typique hydrogénée la plus simple que l'on connaisse est l'acide chiorhydrique HCl, composé que nous avons déjà appris à connaître ; le type suivant, que nous avons maintenant à considérer est l'eau 11*0. L'expérience montre que un volume de vapeur d'eau renferme toujours exactement deux fois plus d'hydrogène qu'un volume égal de gaz acide chiorhydrique : il sera question plus tard des deux autres composés typiques de l'hydrogène, l'ammoniaque ff Az, et le gaz des marais H*C. L'eau est, sous le rapport de sa composition et de ses propriétés chimiques intermédiaire entre l'acide chiorhydrique et l'ammoniaque.

118. La composition de l'eau qui présente un si grand intérêt pour la chimie, se déduit d'un grand nombre d'expériences et de réactions qui ont pour résultat la formation ou la décomposition de l'eau. Ces réactions sont très-nombreuses ; nous en présenterons ici quelques-unes. Les recherches analytiques offrent moins d'exactitude que les recherches synthétiques.

a. La vapeur d'eau est décomposée lorsqu'on la fait passer sur du fer chauffé ajLi rouge dans un tube de porcelaine ou dans un canon de

fusil : rhydrogène se dégage à Tétat de liberté, tandis que Toxygène se fixe sur le fer en produisant de l'oxyde noir de fer, ou oxyde magnétique, qui prend aussi naissance par ]acalciaation du fer à Tair ou dans Toxygène : 4H*0-|-Fe' = Fe'0*-|-4H*. Lavoisier a établi assez rigoureusement la composition de Teau par ce moyen, en déterminant la quantité d'eau décomposée et la quantité d'oxyde de fer qui se forme.

|3. Lorsqu'on soumet l'eau à l'électrolyse, elle se décompose en oxygène et hydrogène qui se dégagent aux pôles positif et négatif de la pile. La quantité d'hydrogène formée (en volume) est deux fois plus grande que celle de l'oxygène H*0 = H'-f-O. L'eau que l'on soumet à cette opération ne doit pas être pure, car elle s'opposerait au passage du courant; on y ajoute un acide (acide sulfurique) ou un sel.

7. Lorsqu'on plonge rapidement dans de l'eau une masse de platine chauffée au blanc, au chalumeau à gaz hydrogène et oxygène, elle provoque la décomposition de l'eau dans ses gaz élémentaires, que Ton peut ainsi recueillir sous une cloche pleine d'eau. En absorbant l'oxygène dégagé, à l'aide d'une solution alcaline d'acide pyrogallique, il reste de l'hydrogène pur dont le volume est exactement le double de celui de l'oxygène absorbé ou, encore, égal aux deux tiers du volume total du gaz produit par la décomposition.

[D'après les expériences de M. Deville la chaleur peut décomposer l'eau en quantité beaucoup plus considérable, et à une température plus basse, 4100° environ, lorsque l'on se met dans certaines conditions qui sont les suivantes : 1° de mélanger la vapeur d'eau avec un gaz inerte (par exemple, l'acide carbonique) qui rend moins intime le mélange des gaz produits et qui, par là, empêche leur recomposition; 2* de refroidir rapidement le mélange gazeux obtenu et de le soustraire à Taction de la chaleur; 3* de provoquer leur séparation par diffusion. Voici comment M. Deville remplit ces conditions. Un tube en terre poreuse est introduit dans un tube plus large et plus court de porcelaine vernissée, dans lequel il est maintenu par de bons bouchons recevant chacun un tube de verre : on fait passer un courant de vapeur d'eau dans le tube poreux intérieur et un courant lent d'acide carbonique dans l'espace annulaire formé par les deux tubes. On chauffe au rouge blanc; l'acide carbonique et l'hydrogène produit par la décomposition de l'eau, se diffusent à travers le tube poreux, de manière à occuper chacun la place de l'autre, dans le rapport de leur puissance de diffusion. Le gaz qui se dégage de l'espace annulaire renferme de l'acide carbonique facile à absorber, et un mélange d'oxyde de carbone, de gaz tonnant (oxygène et hydrogène) et d'azote provenant de l'air qui s'introduit dans l'appareil ; pour chaque gramme d'eau employé, il y a environ

EAU. \n

i*'® de mélange gazeux (moins Tacide carbonique) dégagé. M. Deville donne à ce genre de décomposition le nom de dissociation,]

S, Lorsque, sous une cloche froide renversée, remplie d'air, on enflamme un jet d'hydrogène complètement desséché par de la ponce sulfurique, les parois de la cloche se recouvrent rapidement de vapeur d'eau condensée qui se réunit bientôt et ruisselle hors de la cloche; cette vapeur d'eau est le produit de la combustion de l'hydrogène. Cette expérience se fait d'une manière plus frappante lorsqu'on introduit le jet d'hydrogène sec, préalablement enflammé , dans un ballon rempli d'oxygène et dans lequel on renouvelle ce dernier gaz au ftir et à mesure ; on peut ainsi obtenir des quantités considérables d'eau.

g. Lorsqu'on fait éclater l'étincelle électrique dans un eudiomètre renfermant un mélange de deux volumes d'hydrogène et de un volume d'oxygène, ou qu'on fait détoner ce mélange par l'intermédiaire d'une éponge de platine, le mélange gazeux disparaît complètement en se transformant en eau. Lorsqu'on fait détoner un mélange d'un volume d'oxygène avec plusieurs fois son volume d'hydrogène, il ne disparait jamais que trois volumes de gaz, dont deux volumes d'hydrogène et le volume d'oxygène: le gaz restant consiste uniquement dans l'excès d'hydrogène ajouté. Réciproquement, lorsqu'un volume donné d'hydrogène est mélangé à plusieurs volumes d'oxygène et qu'on provoque la combinaison, tout l'hydrogène disparait ainsi qu'une quantité d'oxygène toujours égale à la moitié seulement de l'hydrogène, c'est-à-dire que pour deux volumes d'hydrogène il y a rigoureusement un volume d'oxygène employé, et tout l'excès de gaz est formé d'oxygène. Les expériences primitives de Cavendish furent faites dans un vase en forme de poire, dans lequel on faisait le vide et qu'on remplissait ensuite, à l'aide d'un gazomètre, d'un mélange de deux volumes d'hydrogène et de un volume d'oxygène; après avoir supprimé la communication avec le gazomètre, on faisait alors détoner le mélange dans l'appareil, par Tétincelle électrique ; les parois de l'appareil se recouvraient d'une couche d'humidité: on répétait cette expérience jusqu'à ce qu'il se fût réuni une quantité notable d'eau dans le fond de l'appareil. Aujourd'hui, grâce aux appareils si ingénieux de MM. Bunsen, Regnault, Frankland et Williamson, cette synthèse volumétrique de l'eau se fait avec une grande exactitude. Lorsqu'on fait détoner un mélange d'hydrogène et d'oxygène, ces gaz ne se combinent jamais que dans une seule proportion, celle de 2 volumes du premier et de i volume du second, et s'il y a un excès de l'un ou l'autre de ces gaz, il se retrouve seul, et intégralement dans le résidu gazeux, Or, comme l'oxygène est seize fois plus dense que l'hydrogène, on peut, de cette composition volumétrique, déduire

132 MA^UËL DE GUIMIK.

facilement la composition pondérale de l'eau : celle-ci renferme, en effet, le poids de 2 volumes d'hydrogène = 2 (2 atomes) et le poids de 1 volume d'oxygène = 16 (1 atome).

ç. Les recherches les plus exactes sur la composition pondérale de l'eau sont dues à M. Dumas ; son procédé a, du reste, beaucoup d'analogie avec celui qu'ont employé précédemment Berzelius et Dulong. On dirige un courant de gaz hydrogène sec sur une quantité pesée d'oxyde de cuivre chauffé au rouge sombre. L'hydrogène, dans ce cas, agit sur l'oxyde de cuivre pour former de l'eau qui se dégage et du cuivre métallique qui reste : CuO -h H' = H*0 -+- Cu. La quantité d'oxygène perdue par l'oxyde de cuivre était déterminée par une seconde pesée de ce corps ; l'on pesait également la quantité d'eau formée parla combustion de l'hydrogène par cet oxygène. L'on a trouvé que pour 100 grammes d'eau formée, l'oxyde de cuivre avait toujours perdu 88k%889. 11 s'en suit que la composition centésimale de l'eau est la suivante :

Hydrogène 11,111

Oxygène 88,889

Le rapport gg^ = j^ est égal au rapport volumétrique exprimé

par la formule H*0* Voici maintenant les détails de l'expérience. L'hydrogène se dégage dans un grand flacon tubulé renfermant du zinc purifié et de l'acide sulfùrique étendu ; il traverse d'abord une série de tubes en U renfennant de l'acétate de plomb pour retenir l'hydrogène sulfuré qui pourrait se dégager en même temps ; du sulfate d'argent, pour retenir l'hydrogène arsénié et l'hydrogène phosphore, ainsi que des traces d'hydrogène sulfuré qui auraient pu échapper à l'action du sel de plomb ; puis de la potasse caustique pour retenir les combinaisons carbonées qui se forment quelquefois dans la préparation de l'hydrogène ; enfin, de l'anhydride phosphorique pour dessécher complètement le gaz hydrogène. Le dernier tube absorbant est en communication avec un ballon en verre peu fusible, à deux tubulures, qu'on pèse d'abord vide, puis avec de l'oxyde de cuivre sec dont on connaît le poids exact. La seconde tubulure de ce ballon conamunique avec un autre ballon également à deux tubulures et destiné à recevoir l'eau condensée, résultant de la combustion de l'hydrogène. Ce second ballon est suivi d'une seconde série de tubes en U renfermant : les uns du chlorure de calcium, les autres de la ponce sulfùrique. Us sont tous destinés à retenir l'eau qui ne s'est pas condensée dans le ballon récipient et qui est entraînée par le courant de gaz hydrogène qui tra-

Vlù

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il9. Lescir-

constances dans lesquelles l'oxygène et Thydrogène se combinent pour former de Teau sont caractéristiques. Ces deux gaz n'agissent pas Tun sur l'autre, à la température ordinaire, même sous l'influence de la lumière (§ 58). On a pu provoquer leur combinaison, avec explosion, par l'action d'une forte pression exercée bnisquement. Au contraire les pressions les plus fortes, exercées progressivement, sont sans influence. Certaines substances, jouissant du reste d'affinités chimiques très-faibles, sont susceptibles, par leur simple présence, de provoquer cette combinaison. Le corps qui jouit au plus haut degré de cette propriété est le platine pur. Cette influence parait augmenter avec la température et avec le développement de la surface du platine ; du reste, si la masse de ce métal est petite, sa température s'élève promptement, par suite de la chaleur qui se dégage par la combinaison du gaz, grâce à son influence. Cette combinaison s'effectue, en général, tranquillement lorsque l'on fait intervenir des lames minces ou des flls de platine; si l'on emploie la mousse de platine, l'action est d'abord tranquille, mais peu à peu la chaleur développée est assez forte pour que le métal soit porté au rouge; alors le mélange gazeux détone avec violence. Bans le but d'éviter cette explosion, on mélange quelquefois la mousse de platine avec de l'argile ou de l'écume de mer, de manière à en former une pâte ; la force de condensation du platine se trouve ainsi fortement atténuée. Le noir de platine provoque, en général, une explosion instantanée. L'iridium, le palladium, l'or, l'argent et quelques autres métaux, ainsi que le charbon, la pierre ponce, et même le verre pilé jouissent, surtout à une haute température, ms^is avec une intensité beaucoup plus faible, de la même propriété que le platine. Cette influence catalytique s'exerce aussi sur d'autres mélanges gazeux. Certaines substances organiques humides, en train de se décomposer, telles que la tourbe, le bois en putréfaction, possèdent également, dit-on, la propriété de provoquer la combinaison de l'oxygène avec l'hydrogène. Il est probable, à en juger par des faits analogues, que la matière organique en décomposition, en se combinant à de l'oxygène, communique à une autre proportion de ce gaz l'activité nécessaire pour se combiner directement à l'hydrogène.

[M. Graham est arrivé, par des déductions théoriques tirées de ses dernières expériences sur la condensation des gaz par les corps poreux, à admettre que les gaz, dans ces circonstances, prennent l'état liquide.]

La combinaison subite de l'oxygène avec l'hydrogène peut être provoquée par l'étincelle électrique, par un corps chauffé au rouge ou par une flamme. Cette combinaison instantanée a lieu, lorsque les gaz sont mélangés en proportions convenables, avec une violente explosion^

qui est surtout très-forte lorsque Ton présente une flamme à un mélange de 2 volumes d'hydrogène et de 1 volume d'oxygène renfermé dans un flacon ou dans une vessie. La haute température produite par la combustion occasionne d'abord une dilatation considérable de la vapeur d'eau formée ; mais cette vapeur se condensant presque aussitôt, il en résulte une contraction brusque, et ces deux effets sont tellement rapprochés que le bruit qui résulte de chacun d'eux se confond en une seule détonation. La combinaison de 5 volumes d'air avec 2 volumes d'hydrogène a également lieu avec une violente explosion, mais si l'un des gaz est en excès notable, Ta combustion n'a pas Ueu ou bien se fait tranquillement.

Un jet d'hydrogène, mélangé de la moitié de son volume d'oxygène, brûle avec une flamme bleuâtre à peine visible mais douée d'une température très-èlevée. De toutes les combinaisons chimiques, celle de l'oxygène avec l'hydrogène dégage la plus grande quantité de chaleur. On a pu utiliser cette température à l'aide d'un appareil spécial, le chalumeau à gaz tonnant, ou à gaz hydrogène et oxygène. 11 est formé essentiellement d'un récipient métallique très-résistant dans lequel on comprime, à l'aide d'une pompe foulante, le mélange des deux gaz fait en proportions convenables. Ce récipient est muni d'un robinet pour régler l'issue du gaz ; à ce robinet est adapté un appareil de sûreté (tube de Hemming) destiné à empêcher la flamme de se comraiquer dans l'intérieur du récipient, ce qui occasionnerait une épouvantable explosion ; ce tube ou appareil de sûreté est muni à son extrémité d'un second robinet; il est en laiton très-épais, renferme des toiles métalliques fortement comprimées par un coin conique, et à travers lesquelles passe le mélange gazeux; or, une flamme, qui ne se produit que sous l'influence d'une température élevée, doit • s'éteindre lorsqu'elle est refroidie par une grande surface d'un corps bon conducteur, comme une toile métallique ; c'est ce qui a lieu. On donne maintenant plus souvent une autre forme à cet appareil. Les deux gaz sont renfermés dans des récipients séparés, par exemple dans des sacs en caoutchouc et leur mélange ne se fait que tout près de la pointe du chalumeau oxyhydrique ; comme la flamme de ce chalumeau est toujours utiUsée au contact de l'air, on a l'habitude d'employer plus d'hydrogène qu'il n'en faut pour consommer l'oxygène strictement nécessaire. On peut également remplacer avec avantage l'hydrogène par l'oxyde de carbone. A l'aide du chalumeau oxyhydrique on peut fondre des fils de platine d'un fort diamètre, on peut faire volatiliser l'argent et même le porter à l'ébullition ; dans ce cas ce métal brûle avec un grand éclat. Lorsque l'on présente de la

silice à cette flamme, elle devient pâteuse et se vitrifie ; T extrémité d'un tuyau en terre de pipe y prend laspect d'un émail. Si Ton fait darder cette flamme sur des corps infusibles, comme la chaux, ceux-ci répandent un éclat lumineux des plus intenses. Cette source lumineuse est connue sous le nom de lumière de Drummond. Pour l'utiliser, on la produit au foyer d'un miroir parabolique qui la renvoie alors en un faisceau de rayons parallèles que l'on peut apercevoir, en plein jour, à une distance de 43 lieues (108 milles anglais). Pour empêcher que la chaux ne s'émiette, on la protège par un tissu de fils de platine. Enfin, un autre perfectionnement que l'on a apporté à l'emploi de cette lumière consiste à imprimer à la chaux un mouvement de rotation, de manière à renouveler les surfaces.

120. L'eau, à la température ordinaire est un liquide transparent, inodore, insipide et incolore, lorsqu'il n'est pas vu en grande masse. Les eaux naturelles présentent toutes les nuances du brun, du jaune et du vert, par suite de la présence de diverses substances étrangères, mais l'eau, à l'état de pureté et vue en grande masse, est d'un beau bleu pur. L'eau est compressible, mais sa compressibilitè est très-faible; d'après M. Regnault elle se comprime de 0,000047 de son volume pour une augmentation de pœssion d'une atmosphère. La densité de l'eau, à la température ordinaire, est choisie en Angleterre comme unité de densité pour les corps solides et liquides ; dans les autres pays, cette unité se rapporte au maximum de densité de l'eau, maximum qui a lieu à la température de H- 4° (§121). Un centimètre cube d'eau, à 4«pèse 1 gramme; à cette température, elle est 770 fois plus lourde que l'air atmosphérique dans les conditions normales de température et de pression» Par suite de la grande chaleur spécifique de l'eau, dont il a déjà été question (§ 34) il, faut, pour un changement de température en plus ou en moins, lui domier ou lui enlever beaucoup de chaleur; c'est pourquoi les grandes masses d'eau constituent, sous toutes les latitudes, un régulateur très-important des températures locales.

121. A la température de 0*», l'eau se prend peu à peu en glace, ce refroidissement est accompagné d'un phénomène remarquable que ne présente aucun autre corps liquide. Chaque abaissement de température, jusqu'à -h 4° est accompagné d'une diminution régulière de vo* lume ; mais à partir de 4°, l'abaissement de température est toujours accompagné d'une dilatation, ou augmentation de volume, à peu près égale, pour un même abaissement de température, à la contraction qui s'était d'abord produite, de sorte que de l'eau à -H 4® occupe, pour un même poids, le plus petit volume possible, ce que Von exprime en

disant que le maximum de densité de Teau est situé k¥ ; h partir de ce point, pour chaque élévation ou abaissement de température, Feau éprouve le même changement de volume. La position de ce point limite, dont l'existence était connue depuis longtemps, n'a été déterminée, d'une manière rigoureuse, qu'en 1804 par Hope; il entoura d'un mélange réfrigérant une éprouvetle profonde remphe d'eau à 10«, dans laquelle plongeaient deux thermomètres, l'un dans la partie inférieure, l'autre à la partie supérieure de la colonne d'eau. Le thermomètre inférieur indiqua bientôt une température plus basse que le thermomètre supérieur ce qui indiquait une contraction produite par le refroidissement ou une augmentation de densité, puisque cette couche occupait le fond du vase; mais à la température de 4*^ les deux thermomètres se mirent d'accord et lorsque le refroidissement dépassa cette température, il observa au contraire que la température la plus basse était indiquée par la portion supérieure de la colonne d'eau; les parties les plus froides se trouvaient donc alors être les moins denses, ce qui prouve qu'à partir de 4° l'eau se dilate en se refroidissant.

Cette propriété de l'eau joue un rôle important dans la nature. Par les froids de l'hiver, l'eau, en se refroidissant à la surface, se contracte d'abord et vient, en raison de son augmentation de densité, occuper la partie inférieure pour être remplacée par des couches plus chaudes ; ce phénomène se continue ainsi jusqu'à ce que toute la masse d'eau ait pris la température de 4*» ; une fois cette température atteinte, les couches supérieures, en se refroidissant, se dilatent au heu de se contracter et restent par conséquent à la surface où elles finissent par se solidifier. La glace ainsi formée se refroidit de plus en plus et augmente peu à peu d'épaisseur, mais les couches inférieures se trouvent ainsi protégées contre un refroidissement considérable ; ce ne sont que les couches en contact immédiat avec la glace formée qui peuvent se solidifier, mais la glace à cause de sa faible densité ne peut pas tomber au fond et refroidir ainsi toute la masse. En raison de ces phénomènes, la température des grandes masses d'eau s'abaisse rarement au-dessous de 4°, au moins dans leurs couches inférieures, et les animaux qui vivent dans l'eau supportent très-bien cette température.

L'eau refroidie au-dessous de 4° ne se dilate d'abord que très-lentement, mais arrivée à 0**, au moment où elle se prend en glace, elle se dilate très-brusquement et avec une énergie telle que même les vases en fer forgé ne résistent pas à cette expansion lorsqu'ils sont remplis d'eau et hermétiquement fermés. La densité de la glace est égale à 0,94, c^Ue de Teau à -h 4*» étant prise pour unité. Les corps solides paraissent en général être moins denses que les mêmes corps à l'état liquide,

si même il y a des exceptions à cette règle. Quoique le point de congélation de Teau soit situé à 0*^, on peut refroidir ce liquide à plusieurs degrés au-dessous de ce point ( — \ 0°) sans qu'il gèle, en ayant soin de le purger d'abord de l'air qu'il contient et d'éviter les agitations, mais à cet état, le moindre ébranlement suffit pour le faire prendre subitement en masse, en même temps que sa température remonte brusquement à 0". La présence de sels ou autres substances, en dissolution dans l'eau, en abaisse le point de congélation. Lorsqu'une solution saline se refroidit assez pour se congeler, l'eau seule cristallise, tandis que le sel reste dans l'eau mère.

La chaleur qui devient latente par la fusion de la glace est égale, d'après les déterminations de MM. de la Provostaye et Desains, à 79 calories ; en sorte que 1 kilogramme de glace à 0** est capable, en se liquéfiant, d'abaisser à 0° 1 kilogramme d'eau à 79°. 11 n'est pas possible d'obtenir de la glace plus chaude que 0°, quoique inversement on puisse refroidir à plusieurs degrés au-dessous de 0° de l'eau liquide. La température qui s'étabUt par suite de la fusion de la glace reste constante pendant tout le temps de cette fusion et est toujours la même, par suite de la grande quantité de chaleur qui devient latente ; c'est pourquoi ce point de fusion a toujours été choisi comme un des points fixes de toutes les échelles thermométriques ; c'est le point 0° dans les thermomètres centigrade et Réaumur et le 32°»* degré de l'échelle Fahrenheit.

Malgré son apparence extérieure, la glace est un corps cristallin, formé par un enchevêtrement de cristaux qui peuvent cependant se présenter en individus isolés lorsqu'ils se forment dans une eau courante ou dans une eau trouble. Ces cristaux appartiennent au système rhomboèdrique et sont généralement des prismes à 6 pans ou des dodécaèdres triangulaires. La neige forme généralement des prismes triangulaires groupés en étoiles de formes très-variées et très-belles ; quelquefois on y trouve des prismes à 6 pans isolés ou groupés de diverses manières. La grêle présente aussi quelquefois une structure cristalline. La glace est incolore et transparente, elle conduit mal la chaleur et l'électricité. A une température située notablement au-dessous de 0°, on peut la réduire en poudre ferme et sèche ; et Ton peut, en la comprimant, à 0% la transformer en une masse transparente homogène ; ce phénomène d'adhésion de la neige ou de la glace pilée porte le nom de regel,

122. L'eau bout à la température de 100°, sous une pression de 760"*'" de mercure, et se réduit en un fluide élastique, ou vapeur, transparent, qui occupe un volume 1696 fois plus grand que le volume de

Teau qui lui a donné naissance. L'ébuUition ne se produit que lorsque la tension de la vapeur est devenue égale à la pression qui est exercée sur la surface de l'eau, c'est-à-dire, dans les circonstances ordinaires, à la pression atmosphérique; mais cette tension ou force élastique de la vapeur ne dépend absolument' que de la température; mais, comme chaque pression exige, pour être équilibrée, une tension de vapeur différente, il s'en suit que la température d'ébuUition varie pour les différentes pressions (*). Ainsi l'eau, sous une pression de deux atmosphères, bout à 120**, 6 c'est-à-dire que la tension ou force élastique de la vapeur d'eau à cette température est suffisante pour faire équilibre à une pression de deux atmosphères, ou de deux fois 760"»™ de mercure. Inversement, si Ton supprime la pression atmosphérique, c'est-àdire si l'on opère dans le vide, le point d'ébuUition de l'eau est abaissé à 20**. A une température plus basse, TébuUition ne se produit pas, même dans le vide parfait, quoique à toutes les températures, même les plus basses, l'eau possède une tension de vapeur appréciable.

L'ébullition ou la production de vapeur dans le sein de l'eau rte se produit qu'à une certaine température, variable suivant la pression ; mais l'évaporation lente à la surface a lieu à toutes les températures et elle dépend de la tension correspondante à chaque température. Cette évaporation se produit, en général, aussi bien dans l'air et les gaz que dans le vide ; la rapidité avec laquelle elle a lieu est en raison inverse de la densité de l'air ou du gaz, mais la quantité de vapeur formée dans un espace donné est la même que dans le vide et ne dépend que de la température. La tension finale de la vapeur est sensiblement la même, qu'elle se forme dans le vide ou dans l'air. Ainsi, si l'on

(*] On appelle tension de vapeur la force élastique qui mesure la compression qu'il faut exercer pour condenser une vapeur à l'état liquide. Lorsque Ton essaye de ramener à un volume moindre un cerlain volume de vapeur ayant son maximum de tension à une température donnée, on n'augmente pas cette tension, comme cela a lieu pour les gaz, mais, en admettant que la température reste invariable, une partie de la vapeur se condense, de manière que celle qui reste conserve la tension primitive. Réciproquement, si Ton cherche à diminuer la tension d'une vapeur en faisant occuper à celle-ci un plus grand volume, on n'y parvient pas, en supposant qu'il y ait un excès de liquide en présence ; car on provoquera la formation d'une nouvelle quantité de vapeur, de manière que sa tension restera la même. Mais si l'on opère de même, sans qu'il y ait un excès de liquide en présence, la vapeur se comportera comme un gaz et obéira à la loi de Mariotte. Et les gaz ne sont, dans le lait, que des vapeurs placées dans cette dernière condition, c'est-à-dire que ce sont des vapeurs de liquides extrêmement volatils et qui existent sous une pression de beaucoup inférieure à leur maximum de tension pour une température donnée. Beaucoup de gaz, comme on l'a vu par plusieurs exemples, peuvent être liquéfiés soit en augmentant assez la pression pour que celle-ci devienne supérieure au maximum de la tension du liquide à une température déterminée, soit en refroidissant assez le gaz pour que sa tension devienne plus faible quo la pression qu'il supporte; soit enfin en combinant ces deux moyens. " [Note de V auteur,)

chauffe à 40^ de l'eau renfermée dans la chambre barométrique (vide deTorricelli),on voit aussitôt la colonne mercurielle s'abaisser deôS""™, c'est-à-dire que la tension de la vapeur fera inmiédiatement équilibre à 55"" de mercure ; la tension qui se produira finalement dans un espace clos rempli d'air dans lequel on portera de l'eau à 40° augmentera de la même quantité, c'est-à-dire de 55"" mais seulement peu à peu. Gomme toutes les substances volatiles chimiquement pures, l'eau possède une certaine tension de vapeur, variant avec la température. Le tableau suivant indique, d'après les recherches de M. Regnault, lès tensions de la vapeur d'eau aux températures comprises entre les limites de — 30 et -h lOO**. Les données indiquées dans la première partie de ce tableau ont été obtenues directement en observant les abaissements successifs de la colonne barométrique produits en augmentant peu à peu la température d'une certaine quantité d'eau renfermée dans la chambre barométrique ; les autres données ont été obtenues indirectement en faisant varier la pression à l'aide d'une pompe et notant les points d'ébullition correspondants à chaque pression; ces points d'ébullition indiquent la température à laquelle la tension de la vapeur fait équihbre à la pression exercée. En Angleterre, les variations de la pression atmosphérique occasionnent dans le point d'ébullition de l'eau des différences qui peuvent aller à Z^ centigrades.

TENSION DE LA VAPEUR d'eAU AUX TEMPÉRATURES COMPRISES ENTRE -^ 30" C ET -I- 100" C.

PRESSION

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PRESSION