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io32.o4

Note b j sur l'article IV } page 5o.

Ou est convenu aujourd'hui d'appeler combustion Faction de la combinaison de i'oxigène avec un corps quelconque; l'auteur paraît n'avoir attaché à ce mot que l'idée de la combinaison produite par l'action du feu sur les corps qui l'alimentent. Cette acception, au reste , ne change rien à la chose , dès qu'on l'entend.

Mais il a tort de supposer que la combustion soit la seule cause des développemens de chaleur, même en donnaut à l'acception du mot combustion toute l'extension dont elle est susceptible; car, « deux ou plusieurs » corps qui se combinent donnent toujours lieu » un

DU TRADUCTEUR. 2o3

)> changement de température. La température s'élève » constamment dans le cas où la combinaison est intime j » et s'abaisse quelquefois dans le cas contraire (1). » Et des mélanges du gaz hydrogène avec le chlore , et de ce dernier corps avec l'azote, produisent, dans des circonstances qui favorisent leur rapide combinaison , des effets prodigieux (2) , et un grand dégagement de calorique. On peut également en produire un dégagement considérable par le frottement , ou par la percussion ; l'action de l'oxigène n'entre pour rien dans aucun de ces phénomènes; il n'y a donc point de combustion.

Il me semble aussi que l'auteur est dans l'erreur lorsqu'il suppose que la chaleur dégagée se dissipe dans l'air pour y devenir latente. Il me paraît plus probable qu'elle y reste en état de chaleur sensible, quoique étant répandue sur une très grande masse d'air , son effet sur nos instrumens devient seulement insensible , de même que l'eau d'un fleuve qui se jette dans l'Océan ne produit aucun effet appréciable sur la masse d'eau qui s'y trouve déjà; mais elle ne cesse pas pour cela d'exister dans l'état liquide.

La loi de Boyle ou de Mariotte est fondée sur des expériences faites sur l'air sec, et il est évident que celles dont parle l'auteur auraient été faites sur de l'air humide, puisqu'on a trouvé de l'eau au fond du cylindre qui a servi aux expériences. Or , lorsque l'air est mêlé avec de l'eau en état de vapeur, la force élastique

(1) Thenard, Traité de Chimie , vol. 1 , pag. 107, 3e edition. (a) Idem , page 206 et suivantes.

2o4 NOTES

du mélange est égale à la tension de la vapeur dans le vide, plus la force élastique de l'air sec, prises séparément. ( Physique expérimentale et mathématique de Biot,tom. pag. 3o4-)

D'après cela , on peut expliquer le phénomène dont parle l'auteur, de la non-concordance de l'expérience avec cette loi, sans avoir recours à la supposition « que l'air n'est pas un fluide élastique permanent. » Posons d'abord pour principe qu'un espace donné ne peut contenir qu'une certaine quantité d'eau en état de vapeur, tant que sa température reste la même , et que si l'on en introduit une plus grande quantité, ou, ce qui revient au même, si l'on rétrécit cet espace, la tension de la vapeur n'augmentera pas ; mais l'excédant de vapeur, au-delà de ce qui est nécessaire pour maintenir la tension au même degré, se condensera : c'est un principe reconnu de tous les physiciens, et démontré par l'expérience. Cela posé, supposons un cylindre rempli d'air humide, dont la tension soit égale au poids d'une colonne de mercure de 76 centimètres de hauteur; supposons de plus que la tension de la vapeur aqueuse, suspendue dans cette portion d'air , soit à celle de l'air lui-même '.'. 1 : 75, ou -^ de la tension totale. Si maintenant on introduit un piston dans le cylindre, et qu'on réduise l'espace occupé par le mélange à la moitié de son volumeactuel , le ressort de l'air sera doublé, tandis que celui de la vapeur restera le même; de sorte qu'on aura pour la tension totale dans cette position :

I]5x?.+ ' = i mètre 5i centimètres de mercure, au lieu de 1,52 qu'on aurait si l'on opérait sur l'air sec, dont la tension serait égale à 76 centime'

DU TRADUCTEUR. 2o5

très. Si l'espace était réduit à nu quart, cette tension deviendrait :

-j5 X 4 4- * =3 mètres i centimètre au lieu de 3,o4 et ainsi de suite.

Quant à l'absorption de calorique par l'eau dans son passage de l'état liquide à l'état de la vapeur, sous une pression moindre que celle de l'atmosphère , des expériences plus récentes paraissent avoir ébranlé la théorie de Rlack, citée par l'auteur : voici ce que dit M. Thenard à ce sujet.

<c Les différens liquides , en bouillant ou en passant à l'état de gaz ou de vapeurs, rendent latentes différentes quantités de calorique ; ces quantités sont toujours très grandes : l'eau , par exemple, sous la pression de 76 centimètres, en rend latent 4- 66 fois autant qu'elle en exige pour passer de o° à 1000, d'après MM Clément et Désormes. Si donc l'on fait passer 1 kilog. de vapeur d'eau à ioo° à travers 4-66 kilog. d'eau à o°, il en résultera 5.66 kilog. d'eau à ioo°, en supposant qu'il n'y ait point de perte.

» Il était important de rechercher quel effet pouvait produire une pression plus ou moins grande sur la chaleur latente des vapeurs : c'est ce qu'ont fait successivement MM. Sharpe, Southern, Clément et Despretz. Suivant leurs expériences, cet effet serait nul; c'est-àdire que, quelle que fût la pression sous laquelle se formerait une vapeur , sa chaleur latente serait toujours la même. Les trois premiers n'ont examiné que la vapeur d'eau; M. Despretz a examiné en outre les vapeurs d'alcool, d'éther et d'essence de térébenthine. » {Traité élémentaire de Chimie ,tom. 1, p. 74 et 75, 3e édition. )

aoG NOTES

Ces experiences, quoiqu'elles tendent à invalider îa théorie de l'auteur, ne diminuent pas la bonté de sa machine; en effet, il n'y aurait pas d'avantage à pouvoir réduire l'eau en vapeur avec moins de chaleur , sous une plus grande pression, si l'on employait ensuite cette vapeur à faire mouvoir la machine par sa force expansive, puisqu'en se dilatant elle passerait par tous les degrés de tension inférieure à celle qu'elle avait d'abord, et absorberait, à chaque degré, la quantité de calorique propre à ce degré ; son affaiblissement serait donc plus rapide en raison de ce qu'elle contiendrait moins de calorique latent dans le principe.

Note c, page 70.

Il serait peut-être plus juste, et en même temps plus conforme aux lois connues du calorique spécifique , de dire qu'un même volume d'air, quelle que soit sa densité, ne saurait contenir qu'environ la même quantité de calorique latent. Si l'on admet cette hypothèse, on pourra expliquer le phénomène de la manière suivante :

Premier cas. En supposant que dix fois la masse d'air dans son état naturel soit comprimée dans le même espace, comme cet espace ne peut contenir la chaleur latente que d'une seule de ces masses, celle des neuf autres est forcée de devenir sensible, et de se dissiper à travers les parois du récipient , pour rétablir l'équilibre avec l'atmosphère environnante.

Deuxième cas. Lorsque l'équilibre est bien établi par le passage de la chaleur intérieure, devenue sensible, à

l'extérieur où elle s'est répandue , si Ton ouvre le robinet tie la machine de compression pour laisser échapper l'excédant d'air qui y est renfermé , comme la portion de chaleur latente restée sous le récipient est également répandue dans toutes les parties de l'air qu'il contient, chaque masse d'air, en s'écliappant, emportera avec elle un dixième de la chaleur latente ; de sorte que , lorsque l'équilibre de pression sera parfaitement rétabli , l'espace contenu sous le récipient aura perdu les neuf dixièmes de sa chaleur latente; cette perte est presque immédiatement réparée par le passage à travers les parois de la quantité de calorique nécessaire au rétablissement de l'équilibre.

Le troisième cas s'explique précisément de la même manière , car l'effet doit être le même, soit que l'air soit retenu en excédant dans le récipient, et qu'on ouvre le robinet pour laisser échapper cet excédant et établir l'équilibre de pression, soit que cet équilibre ait précédemment lieu, et qu'on retire une portion de l'air intérieur , à l'aide de la machine pneumatique.

Cette explication me paraît plus vraisemblable ; mais elle ne change en rien les principes de sa machine.

Note dj page 82.

Ceci me paraît une erreur , et une erreur qui pourrait produire de graves inconvéniens dans le cas où la vapeur viendrait à être poussée à la force expansive de ] 5oo livres par pouce.

En effet , l'effort de la vapeur pour rompre la chaudière est calculé par pouces carrés; la force de la barre

2o8 NOTES

tie fer qui a 'servi aux expériences sur la ténacité de ce métal avait un pouce d'équarrissage ; mais les boulons à vis sont nécessairement cylindriques, du moins dans la partie qui porte les vis. — C'est donc d'après le pouce rond et non sur la force du pouce carré que le nombre de ces boulons doit être déterminé.

Pour effectuer ce calcul , on divisera la somme de l'effort sur le fond de la chaudière par 64000 X 0,7854 , qui représente la surface du cercle inscrit au carré dont la surface est prise pour unité ; ou bien , ce qui revient au même, on multipliera le carré du diamètre de la chaudière par l'effort que supporte chaque pouce de sa surface, et l'on divisera le produit par 64000. Le quotient sera le nombre de boulons cylindriques d'un pouce de diamètre nécessaire pour maintenir le fond en place.

Mais il est probable qu'on n'emploiera jamais une force assez considérable pour rompre le nombre de boulons indiqués par l'auteur, même en ne faisant pas de distinction entre le pouce carré et le pouce rond.

Note e j page 93,

On se rendra peut-être plus facilement raison de cet effet de la dilatation de la vapeur dans le cylindre, en jetant les yeux sur la ligure 2 , où nous supposons que la force expansive de la vapeur est représentée par la longueur de la ligne AE , et la longueur de la course du piston par AB, et que l'entrée de la vapeur est interceptée à un tiers de la course, ou après avoir rempli l'espace ACDE.

Si la vapeur était admise pendant toute la longueur de

la course, il est clair que nous aurions, pour l'expression de la force déployée pendant une course de piston AE X AB ; mais l'arrivée de la vapeur étant interceptée en CD, sa densité , et par conséquent sa force expansive va en diminuant, au fur et à mesure que l'espace qu'elle occupe devient plus considérable.

En partageant chaque tiers de la distance à parcourir en un certain nombre de parties égales , en huit parties par exemple, et en considérant l'espace déjà occupé par la vapeur comme étant aussi divisé en huit parties , on trouve qu'au fur et à mesure que le piston arrive en cdj ef, gh, etc. et; que l'espace qu'occupe la vapeur devient ainsi plus grande de ^ , de | , de § , etc. , sa force expansive devient successivement •§, tz,tt, etc., de ce qu'elle était dans l'origine, jusqu'à ce qu'enfin elle parvienne à remplir toute la capacité du cylindre, et alors sa force expansive n'est plus que -^ ou 3 de sa force primitive.

Dans la figure nous avons supposé que la force expansive AE était égale à 1000, et alors la force de la vapeur , à chacune des divisions cd, ef. gh, etc. ( si l'introduction de la vapeur est arrêtée en CD ) , devient successivement 829, 800, 727, etc. ; rapportant ces quantités sur chaque ligne de division, et traçant une ligne par les points où elles tombent, nous aurons la courbe CFG de décroissement de force élastique, par l'expansion de la vapeur (1).

(1) Cette courbe est une hypeibole c'quilatère dont AE et EU sont les asymptotes ; puisque de quelque point s de la courbe qu'on abaisse les perpendiculaires st, si; sur les asymptotes, le produit de

2,o NOTES

Si l'on additionne toutes ces quantités, et qu'à leur somme on ajoute 8000 pour la force déployée pendant l'entrée de la Tapeur, on a 16464 pour l'effet total de la course; divisant par 14 (nombre de termes) , on a 68.6 pour la force moyenne; ce qui signifie que la force de la machine est de —^ , ou plus des deux tiers de ce qu'elle serait dans le cas où la vapeur serait admise pendant toute la durée de la course; ce qui donne plus de deux fois autant d'effet d'une même quantité de vapeur et au même degré d'expansibilité , en l'employant de cette manière, que si l'on ne ferme l'entrée de la vapeur qu'à la fin de la course.

Ce calcul est fondé sur la supposition que la vapeur suit la même loi que les fluides élastiques permanens; ce qui peut être à peu près vrai ('ans de certaines limites, et si l'on n'ajoute ni ne retire du calorique , pendant la compression, ni pendant la dilatation de la vapeur.

Mais Woolf a trouvé que la vapeur de l'eau dont la force expansive est capable de soulever la soupape de sûreté chargée d'un nombre n de livres par pouce carré, en sus de la pression atmosphérique, peut se répandre dans un espace n fois aussi considérable que son volume actuel, en conservant, après sa dilatation, une force expansive égale à la pression de l'atmosphère, si toutefois la capacité qui reçoit la vapeur est maintenue à la même température qu'avait la vapeur avant sa dilatation.

ces perpendiculaires sera constamment égal à la surface ACDE , qui elle-même est égale au carré formé sur les asymptotes a l'origine delà couibe, ce qui répond a 1 equation de l'hyperbole è'qmlatèr»

DU TRADUCTEUR. 3ir

Cette découverte est de la plus haute importance dans l'application de la vapeur comme force motrice, et ne me paraît pas avoir excité toute l'attention qu'elle mérite de la part de ceux qui s'occupent de ce genre de construction. Son savant et ingénieux auteur même ne me semble pas en avoir tiré tout le parti dont elle est susceptible.

En effet, la machine de Woolf, connue en France sous le nom d'Edwards (i), se compose de deux cylindres à piston, un petit et un grand; la vapeur ayant une force expansive assez considérable, après avoir fait faire une course au petit piston, passe dans le grand cylindre, où, en se dilatant pour en remplir toute la capacité , elle agit sur le grand piston , d'après le principe de la presse de Pascal; c'est-à-dire, que la force qu'elle déploie à faire marcher le grand piston est à la résistance qu'elle fait éprouver au petit, en raison directe de leurs surfaces respectives.

Afin de maintenir la température intérieure des cylindres toujours au même degré , il emploie une enveloppe ou chemise en fonte qui recouvre les deux cylindres, et la vapeur arrivant de la chaudière est reçue d'abord dans l'intervalle qui les sépare; c'est de l'intérieur de cette enveloppe que la vapeur est admise par le régulateur dans le petit cylindre; de cette manière il est sûr que la température de l'intérieur des cylindres sera toujours à peu de chose près la même que celle de l'enveloppe , puisque la chaleur , qui devient latente par

(i) Voyez pour la description et la gravure de cette machine , le Bulletin de la Société' d'Encouragement, décembre 1818.