DENSITÉ DES GAZ ET DES VAPEURS

Dénmtion. — La densité d'un gaz par rapport à l'air est le rapport du poids d'un certain volume de ce gaz au poids d'un égal volume d'air : le gaz et l'air étant pesés dans les mêmes

conditions de température et de pression. La détermination de la densité d'un gaz paraît une opération simple. Prenons un ballon de verre d'une capacité de 6 à 10 litres, muni d'un robinet (fig. 128); remplisscns-le d'un gaz pur et sec, et pesons le ballon plein : son poids est 1055 grammes, par exemple. Faisons le vide à l'aide de la machine pneumatique, il ne pèse plus que 1026,6. La différence 30*r,& fait connaître le poids du gaz contenu. Remplissons le ballon d'air , pesons-le plein, puis vide , la différence des poids est 20 grammes. La densité du premier gaz est

-!- = 1,52 (acide carbonique).

Difficultés de l'expérience. — Dans l'application de cette méthode, une foule de difficultés se présentent :

1° Le gaz et l'air doivent être introduits

purs et secs dans le ballon bien desséché.

2° Les températures du gaz et de l'air

doivent être les mêmes, ou bien, si elles

diffèrent, une correction est nécessaire.

3° Il faut déterminer la pression du gaz et celle de l'air avant la pesée, et retrancher la pression du gaz qui reste lorsqu'on a fait le vide, qui est toujours imparfait.

U° Les pesées successives du ballon se font dans l'air; si les conditions de température et de pression de l'atmosphère viennent à changer, la perte de poids éprouvée par le ballon, et qui est égale au poids du volume d'air déplacé, change aussi d'une pesée à l'autre.

procédé de m. Regnanit. — M. Regnault a triomphé de toutes ces difficultés, et nous allons indiquer les différentes phases de sa méthode.

On commence d'abord par dessécher le ballon. A cet effet, il

Fia. 128.

Ballon serrant à déterminer la densité des gaz.

DENSITÉ DES (ÏAZ. — PKOCKDË DE M. HEOSAILT. 1A1 peut être mis en communication à volonté avec la machine pneumatique, ou avec une série de lubes en U contenant de la [lierre ponce imbibée d'acide snlfuriquc. I.e ballon esl plonge dans l'eau chaude; on Tait le vide, puis on permet a l'air de rentrer en traversant les tubes: celle opération est répétée plusieurs fois. Pour remplir le ballon de gaz pur et sec, et dont la température soit connue, on l'entoure entièrement de glace Tondante (flg. 129), puis on établit la communication par un

(ube à deux branches qui vient de servir plus haut avec la machine pneumatique et avec des lubes desséchants qui sont fixés au réservoir à gaz pur. L'entrée de ces tubes peut être fermée à l'aide de robinets qui permettent de rompre ou d'établir la communication avec la machine ou avec le gazomètre ; de plus, le ballon communique avec la partie supérieure d'un ^ng tube de verre qui plonge dans une cuvette pleine de mercure à coté d'un tube barométrique bien purgé d'air. C'est on appareil qui sert à mesurer les pressions. Manœuvre de l'appareil, — On fait le vide dans le ballon,

puis le robinet de la machine est fermé, et, en ouvrant avec précaution le robinet du gazomètre, le gaz sec pénètre dans le ballon. Le vide est fait de nouveau, car, la première fois, une petite quantité d'air est restée. On recommence la môme opération, et le ballon est rempli de gaz pur et sec à 0°, dont la pression P est déterminée par la différence des niveaux du mercure dans les deux tubes placés parallèlement. Le robinet T étant fermé, on essuie le ballon et on le pèse.

Le ballon replacé dans la glace, on fait le vide de nouveau ; la différence des niveaux du mercure dans les deux branches indique quelle est la force élastique p du gaz qui reste ; après une nouvelle pesée on obtient par différence le poids de gaz qui remplissait le ballon à 0° et sous la pression P — p. L'opération que nous venons de suivre est répétée exactement pour peser le ballon plein d'air sec, mais les tubes desséchants s'ouvrent directement dans l'atmosphère. On obtient alors le poids d'air qui remplit le ballon à 0° et sous la pression P7 — p'. Si la pression du gaz et celle de l'air étaient les mômes, il suffirait de diviser le poids du premier par le poids du second, mais il arrive, par exemple, que la différence P — p est égale à 758 millimètres et que la différence P' — p' est 756 millimètres. Prenons un exemple : l*r,387 est le poids du gaz et 20 grammes le poids de l'air. Nous savons que le poids d'un volume déterminé de gaz est proportionnel à sa pression ; sous une pression d'un milli-

v* i ., leroo^ . , ., l*r,387 1^,387X756

mètre, le poids l*r,387 deviendrait —Jz-- et — „po sous

la pression de 756 millimètres. Le rapport des poids du gaz et

de l'air à la môme température et à la même pression est

-— — — — =0,0692, qui est la densité de l'hydrogène. 758 X ^0*r

Pesée du ballon. — M. Regnaull évite les difficultés inhérentes aux pertes de poids éprouvées par le ballon, dans les pesées, en le suspendant à l'un des plateaux d'une balance, puis en attachant à l'autre plateau un ballon possédant exactement le môme volume extérieur et qui est un. peu plus lourd que le premier (fig. 130). De sorte que pour faire équilibre à celui-ci, il faut ajouter des poids sur le plateau opposé, et ainsi on opérera toujours par double pesée. Mais voici le grand avantage : les deux ballons déplacent des volumes d'air égaux; quels que soient les changements de température et de pression dans l'atmosphère, ils éprouveront l'un et l'autre la môme perte de poids, et si l'on obtient l'horizontalité du fléau, l'équilibre sera toujours gardé.