MOYENNE
spécifique du Pt.
degrés.
La chaleur spécifique moyenne peut être représentée par la formule :
La chaleur spécifique vraie est égale à :
— ri-':= o,o3i7 + 0,000012 t.
dt J ^ '
!M. Violle s'est servi de ces déterminations pour fixer, par extrapolation, le point de fusion du platine, qu'il a trouvé égal à ijjq"- H a mesuré pour cela la quantité de chaleur cédée par i gramme de platine solide, du point de fusion à 0°. A cet effet, on fondait une certaine quantité de platine, on plongeait dans ce platine fondu un fil du même métal contourné en spirale, et, au moment où la surface du bain se solidifiait, on enlevait, à l'aide de ce fil, une rosette de platine solide que l'on immergeait dans l'eau du calorimètre. En reprenant la détermination de ce point de fusion, MM. Holborn et Wien ont trouvé plus récemment i 780°.
La chaleur latente de fusion du platine est égale à 74%73 ±1 1,5; ce nombre résulte de cinq expériences.
a° Une deuxième série d'expériences se rapporte à la chaleur spécifique du palladium; les déterminations ont été faites, en partie par comparaison avec le platine,
Le Cuatelier. Températures élevées. 5
66 PYROMÈTRE A GAZ
en partie par le thermomètre à air ; les résultats obtenus par les deux méthodes sont concordants.
La chaleur spécifique moyenne est donnée par la formule :
La chaleur spécifique vraie est égale à :
—jj- =: o,038a -|- 0,000020 t.
Le point de fusion a été trouvé égal à i 5oo° ; les expériences plus récentes de MM. Holborn et Wien donnent i 58o°. Cet écart peut s'expliquer par les impuretés du métal et l'absorption des gaz du foyer.
La chaleur latente de fusion du palladium mesurée dans les mômes expériences a été trouvée de 36'',3.
3° Dans une autre série d'expériences, M. Violle a déterminé le point d'ébullition du zinc. Il employa un appareil de fonte émaillée, chauffé dans une triple enveloppe de vapeur métallique ; le haut était recouvert de terre et de poil de vache pour empocher la surchauffe des parois. Les mesures ont été faites à pression et volume simultanément variables.
Volume du ballon 294'^'',5 Volume du gaz sorti i84'"'",3
Espace nuisible 4". 7 Pression Boa"", 3 „,
<o 3^8 to r,7
Ho 76o'"™,5 Ho 759
%min
Barus, Ilolborn et Wien ont trouvé des nombres très voisins de 93o°.
4° Une dernière série est relative aux points de fusion des métaux qui ont été déterminés par comparaison avec la chaleur d'échauffement du platine :
Argent 9X4° (trop faible de 10°)
Or 10450 ( — 20°)
Cuivre loSo" ( — 20»)
RESULTATS EXPERIMENTAUX 67
Expériences de Mallard et IL Le Chatelier. — Dans leurs recherches sur les températures d'inflammation des mélanges gazeux, Mallard et H. Le Chatelier se sont servi d'un pyromètre en porcelaine, dans lequel on fait le vide ; puis on y laisse rentrer Tair en mesurant le volume gazeux ainsi absorbé. On peut aller jusqu'à I 200" sans constater d'affaissement de la porcelaine ; mais cet affaissement devient complet à i 300°, sous l'action du vide.
Cette méthode a été employée de la façon suivante pour la mesure des températures d'inflammabilité des mélanges gazeux. On faisait le vide dans l'appareil, et l'on mesurait la température par le volume d'air qui le remplissait ; on faisait le vide de nouveau et on remplissait l'appareil avec le mélange gazeux. On savait s'il y avait ou non inflammation par la comparaison du volume du mélange avec celui de l'air introduit dans les mêmes conditions de température, au moins dans les cas de mélanges brûlant avec contraction.
Le pyromètre employé avait une capacité de 62", défalcation faite de l'espace nuisible (i") ; le tableau suivant donne les volumes d'air correspondant à différentes températures :
looo'' 14. 1
En admettant que les mesures des volumes soient faites à o*"",! près, on aurait à 1000° une précision de 10° seulement à cause du volume insuffisant (63") du réservoir ihermométrique.
Expériences de Bariis. — Ce savant américain a com-
PYROMETRE A GAZ
biné un appareil tournant, remarquable au point de vue de l'uniformité de température, mais il ne l'a appliqué directement qu'à la graduation de couples thermo-électriques. 11 a opéré à pression constante. Au moyen des couples ainsi gradués il a déterminé les points d'ébullition du zinc (Qaô^-gSi") et du cadmium (773''-784°) ; le point d'ébuUition du bismuth a été trouvé égal à i 200" sous une pression réduite de i5o millimètres, ce qui donnerait sous la pression atmosphérique par extrapolation I 5oo°.
La figure 7 représente la section longitudinale de l'appareil de M. Barus.
11 se compose essentiellement d'un pyromètre en por-
celaine présentant un tube rentrant dans lequel est logé le couple. Le pyromètre fixé par un point de sa tige est maintenu immobile. Il est entouré par un moufle en fonte dont la forme générale est de révolution autour de l'axe du pyromètre, ce moufle est composé de deux moitiés semblables maintenues au moyen de colliers en fer et peut être animé d'un mouvement de rotation autour de son axe de figure, de façon à assurer l'uniformité du chauffage. Il est chauffé par des brûleurs à
RÉSULTATS EXPÉRIMEXTAUX 69
gaz placés en dessous. Une enveloppe fixe en terre rél'ractairc maintient la chaleur autour du moufle en fer.
Expériences d'Holboni et Wien. — Holborn et Wien ont l'ait une graduation très complète du couple thermoélectrique Pt-Pt rhodié proposé par M. H. Le Chatelier. Ils emploient un réservoir en porcelaine de 100 centimètres cubes environ de capacité, terminé à ses deux extrémités par un tube capillaire en porcelaine. La soudure thermo-électrique est placée à Fintérieur du réservoir, et chacun des fils sort par un des tubes latéraux ; ce dispositif permet de déterminer en ses difl'érents points la température réelle de l'espace nuisible, dont le volume est de i'"%5.
Ils ont opéré à volume constant, avec une pression initiale très réduite pour rester toujours en dépression ; ils ont pu aller ainsi jusqu'à i43o°. Au-dessus de i 200°, ils ne pouvaient faire qu'une seule opération avec un pyromètre; au-dessous, une dizaine d'opérations.
Ils ont déterminé le coefficient de dilatation de leur porcelaine, venant de la manufacture de Berlin, et l'ont trouvé égal à o,ooooo45, nombre identique à celui donné par M. H. Le Ghatelier pour la porcelaine de Bayeux.
Ils se sont servi de ce pyromètre, en employant comme intermédiaire un couple, pour fixer les points de fusion de quelques métaux :
Argent 970°
Or 10720
Palladium iSSo»
Platine 17800
Ces nombres comptent parmi ceux qui semblent actuellement mériter le plus de confiance ; il faut cepen-
70 PYROMETRE A GAZ
daiit reconnaître que le volume du réservoir était trop faible pour assurer une très grande précision. Nous reviendrons sur ces expériences à propos des pyromètres électriques.
Programme cV expériences . — La discussion à laquelle nous venons de nous livrer permet de définir certaines conditions auxquelles devront satisfaire les nouvelles expériences nécessaires pour préciser davantage les températures de fusion et d'ébullition employées comme points fixes dans la graduation des autres p^romètres.
Le réservoir du thermomètre devra être en porcelaine émaillée intérieurement et extérieurement, comme les réservoirs qui ont été fabriqués à la manufacture de Sèvres à Toccasion de certaines expériences de Regnault et de H. Sainte-Claire-Deville.
La capacité des réservoirs devra autant que possible être voisine de 5oo centimètres cubes, condition nécessaire pour que l'erreur pouvant résulter de l'espace nuisible soit certainement inférieure à i°.
Le gaz thermométrique sera l'azote.
On emploiera la méthode dite du voluménomètre, ou toute méthode équivalente ne supposant pasl'invariabilité de la masse gazeuse, et on produira les plus grands changements de pression compatiljles avec la résistance de la porcelaine. Jusqu'à i 200° on doit faire le vide complet puisqu'il n'y a pas à craindre de déformer le réservoir.
Enfin des précautions toutes spéciales seront prises pour assurer l'équilibre de température entre le réservoir du pyromètre et le corps dont on veut mesurer la température. Le dispositif de Barus paraît théoriquement très satisfaisant, mais il est bien compliqué et coûteux. On peut encore se servir de moufles complètement entourés de flammes comme dans la fabrication de la por-
PROCEDES INDIRECTS 71
cc'laine ; la température y est très uniforme. Mais leur emploi présente une difficulté pratique sérieuse ; la tige du pyromètre quoique bien protégée, se casse fréquemment au point où elle traverse le compartiment de flammes.
Le plus pratique sera peut-être d'employer des bain§ liquides, sels fondus non volatils, par exemple, maintenus en agitation continuelle, dans lesquels plongeraient à la fois le réservoir du pyromètre et le corps dont on voudrait prendre la température, le chauffage étant obtenu par la combustion du gaz dans un four Perrot, ou par le courant électrique traversant une spirale métallique immergée dans le bain.
Si l'on doit se contenter de four à gaz ordinaire, four Perrot ou mieux four Seger, il faudra explorer au moyen
f d'un couple thermo-électrique la répartition de la tem-
I pérature dans toute la région utilisée.
PROCÉDÉS INDIRECTS
Nous rangerons dans cette catégorie différentes expériences dans lesquelles les lois de la dilatation des gaz n'ont été utilisées que d'une façon indirecte, ou ont été étendues à des vapeurs.
Méthode de Crafts et Meier. — C'est une variante du procédé de H. Sainte-Claire-Deville etTroost consistant à enlever le gaz par le A'ide. Crafts et Meier déplacent le gaz du pyromètre par l'acide carbonique ou l'acide chlorhydrique, gaz facilement absorbables par des réactifs appropriés. L'acide chlorhydriquc est plus commode, car son absorption par l'eau est immédiate ; mais il y a il craindre aux températures élevées son action sur l'air avec formation de chlore ; il est préférable d'employer l'azote au lieu de l'air.
PYROMETRE A GAZ
L'appareil (fig. 8) comporte un réservoir en porcelaine, dont la tubulure est assez large pour laisser })asser le tube d'arrivée du gaz qui pénètre jusqu'au fond du réservoir ; ce dispositif augmente considéraJjlement l'influence de l'espace nuisible, et par suite diminue la précision des déterminations.
Cette méthode convient surtout pour les expériences sur les densités de vapeur qui se font dans le même appareil ; elle permet alors d'avoir une idée approchée des températures auxquelles on expérimente.
Crafts et Meier ont ainsi déterminé les variations de densité de la vapeur d'iode en fonction de température.
Regnault avait proposé antérieurement, sans l'employer d'ailleurs, une méthode analogue :
1° On remplit d'hydrogène un récipient en fer porté à la température que l'on veut mesurer, on balaye cet hydrogène par un courant d'air ; à sa sortie du réservoir métallique, l'hydrogène passe sur une colonne de cuivre portée au rouge, et l'eau formée est absorbée par des tubes à ])once sulfurique et pesée.' Ce procédé, très com})liqué, est mauvais à cause de la perméabilité du fer aux températures élevées.
Il a en même temps indiqué la méthode suivante : a" On prend une bouteille en fer contenant du mercure ; le \ase étant incomplètement fermé, on chauffe à la température cherchée, on laisse refroidir et on pèse le mercure restant. Cette méthode est encore défectueuse par suite de la perméabilité du fer aux températures élevées; l'hydrogène des gaz du foyer pourrait
Ky
Fig. 8.
PROCEDES LXDIRECTS •jZ
pénétrer à l'intérieur du récipient et chasser une quantité équivalente de vapeur de mercure.
Méthodes de H. Soiute-Claire-Deville. — i° Ce savant a cherché en premier lieu à mesurer la température par un ])rocédé analogue à celui de la détermination des densités de vapeur de Dumas. Il prenait un ballon en porcelaine plein d'air, et le faisait chaulTer dans l'enceinte dont il s'agissait de déterminer la température, et le fermait au chalumeau oxhydrique par la soudure autogène. Il mesurait Fair restant en ouvrant le ballon sur l'eau et en pesant l'eau entrée, ou bien il déterminait simplement la perte du poids du ballon avant et après chauffage.
Des expériences faites sur le point d'ébullition du cadmium ont donné 860° ; les données du calcul étaient les suivantes :
II =z 766"''",4, Volume du ballon z=. 285 centimètres cubes, — air resté =72 —
N'oici d'ailleurs comment peut être conduit le calcul. Soit 17^ la température ambiante; T^ = ajS" + 17"
La correction due à la dilatation de la porcelaine est :
o,ooooi35 X 85o rz i3°
Ce qui donne pour la température d'ébullition du cadmium :
f = I i5oo — 273-^ — 130 — 864'^ »
(i) Ce résultat dififcTC un peu de celui donné par Sainte-Claire-Dcville parce qu'on a pris comme coefficient de dilatation de la porcelaine les derniers nombres obtenus ; déplus, la température ambiante admise 17" diffère peut-être de la température réelle de l'expérience qui n'est jias donnée.
74 PYROMÈTRE A GAZ
Le nom])re 860 est trop fort ; il y a clans ces expériences deux causes d'erreurs possibles : le chaufl'age non uniforme par suite du rayonnement, et la possibilité de Texistence de vapeur d'eau dans le ballon.
De plus, le faible poids de l'air et la difficulté de fermer le récipient d'une façon absolument étanche rendent les expériences très délicates.
2" Dans une seconde méthode qui a l'avantage de remplacer l'air par une vapeur très lourde, Deville est revenu à l'idée de Regnault consistant à utiliser la vapeur de mercure ; mais il s'est heurté à une difficulté pratique. 11 avait remplacé les récipients perméables en fer par des récipients en porcelaine : le mercure se condensait dans le col du pyromètre et retombait en gouttelettes froides qui amenaient la rupture du réservoir.
Pour cette raison, il abandonna le mercure et le remplaça par l'iode : le retour d'un liquide froid était complètement évité à cause du voisinage du point d'ébullition de ce corps (175") et de son point de fusion (ii3'*). Un grand nombre d'expériences furent faites par cette méthode ; le point d'ébullition du zinc par exemple fut trouvé égal à ioSq".
Les données étant
