CAS WITH TEMPERATURE THE PRESSURE BEING CONSTANT

272°C bv e\De

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50 lOO 150 200 250 300 3S0

Absolute Température Centigrada

Fig. 2o5. — Diagram.ne de l'expansion des gaz sous pression constan'e et du O absolu approximatif

peser et qu'il ne découvre que par ses effets. Ce travail abstrait exige plus de jugement que la mécanique qui admet des exercices quantitatifs ; il présente plus de sources d'erreurs, que l'expérimentateur doit éliminer ou faire entrer en ligne de coiiipte.

Toutes les belles et riches questions qui forment l'àme des machines, telles que la notion de la chaleur, forme de l'énergie, la perte ou le gain de chaleur, traités comme des transports d'énergie, la pression de la vapeur saturée, fonction de sa température, entrent dans la sphère d'observation des

élèves par la manipulation ; ils [lénètront ainsi dans les principes de la thermodynamique.

Ils établissent d'abord le coefficient de dilatation d'un certain nombre de corps. Sur de tirands appareils fixés aux parois des salles, ils vérifient la loi de Mariotte et font expérimentalement des variantes sur les relations entre les volumes des iraz, leurs pressions et les températures ; ils élucident ainsi d'une façon remarquable les vérités, élémentaires mais capitales, rattachées aux appareils et moteurs à vapeur, par exemple, les relations entre la pression et la température

de la vapeur.

De même ils expérimentent quantitativement la chaleur latente de fusion de la glace, la chaleur latente de la vapeur et la chaleur spécifique des métaux, faits ph3-siques qui sont la substance même de nombreux procédés industriels.

Ces expériences fournissent souvent des exercices graphiques et des résultats remarquables.

Dans le carnet de laboratoire d'un élève nous relevons le diagramme {hg. 205), très suggestif au point de vue des déductions tirées de faits évidents expérimentalement, et précis qui montrent la marche du phénomène d'expansion d'un gaz parfait sous une pi^ession constante et à des températures variables ; elles conduisent à la détermination approximative de la température à laquelle les molécules du gaz sont à l'état de repos.

Les données du premier diagramme sont tirées d'expériences faites à l'iiide de l'appareil de la figure 206, dans

Fig. 2o6. — Appareil montrant le= relatic ns entre les volumes des gaz sous une pression constante et une température variable

LKS INSTllTl'IONS 1) lONSKK iXHM IvN']' 1X1)1 STHIKI,

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leqiu'J on voit un volume do S conlimotres culx) d'îiir cMifermé (l;ms un tuho en T, rernii' \);iv un houclion d'îicide suiruriijuo pour abs()ii)er l'humidité et tenu au même niveau dans les deux branches par un plonjjeur ; le tube plonge dans de l'eau dont on lit la température sur un thei'mométre. On fait eliaudér l'eau du rt'servoii- à des tempéralures variant entre 5" et 8" et on porte sur le diagramme, en abcisse les températures et en ordonnées les volumes ; le diag'ramme montre le rapport invariable des températures et des volumes sous la pression constante de l'air atinos[)h(''ii([ue. Le deuxième diagramme de la même fig-. 205, au([uel on donne un nouvel axe des Y (0 centigrade) est la repi'oduction du premier ; mais il a été prolongé de façon à amener le volume à 0, conception théorique, qui correspond approximativement au zéro absolu de l'air à — 272° C.

A l'aide du même appareil les élèves établissent le graphique du coetTlcient correctif dont ils doivent affecter les données trouvées, pour compenser la dilatation des vases qui contiennent les li({uides (fîg. 207). Les trois courbes représentent respectivement la dilatation d'un vase en cuivre, la véritable dilatation de l'eau, la dilatation apparente.

Le jeune homme, , que reproduit la fig. 208, manie un ap[)areil intéressant servant à déterminer Yéquivalent mécanique de la chaleur, par voie d'expérience. Cet appareil se compose d'un réservoir en laiton contenant de l'eau, un thermomètre, et un agitateur, enfermés dans une enveloppe en métal qui est mise en mouvement par un moteur.

La traction exercée sur le réservoir intérieur par le dynamomètre R, empêche celui-ci de participer au mouvement. La chaleur produite peut être déterminée par l'élévation de la température de l'eau dans le réservoir ; l'énergie

J CURVE SHOWING PeCUUlAH EXPANSION

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