EXPÉRIENCES SUR LA TEMPÉRATURE DE L'ÉBULLITION DE L'EAU

En 1842 M. Régnault s’occupait déjà activement de ses recherches sur la force élastique de la vapeur aqueuse, selon les différentes températures. Ayant appris que MM. Bravais et Peltier devaient se rendre sur le Faulhorn pour diverses observations de physique et de météorologie, il engagea ces deux savants à faire quelques expériences sur le degré d’ébullition de l’eau à des hauteurs de plus en plus grandes au-dessus du niveau de la mer, en conservant l’eau et le thermomètre à la température de l’eau bouillante pendant tout le temps de l'expérience, afin d’éviter l'erreur du déplacement du zéro. MM. Bravais et Peltier s'empressèrent d’acquiescer à la proposition de M. Reonault.

Nous ne nous arrêterons pas à décrire l’appareil que ces savants employérent, ni les précautions qu’ils durent prendre; nous nous contenterons de renvoyer le lecteur à

ÉLECTRICITÉ DES VAPEURS. 141 la note publiée dans le compte-rendu (1), et nous indiquerons en peu de mots les résultats auxquels ils arrivérent.

Les nombres obtenus par MM. Bravais et Peltier ne concordent pas très-bien avec les nombres déduits des expériences de M. Régnault, ni avec ceux calculés d’après la tablede M. Biot (2). Ilssont toujours trop faibles, et la différence s’élève jusqu’à plus de 8 millimètres.

L'année suivante M. Marié, professeur de physique au collége de Saint-Etienne, fit, à la demande de M. Régnault, des observations analogues dans son ascension sur le mont Pila, et les nombres qu'il obtintse trouvèrent, au contraire, concorder assez bien avec les nombres donnés par la formule de M. Régnault (3). Il y avait encore sans doute des différences ; mais d’abord elles n'étaient pas toujours dans le même sens, ensuite elles étaient, en général, en sens inverse des différences données par les expériences de MM. Peltier et Bravais. En effet la tension observée par ces deux savants était toujours plus petite que la tension calculée; au contraire la force élastique observée par M. Marié est presque toujours plus grande.

Eionné de cetteopposition entreles résultats de MM. Bravais et Peliier, d’une part, et les résultats de M. Marié, de l’autre, M. Régnault dut en rechercher la cause. Ilremarqua que ie thermomètre à échelle arbitraire employé par les deux premiers physiciens avait présenté, dans le cours

(1) Comptes-rendus, t. xvir, p. 572. Séance du Îer avril 1844.

(2) Addition à la Connaëssance des lemps pour 1844.

(3) Comples-rendus, t. xvinr, p. 045, et Annales de chimie el de phyque, 1644, t. x1, p. 532.

442 ÉLECTRICITÉ DES VAPEURS des expériences, des irrégularités très-grandes dans la position du zéro, conséquemment que des irrégularités analogues avaient dû se manifester dans les points d’ébullition (1); et c’est à cette cause qu'il attribua les différences données par les observations de MM. Peltier et Bravais. Tout en admettant la possibilité de cette cause, Peltier n’a pas cru qu’elle pût expliquer des différences aussi considérables, et surtout qu’elle pût expliquer pourquoi les expériences de M. Marié avaient donné des différences en sens inverse. Îl remarqua que M. Marié avait fait son ascension au mont Pila par un temps sec et pur; que, par conséquent, ce savant avait dû se trouver, pendant cette ascension, sous une influence positive des plus manifestes ; que lui, au contraire, dans la descente du Faulhorn, s'était trouvé presque constamment sous l'influence de nuages gris agissant de toute Jeur puissance négative; conséquemment que, sous ce point de vue, M. Marié et lui s'étaient trouvés dans des circonstances très-différentes, et il émit l'opinion que peut-être l’état du ciel, la tension électrique des vapeursrépanduesdans l’atmosphère avaient pu jouer un rôle dans cette expérience en accélérant ou retardant le point d’ébullition de l’eau (2). Ceci nous amène

tout naturellement à parler des expériences de Peltier sur les vapeurs.

EXPÉRIENCES DE PELTIER SUR L'ÉLECTRICITÉ DES VALEURS À LA PRESSION ORDINAIRE,

On place au-dessus d’une lampe à alcool un vase bien

(1) 4nnales de chinue el de physique, 1844, t. x1, v. 332. (2) Comples-rendus, t. xvur, p. 768. Séance du 22 avril 1841.

ÉLECTRICITÉ DES VAPEURS. 445 . fermé et à demi-rempli d’eau; ce vase ne laisse sortir la vapeur que par un tube horizontal, afin d'éviter l'influence des courants d’air chaud sur l’orifice par où sort la vapeur. On place tout l’appareil sur des gateaux de résine pour l'isoler. Lorsque l’eau bout et que la vapeur sort avec abondance, on retire la lampe, on électrise le vase, et l’on présente, à quelques décimètres du tuyau, une grosse sphère de cuivre polie, chargée de l'électricité contraire, Si l'appareil est chargé d'électricité positive et la sphère. d'électricité négative, la vapeur s'écoule en colonne serrée, blanchâtre, et va mouiller la sphère ; elle sort plus rapidement et plus abondamment qu’à l’état neutre. Si l’appareil est chargé d'électricité négative et la sphère d'électricité positive, la colonne de vapeur est plus dilatée, plus rare ; elle est grisâtre, presque transparente, et s’avance vers la boule en filets détachés.

Au lieu d’une sphère polie, si l’on présente un faisceau de pointes et si l'appareil est positif, une grande partie de la vapeur opaque. qui sort du tuyau, repasse à l’état de vapeur élastique, et le reste s’avance vers les pointes que nous supposons négatives. Si l'appareil est chargé d’électricité négative, une moindre quantité de la vapeur sortante repasse à l’état de fluide élastique, elle est repoussée par le pinceau positif qu’on lui présente, et elle rétrograde dans sa marche. Le rayonnement positif du pinceau a donc fait rétrograder la vapeur négative qui sortait du tuyau. Pour rendre l’expérience plus intéressante encore, Peltier plaçait en regard les éjaculateurs de deux bouilleurs chargés d’électricités contraires ; la vapeur du bouilleur positif sortait alors rapidement, accompagnée de projections d’un blanc nacré; elle s’'avançait en droite ligne sur la vapeur

À 44 ÉLECTRICITÉ DES VALEURS, du bouilleur négatif, qu’elle repoussait ou qu’elle forçait à rétrograder vers son propre bouilleur.

Ces expériences prouvent surabondamment l’action des vapeurs électrisées les unes sur les autres ; en voici d’autres qui ne sont pas moins curieuses. On prend un tube capillaire en verre, terminé à une de ses extrémités par un très-petit entonnoir faisant un angle droit avec le reste du tube; on place le tube presque horizontalement; l’entonnoir est donc à peu près vertical. On verse dans l’entonnoir avec une pipette un filet d’eau, jusqu’à ce qu’il soit presque complètement rempli. Une portion de l’eau s’alonge dans le tube et forme un index. Par l’autre extrémité on fait passer un fil métallique, plus fin que le diamètre du tube, afin que l’air y circule librement; on l’enfonce jusqu’à ce qu’il pénètre dans la colonne liquide de 1 centimètre environ, et l’on fait communiquer son extrémité libre avec le sol. On suspend alors au-dessus de l’entonnoir une boule de métal polie communiquant à une machine électrique : on charge cette boule, et l’on voit toute la colonne liquide s’avancer vers elle; on la voit rétrograder aussitôt qu’on la décharge. Si à la boule polie on substitue un faisceau de pointes, rien de semblable n’a plus lieu. Nous terminerons par l’expérience suivante.

On prend un vase en cuivre (1) dans lequel on verse de l'eau à 60° centigrades ; on met ce vase en cuivre en Communication facile avec une machine électrique disposée de manière à donner les deux électricités à la fois ; on plonge

(1) Nous ne pensons pas que cette expérience ait été publiée ; nous l'avons trouvé dans les papiers de Peltier, sous la date du 19 mai 1844.

ÉLECTRICITÉ DES VAPEURS. 445 ensuite un thermomètre à air dans le vase. Au bout de quelques instants, quand l'équilibre de température est établi, l'index qui a atteint son maximum de progression, commence à rétrograder, par suite du refroidissement graduel de la masse. Une fois ce mouvement de rétrogradation bien établi, on fait tourner le plateau de la machine afin d’électriser le vase et le liquide , puis on présente au dessus du liquide ainsi électrisé une boule métallique polie, chargée de l'électricité contraire. La vapeur paraît accrue, elle s'élève droit vers la sphère, et cependant on observe que le refroidissement diminue de rapidité, car l’index du thermomètre à air s’arrête dans sa marche rétrograde et reste quelque temps stationnaire.

Ceci fait, on substitue à la boule polie un faisceau de pointes chargées également de l'électricité contraire à celle du liquide ; dans ce cas, les phénomènes sont tout-àfait inverses, la quantité de vapeur diminue en apparence et cependant le refroidissement va en s’accélérant : ce qui se reconnait à la rapide rétrogradation de l'index du thermomètre à air.

Nous ferons remarquer que dans ces expériences il faut employer de l’eau portée à une certaine température, mais il ne faut pas la chauffer pendant l'expérience même. Si en effet on maintient une lampe allumée au-dessous du vase, il est alors impossible d’obtenir quelque chose de net, car la lampe fournit toujours plus de chaleur qu’il n'en faut pour compenser le refroidissement produit par l’évaporation du liquide.

Il résulte de ces différentes expériences deux faits bien distincts qu’il ne faut pas confondre : 10 l’action statique

d’un corps poli, non rayonnant, qui attire la vapeur en

masse et Les corps liquides; 2° l’action dynamique, c'esta-dire le Courant rapide qui s'établit, au moyen des pointes, raÿonnement qui fait passer rapidement une portion de l’eau ou de la vapeur opaque à l’état élastique. Le premier effet peut faire avancer le point d’ébullition en soulevant le liquide et la vapeur elle-même à mesure qu’elle se forme, le second au contraire doit le retarder, car la vapeur opaque qui repasse à l’état de fluide élastique prend son calorique latent au reste de la vapeur et au vase qu’elle refroidit.

En résumé, d’après Peltier, la différence entre les résultats de M. Marié et ceux qu'il obtint avec M. Bravais, pourrait bien provenir de la différence des circonstances météorologiques dans lesquelles ils ont opéré. Nous terminerons du reste en rappelant un fait qui prouve que cette opinion est bien loin d’être une hypothèse gratuite. M. Gasparin a déduit en effet de ses rombreuses observations que sous l'influence de gros cumulus, l’évaporation à la surface du sol, comparée à celle de l’état normal, s’est accrue dans la proportion de 0,30 à 2,20, en d’autres termes qu’elle a septuplé.