RECHERCHES DE PHYSIQUE EXPÉRIMENTALE

cylindrique trempée dur et aimantée à saturation, tous les fragments de cette aiguille sont des aimants saturés, et j’ai pu me servir de cette observation pour trouver la loi qui lie le moment magnétique d’une aiguille saturée à sa longueur.

3 ° Résultats divers. — Dans le même Mémoire, j’ai étudié plusieurs autres sujets d’un moindre intérêt théorique, par exemple la rupture d’aiguilles non saturées, la séparation de faisceaux prismatiques opérée parallèlement à l’axe ; l’effet de réaimantatious successives opérées sur une même aiguille, soit par des frictions sur un aimant, soit par des passages répétés dans une même spirale magnétisante, ou par des actions répétées d’un même courant dans des conditions variées. J’ai représenté les résultats de la plupart de ces expériences par des formules empiriques, qui. peuvent trouver leurs applications dans la pratique.

jours être considéré comme la somme algébrique de deux moments, dont l’un est le moment permanent que l’aimant conservera après la suppression de la force magnétisante, tandis que l’autre représente la partie purement temporaire du moment que communiquerait au barreau, vierge d’aimantations antérieures, la force magnétisante à laquelle il est actuellement soumis. La partie purement temporaire de l’aimantation ne dépend donc que de la force magnétisante actuelle, non des actions auxquelles l’aimant a été précédemment soumis. 11 pourra arriver que l’aimantation permanente soit d’un certain sens, disons, positive, l’aimantation purement temporaire dé sens contraire ; comme cas particulier, l’aimantation totale pourra être nulle ou négative : mais il suffira de supprimer la force magnétisante pour voir réapparaître l’aimantation permanente positive.

Puisque les %ioments temporaire et permanent s’ajoutent algébriquement, la distribution magnétique que porte un barreau soumis a l’action d’une force magnétisante peut être considérée comme la superposition de

s, il devient difficile de faire la part du phénomène thermoél du phénomène purement chimique.

2° Mesure du phénomène de Peltier. — Quand on emploie un ^tre métallisé comme électrode, la variation de la température serve tient à deux causes : 1“ le dégagement ou l’absorption de li constitue l’effet Peltier ; 2° le dégagement de chaleur résu ssage du courant dans les couches 1 liquidés en contact immédiat servoir du thermomètre. Les quantités de chaleur mises en j spectivement proportionnelles à l’intensité du courant pou Itier, au carré de l’intensité du courant pour l’effet Joule ; el même signe l’une et l’autre pour l’électrode positive et de sij lire pour l’électrode négative. Toutes choses égales d’ailleurs, IV température du thermomeire eiectrode observé pendant deux

analogue à celle qui donne les variations de température p de l’électrode négative.

• Si l’on remarque, de plus, que la dilatation galvanique s’observe mieux avec l’azotate de cuivre qu’avec le sulfate, avec le zinc qu’avec le cuivre, et qu’il en est de même du refroidissement dù au phénomène de Peltier, on sera naturellement amené è considérer les deux sortes d’actions comme connexes, et il rapprocher réchauffement de l’électrode négative de sa contraction, son refroidissement de sa dilatation.

On sait que le dissolvant ne joue guère, dans l’électrolyse d’un sel, qu’un rôle inerte. C’est le sel métallique dont les éléments transportent le courant, et il est naturel de penser que les variations de température, affectant la masse de l’électrode et du liquide qui la baigne, tiennent aux dégagements- ou aux absorptions de chaleur dont les molécules salines seules sont le siège. On peut donc, avec quelque vraisemblance, supposer que le métal, à l’instant où il se dépose, ne possède pas exactement la température de la masse du liquide et de l’électrode. S’il est plus chaud, il se refroidira après son dépôt et comprimera la couche sous-jacente ; s’il est plus froid, il se dilatera et exercera sur elle une traction.

L’un ou l’autre phénomène peut se produire, d’après les lois du phénomène de Peltier, suivant l’intensité du courant qui transporte le métal sur l’électrode négative ; la compression correspondra doncaijx grandes intensités du courant, et la dilatation aux petites, comme l’expérience vient justement de nous le montrer.

Ainsi se trouve réalisée, au moins en principe, la synthèse des phénomènes d’ordre calorifique et mécanique, que l’expérience primitive nous présentait en bloc, et que nous avons dû séparer d’abord et analyser patiemment pour en trouver les lois et les relations intimes.

C. — POLARISATION DES ÉLECTRODES ET CONDUCTIBILITÉ DES ÉLECTROLYTES. - APPLICATION DE L’ÉLECTROMÈTRE A L’ÉTUDE DES ÉQUILIBRES CHIMIQUES.

Les phénomènes de l’électrolyse, si intimement liés à la constitution moléculaire des corps, peuvent être examinés sous deux points de vue très différents : le premier et le plus communément adopté consiste à étudier les phénomènes dont les électrodes sont le siège et les produits chimiques qui s’y dégagent ; le second, que j’ai introduit et auquel se rap-

I onductibihte de hquid

1* Polarisation. — Dans une première série d’expériences, j'ai placé, dans le circuit d’un voltamètre à eau acidulée, 1 élément daniell (l” ll ,09) ou 1 élément zinc-cadmium (O”",365), insuffisants pour décomposer l’eau en oxygène et hydrogène libres et une résistance métallique de 200.000 ohms. J’ai déterminé la polarisation individuelle de chacune des électrodes et l’intensité du courant, il diverses époques après la fermeture du circuit : j’ai ainsi constaté que, au premier instant, le courant traverse le liquide avec la pleine intensité qui conviendrait h la force électromotrice et à la résistance totale employées ; qu’il diminue progressivement à mesure que la polarisation-se produit, et tend vers une limite finie qui, dans une de mes expériences, était pratiquement atteinte au bout de deux jours : le courant possédait alors une intensité égale aux 0,17 de celle qu’il aurait eue s’il n’y avait pas de polarisation : un tel courant n’emploierait pas moins de trois ans et demi, pour transporter la quantité d’électricité nécessaire à mettre en liberté 1 gramme d’hydrogène.

2° Conductibilité. — J’ai ensuite modifié la disposition de l’expérience, de manière à donner, à la mesure de la conductibilité du liquide, toute la précision désirable. J’ai placé les deux électrodes de platine conduisant le courant dans deux vases séparés et soigneusement isolés, què j’ai fait communiquer par un siphon capillaire de 1 mètre de longueur environ, et j’ai mesuré la différence de potentiel aux deux extrémités du fil liquide contenu dans le siphon, à l’aide de deux électrodes parasites, en relation avec les deuxmercures de l’électromètre de M. Lippmann.

L’électromètre était ramené au zéro par une force électromotrice compensatrice, de manière à éviter toute trace de polarisation des électrodes

Pour déterminer, dans ces conditions, la résistance du fil liquide, il suffit de comparer la différence de potentiel aux deux extrémités du siphon à la différence de potentiel aux deux bouts d’une résistance métallique

En opérant ainsi et en intercalant dans le circuit une force électromotrice et une résistance métallique arbitraires, j’ai mesuré la résistance du fil liquide, avec ou sans électrolyse apparente ; dans le second cas, quand la force électromotrice est, par exemple, de 0'^",365, la résistance mesurée serait la résistance métallique de l’électrolyte : elle devrait être très infé-

p. 433-501. - Journal de Physique, française de Physique, p. 52-60 ; 1884. — le phénomène du transport des ions et is salines, ibid., p. 797. - Application

moins complètement, soit par l'addition d’une nouvelle quantité d’eau, soit par une.;élévation de température. La conductibilité doit éprouver des variations correspondantes, ce qui est conforme à l’observation. Dans des cas particuliers; la mesure de la conductibilité peut même servir à indiquer quel est l’hydrate particulier qui existe dans la dissolution. .

te des méthodes antérieures; applications.

solutions salines. J’établis que les physiciens qui ont étudié la question avant moi employaient des dissolutions trop concentrées, pour- que la loi limite de la conductibilité pût se dégager de leurs expériences; je prouve aussi que les résultats qu’ils ont obtenus ne peuvent être considérés comrne rigoureusement Corrects, surtout pour les dissolutions étendues de certains sels, tels que les sels d’alumine ou de magnésie, dans lesquels les électrodes métalliques se polarisent avec une grande énergie.

Je signale, d’autre part, les applications pratiques que peut recevoir la

distillée ou d’un liquide organique altérable. Les moindres traces d’acides ou de sels dissous ou développés dans une liqueur par suite d’altérations spontanées seront sensibles à l’électromètre, dans des conditions où les

Sur la conductibilité électrique des dissolutions salines ou acides de concentration moyenne.

peut repré-

4“ Sur la conductibilité des mélanges sans action chimique et sur la constitution des dissolutions électrolytiques. — Est-il permis d’assimiler un mélange salin à un conducteur métallique hétérogène, c'est-à-dire d’admettre que les conductibilités moléculaires s’ajoutent sans se modifier réciproquement. Si cette assimilation est légitime en principe, à quelles restrictions est-elle pratiquement soumise?

ménts de la molécule chimique associés à un plus ou moins grand nombre de molécules d’eau, ce qüi me paraît une expression plus directe des faits expérimentaux, Sans attacher à ces spéculations plus d’importance qu’il ne convient, on remarquera que l’hypothèse de M. Arrhenius et la mienne Suffisent, chacune de son côté, à interpréter à la fois le phénomène du transport des ions, la loi des conductibilités moléculaires et celle des mélanges, sans faire intervenir aucune propriété nouvelle de ta matière ou de l’électricité.

5" Effet des impuretés de l’eau distillée. — Une dernière question élucidée dans ce Mémoire est celle de l’effet propre de l’eau distillée dans l’évaluation de ta conductibilité des sels .à un état de dilution extrême.

La nature des impuretés introduites par l’eau étant, de soi, inconnue, il résulte de ce qui précède qu’tï n'y a-aucun procédé dé calcul légitime pour déduire, de ta conductibilité mesurée d’une dissolution saline, ta conductibilité moléculaire du sel dissous, dès que là conductibilité de ta dissolution est voisine de la conductibilité, de l’eau distillée. C’est pourquoi je n’ai jamais employé de concentrations inférieures, à 0,001 équivalent en grammes par litre.

Les arguments à l'encontre de la loi des conductibilités moléculaires tirés d’expériences où cette précaution n'a pas été observée sont donc absolu-

Application de l’électromètre à l’étude des équilibres chimiques.

culaire de ces divers azotates dissous dans l’acide azotique est la même ;

3” Que la conductibilité moléculaire des azotates alcalins dissous dans l'acide azotique s'écarte peu de la conductibilité des mêmes sels en dissolu-

L’analogie des deux sortes de dissolutions se poursuit, d’ailleurs, jusque dans les exceptions apparentes à la loi des conductibilités moléculaires.

B. — L’addition d’eau à l’acide azotique fumant produit dès l’abord une augmentation de conductibilité sensiblement proportionnelle à la quantité d’eau ajoutée jusque vers Az0 5 ,4H0.

Si l’on prolonge, par extrapolation, la courbe des conductibilités jusqu’à AzO s ,HO, on trouve que la conductibilité de cet acide, exactement monohydraté, est presque nulle. La conductibilité de l’acide azotique plus étendu est donc liée à l’existence de molécules électrolytiques résultant de la combinaison des corps AzO,HO et HO qui, par eux-mêmes, ne sont pas des électrolytes.

La marche des conductibilités, la manière dont une électrode de platine

Az0“,4H0, la liqueur contient, en proportion régulièrement croissante, un même électrolyte qui ne peut être que Az0 5 ,4H0 lui-même ou un acide encore plus hydraté.

Les conclusions relatives aux liqueurs plus étendues ne sont pas susceptibles d’être présentées avec la même netteté. On reconnaît cependant, dans l’éiectrolyse des dissolutions d’acide azotique, trois phases, caractérisées par la valeur de la force électromotrice de polarisation, ainsi que par la nature des produits de l’élèctrolyse : la première de AzO .IIO à Az0 5 ,4H0 ; la seconde, de Az0 5 ,4H0 à la liqueur de conductibilité maximum ; la troisième de cette dernière liqueur jusqu’aux dissolutions les plus étendues.

Remarques sur la conductibilité et le mode d'éleotrolyse des dissolutions concentrées d’acide sulfurique.

avec les deux pôles d’une pile, les électricités, cheminant dans la masse du diélectrique, finiraient par se réunir, et, au bout d’un temps suffisant, un

Le résidu total de 0 à l. est donc

(2) i; ; RJ = Ai"

On trouve qu’il ne forme jamais qu’une très petite fraction de la charge principale.

t" Constante diélectrique. — Des méthodes calquées sur celles qui ont servi à l’Atude des condensateurs étalons permettent de mesurer la charge principale ou les résidus d’une lame de mica unique.

Les lames des condensateurs étalons sont armées de feuilles d’étain qui sont collées au mica par un peu de vernis à la gomme laque. Ayant essayé de mesurer la constante diélectrique de lames ainsi préparées, j’ai dû bien vite y renoncer, leur capacité variant dans un rapport considérable sous l’effet d’une pression extérieure et paraissant parfois presque indépendante de l’épaisseur.

Tous ces inconvénients ont disparu en employant, au lieu de lames étamées, des lames de mica argentées sur leurs deux faces par le procédé Martin. La pression est sans influence sur ces lames, èt leur capacité varie exactement en raison inverse de l’épaisseur : le mica présente donc, à la température ordinaire, une constante diélectrique bien déterminée, que j’ai trouvée égale h 8. On retrouve le même nombre en remplaçant l’argent par du mercure, ou même par des armatures d’étain, mais à la condition d’établir la continuité entre l’étain et le mica par un liquide faiblement conduc-

2“ Application à la construction des étalons de capacité. — Les résultats incohérents et beaucoup trop faibles obtenus par le montage ordinaire à l’étain s’expliquent par la présence, entre le métal et le mica, de minces couches d’air, qui équivalent électriquement à une augmentation huit fois plus forte de l’épaisseur du mica.

Sur mes indications, M. Carpentier remplace désormais, dans la construction des étalons, les lames étamées par des lames argentées. Ces appareils sont ainsi devenus moins coûteüx et plus portatifs ; ils offrent surtout plus de garanties au point de vue de leur conservation et de l’invariabilité dè : leur capacité.

au .voisinage de 400V on trouve pour la charge limite, rapportée fictivement à une durée nulle, une valeur invariable qui sé confond, au degré de précision des mesures, avec la charge limite mesurée à froid.

une fonction linéaire croissante de la température;

2° Que la conductibilité des mélanges d’azotate de potasse et de soude peut être exactement calculée par une simple règle de moyenne. On sait qu’il en est de même de la conductibilité d’un mélange de deux dissolutions salines de même concentration sans action chimique l’une sur l’autre.

Ce Mémoire a servi de point de départ aux recherches entreprises à mon laboratoire par M. L. Poincaré, mon élève, Sur la conductibilité et l’électrolyse des sels fondus. Dans ce travail, qui lui a valu le titre de docteur, M. Poincaré a généralisé les lois précédentes, en étudiant toute une série de sels fusibles au-dessous de 1000° ; il a montré notamment que, quand la conductibilité d’un mélange de sels fondus s’écarte de la moyenne calculée, c’est le signe d’une réaction chimique, dont on peut fixer les limites d’après les règles que j’ai établies dans mon Mémoire : Sur l’application de l’électromètre à l’étude des équilibres chimiques.

liquides. (En commun avec M, Foussereau.)

Comptes Rendus, t. CI, p. 373. - Journal de Physique, 2‘ série, t. IV, p. 419 ; 1885.

Ces expériences ont eu pour but de comparer, au point de vue de leur exactitude et des limites de leur application, les deux méthodes usitées

Les expériences de Matthiessen, effectuées entre 0” et 10 tré que, dans ces limites, ; la résistance d’un métal pur

à sa forme primitive dès que le bruit cesse.

Quelle est la théorie de ce phénomène? La flamme n’agit-elle ici

sensibles, avec divers gaz ou mélanges de gaz, et la sensibilité à tous les sons aigus se manifeste quand la flamme est prête à siffler ou à ronfler. La forme circulaire de l’orifice est de beaucoup la plus favorable. Les flammes

rudimentaire et à peu près.indépendante de la nature du gaz combustible.'

Le mémoire se rapporte particulièrement aux flammes issues d’orifices circulaires.

Si l’on agit sur une flamme de haute sensibilité par un bruit aigu, très faible, le tic-tac d’une montre par exemple, on constate que la montre doit être placée au voisinage de l’orifice ou de la gaine bleue de la région basilaire de la flamme. Le tic-tac est alors accompagné de flammèches isolées qui jaillissent latéralement à la partie supérieure de la flamme avec un bruit qui rappelle les coups de piston d’une locomotive éloignée. Quand on excite une flamme par l’intermédiaire de, deux miroirs conjugués, lé foyer du miroir doit coïncider avec un point de la région basilaire; s’il est au dessus, dans la région blanche de la flamme, le système des miroirs est sans effet.

En même temps que la nature explosive du phénomène est ici en quelque sorte prise sur le fait, nous constatons que l 'organe sensible de nos flammes est situé à leur base, ce qui sera expliqué ultérieurement.

Flammes de divers gaz. — L’hydrogène fournit de grosses flammes de sensibilité presque nulle. Mais, si l’on ajoute à ce gaz une proportion suffi-

flammes grêles presque aussi sensibles que celles du gaz d’éclairage. Les mélanges d’acétylène et d’hydrogène sont aussi beaucoup plus sensibles que l’acétylène ou l’hydrogène considérés séparément.

Ces phénomènes, en apparence si étranges, paraissent susceptibles d’une explication complète en faisant intervenir :

1" Les retards de combustion précédemment invoqués. Ces retards sont plus probables dans les flammes cylindriques que dans les flammes plates pénétrées par l’air de tous côtés ; dans les mélanges d’un gaz combustible et d’un gaz inerte qui divise la masse du premier, que dans un gaz combustible pur, etc. ;

2° L’effet de la lentille acoustique constituée par la base de la flamme elle-même. Par des calculs élémentaires fondés sur l’emploi de la formule de

Journal de Physique, 3* série, t. IV, p. 154; 1895.

C’est l’exposé, sous un point de vue nouveau, des phénomènes relatifs à la pression osmotique. En faisant usage de la notion des pressions internes.$

Au moment où cette Note a été rédigée, on considérait encore six gaz comme permanents. Sa publication a sensiblement coïncidé avec celle des premiers résultats obtenus par MM. Cailletet et Pictet dans leurs recherches sur la liquéfaction de ces gaz (décembre 1877).

■ J'établissais que la transition des propriétés physiques des liquides ordinaires (eau, mercure) à celle des gaz permanents à 0“ et sous la pression atmosphérique se fait par gradations insensibles, si l’on considère : 1* la densité , car l’air avait été amené par M. Cailletet à une densité de 0,672, voisine de celle de l'acide cyanhydrique liquide, par une pression de 705 atmosphères ; 2° la dilatation , car les liquides surchauffés se dilatent plus que les gaz communs.

Je montrais encore que la chaleur latente de. vaporisation doit être nulle au point critique ; et que, pour une température donnée peu supérieure au point critiqué et des pressions variables, la chaleur spécifique d’un gaz doit être la plus considérable possible dans la région de compression rapide que manifestent par exemple les isothermes relatives A l’acide carbonique.

Des diagrammes électriques.

Journal de Physique, 1™ série, t. VH, p. 264-273 ; 1878.

lignes de force, est établie comme une conséquence du théorème de Green.

• J’indique la construction géométrique des images fournies par des systèmes optiques définis de diverses manières, et je fixe le nombre et la nature des