CHAPITRE II

328. Elasticité de l'air proucée par expérience. — 330. Son élasticité proportionnelle à sa densité. — 531 . Le condensateur. — 332. La jauge. — 333. Le fusil d vent. — 534. La pompe d'épuisement. — 537. La pompe à air, machine pneumatique. — 338. Expérience avec la pompe d air. — 342. Pompe aspirante. — 343. Pompe letanle. — 344. Pompe foulante. — 547. Pompe à feu.

527. Elasticité de l'air, — Les propriétés des fluides dont non* avons parlé jusqu'ici, résultent exclusivement de leur fluidité, et sont, par conséquent, communes à tontes. Les fluides, d'ailleurs, sont de detiï espèces; ceux inèlasliquei ou liquides , et ceux élastiques ait gai. A celle dernière classe appartient l'air atmosphérique; et quoiqu'il partage, ainsi que nous l'avons dit.loutes les propriétés des autres fluides, et que tous les phénomènes qui en résultent leur soient communs, il y a une autre classe de phénomènes résultant de leur fluidité , qui lui sont particuliers et égaux au moins en importance, sinon supérieurs aux premiers.

Tous les phénomènes atmosphériques dont nous nous sommes occupé jusqu'ici, se présentent absolument de la même manière qu'il se présenteraient si l'air qui nous enveloppe était un liquide comme l'eau, au lieu d'être un fluide trèsélastique et très-espansif, comme nous le savons. Nous allons examiner maintenant les propriétés qui résultent do son élasticité.

328. Nous pouvons d'abord, par une expérience très-concluante, nous convaincre de l'élasticité de l'air. ABC (fig. 231) est unluhe recourbé, à l'extrémité C duquel est fixé nn robinet. Ce robinet étant ouvert, une petite quantité de mercure EBE', mise dans le tube, s'èlublit au m l'oie niveau EE' dans les deux branches; la pression atmosphérique en E et E' étant la même ; et ces parties d'un fluide duquel des surfaces égales supportent des pressions égales, étant dans le même plan horizontal nécessairement ( art. 2S4). V

Maintenant, que l'on ferme le robinet C. On rerra qu'en le fermant, quoique la pression de la colonne atmosphérique fur celle contenue dans la partie EC du tube soit supprimée, cependant ta résistance do l'air a la tendance vers le haut de la surface E {«'élevant hors de la pression atmosphérique sur E') reste sans altération ; car E ne change pas. Or cela aurait absolument lieu de la même manière, si le fluide contenu dans EC était un liquide comme de l'eau, ou même nn solide; mais que l'on mette plus de mercure dans la branche A B du tube, et l'on Terra la différence entre les deux cas. Supposons que le mercure ajouté dans le tube AB ait sa surface en D. La pression sur E se sera accrue du poids de la colonne DE'. Or si BC eût contenu un liquida, cette pression additionnelle, quelque grande qu'elle eût été, n'eût produit aucun mourement sur la surface E ; le liquide fournissant toujours une résistance qui s'accroît d'une quantité précisément égale à celle dont s'accroît la pression. Mais CE contenant de l'air, ne se trouve plus capable de fournir cet accroissement de résistance, dans l'état actuel; il cède immédiatement à la pression qui s'est accrue, la surface E monte, et le fluide en EC se trouve n'avoir pas acquis an pouvoir de résistance égal a cette nouvelle exigence, tant que l'espace qu'il occupe ne s'est pas considérablement diminué. Or il y a un rapport remarquable entre ce pouvoir accru de résistance et celé diminution de volume qui le fait acquérir. C'est que la proportion dans laquelle le volume du fluide est diminué est celle précisément dans laquelle le pouvoir de résistance s'est accru. Ainsi quand le volume^ diminue de moitié, le pouvoir de résistance est doublé; si le fluide se contracte du tiers, sou pouvoir de résistance est triple, et

Ainsi, dans notre expérience, si l'on ajoute du mercure dans le tube A6 , en accroissant par là la pression sur la surface E, on verra que cette surface monte continuellement, comprimant l'air au-dessus; quand cette compression a été continuée jusqu'à ce que l'espace EC soit diminué de moitié , ou F C , on trouvera que le mercure se maintient à une telle hauteur dans l'autre brus A B, qu'il double la pression sur la surface E- La surface E se maintient aussi en F. Le fluide en FC fournit donc une résistance double de sa première résistance ; ou bien ton pouvoir de rêtittance ett dou-

Coogle

Mr. Or nous savons qne la pression sur E est doublée quand la hauteur de la colonne DF' entre les niveaux des deux surfaces égale la hauteur k laquelle le baromètre se tient pendant l'expérience. En effet, avant l'addition du mercure dans le tube, la pression sur E était celle de l'atmosphère , et par conséquent égalait le poids de la colonne barométrique; mainlenant-elleesl accrue du poids de DF ' ; si donc le poids de DF' égale celui de la colonne barométrique, il est doublé. De même, en faisant la colonne F ' D trois fois la colonne barométrique, on triplera la pression sur E, et l'espace ED se trouvera diminué du tiers de sa première dimension , et ainsi de suite.

Il s'ensuit dès-lors que le volume d'une portion quelconque donnée d'air est diminué a mesure que la pression sur elle est augmentée; et que ce rapport de pression et de volume est régi par cette loi remarquable , que l' accroissement de pression est exactement proportionnel à la diminution de volume.

329. Maintenant la réciproque est également vraie; c'està-dire que le volume d'une portion quelconque donnée d'air est accTUê, à mesure que la pression est diminuée, et la diminution de pression est précisément égale a l'accroissement de volume. Pour le prouver, laissons le robinet ouvert , et après avoir ôté du tube une partie du mercure employée dans l'expérience précédente, renversons-le après avoir d'abord fermé le robinet)/!?. 232). La pression sur E' ne s'accroîtra plus davantage maintenant, elle diminuera nu contraire par le poids delà colonne E'D;la pression sur Eélanl ainsi diminuée, celle surface se mouvra dans une direction opposée à sou premier mouvement dans le tube , l'air en EC s'elendant lui-même dans le tube, de manière a y occuper un plus grand espace. Si la quantité de mercure dans le tube est telle que l'air en H.C double ainsi l'espace qu'il occupait avant, on verra que la hauteur de la colonne est telle maintenant qu'elle produit sur E une pression juste moitié de celle qu'elle exerçait avant; c'est-à-dire que la surface E se sera mue jusqu'au point F ; en sorte que la longueur de la colonne F' D sera juste la moitié de la hauteur de la colonne barométrique. De même, si la quantité de mercure contenue dons le tube e;l telle que l'espace C F soit triplé, la dislance F' D outre les niveaux de ses deux surfaces, se trouvera être les deux; ticri

de la colonne barométrique , montrant que la pression sur F a été diminuée d'un tiers , et ainsi de suite.

Il suit de la , par conséquent , qu'à mesure que l'on diminue la pression sur une masse d'air, cel air augmente de volume , la diminution de la pression étant exactement proportionnelle à l'accroissement de volume.

Cette force d'expansion de l'air, qui le fait résister à la pression qui lui est appliquée , avec les conditions que nous Venons de formuler, s'appelle son ètaiticitè.

Alors, en général, l'élaslicïlè d'une portion d'air s'accroît à mesure que son volume est diminué, et rèciproque-

530. La densité de l'air est la quantité d'air contenue dans un espace donné. Or , à mesure que le volume d'une quantité donnée d'air est diminué, la quantité de cel air contenue dans un espace donné , une centimètre cube par exemple, est augmentée. Cette diminution et cet accroissement sont dans un rapport exact. Il s'ensuit dès-lors que l'élasticité de l'air s'accroît exactement dans la même proportion que sa densité s'accroît, et vice vend.

Ces propriélés de l'air qui permettent de le comprimer dans un petit espace, ou de le laisser s'èpandru dans un espace plus grand, entrent pour beaucoup dans l'explication d'une variété infinie de phénomènes atmosphériques qui nous arrivent journellement; elles ont, déplus, suggéré la construction de quelques-uns des inslrumeus les plus utiles que la science ait appliqués aux arts. Nous allons en décrire quelques-uns.

351. Le condensateur. — C'est un instrument destiné à forcer, dans un certain espace, une plus grande quantité d'air que n'en contiendrait cel espace sous la pression ordinaire de l'atmosphère.

La fig. 255 présente une coupe de cel instrument. EF est un cylindre creux ; A une masse solide métallique, circulaire, qui remplît exactement la surface intérieure du cylindre, et peut s'y mouvoir librement.

Le fond du cylindre communique avec le réservoir D, dans lequel on veut comprimer l'air. Sous la petite ouverture C , par laquelle ce tube communique avec le réservoir, est Gxé, y jouant, un morceau de soie huilée, s'élendanl beaucoup audelà des bords de l'ouverture. Ce morceau de soie s'appelle

soupape en soie; et nous allons expliquer en peu de .bots son usage.

Le piston A est percé d'un petit canal dont la surface inférieure est aussi garnie d'une soupape eu soie, semblable à celle en C.

Supposons maintenant que le piston s'abaisse ; l'air en dessous sera comprimé, et la force nécessaire pour le retenir sous celte compression sera nécessairement accrue (art. 350) et excédera l'élasticité de l'air en D; la soupape couvrant l'ouverture C sera donc pressée inégalement eu dessus et en dessous et cédera en s'ouvianl , de manière que l'air comprimé dn cylindre arrivera par cette voie dans le réservoir.

Pendant que l'air passe ainsi librement du cylindre dans le réservoir par l'ouverture C, observons qu'il ne peut s'échapper par B. La force élasiique de l'air comprimé sons le piston , au lieu de soulever l'obstacle opposé par la soupape qui couvre B , ne fait que tendre la soie en pressant ses bords contre la surface inférieure du piston et lui faisant clore plus hermétiquement l'ouverture. Il s'ensuit que lorsque le piston a acheté ta descente, tout l'air contenu dans le cylindre a été forcé de passer dans le réservoir. Quand le piston remonte, si la soupape C restait ouverte et celle B fermée , la pression étant de nouveau diminuée, ainsi qu'elle s'était accrue , cet air, a raison des propriétés que nous lui avons reconnues (art. 529), se répandrait de uouveau dans l'espace qu'il occupait avant, retournant du réservoir dans le cylindre; et les choses reviendraient dans l'étal où elles se trouvaient avant que le piston eût été mis en mouvement. Mais il n'en est pas ainsi; quand la pression sur le piston est un peu diminuée , elle ne suffit plus pour résister au pouvoir expansif de l'air condensé dans le réservoi r ; la pression sur la soupape C redevient inégale, mais celle de dettout, au lieu de celle en denut, a maintenant la prépondérance. Le résultat est qne les bords du morceau de soie sont pressés fortement contre la surface interne du réservoir, et la soupape ferme hermétiquement l'ouverture. Ainsi le retour de l'air du réservoir dans le piston est rendu impossible. Après que le piston a très-peu remonté, la petite portion d'air qui était contenue tant dans la partie supérieure du tube entre le piston et le réservoir, que dans celle entre le piston et le fond du cylindre, s'épand dans nn espace si large, que son élasticité devient moindre qne

celle de l'atmosphère hors du condensateur. La soupape B est donc alors pressée vers le bat avec plus de force qu'elle n'est pressée vert le haut. Elle se détache donc de l'otmr-

Quaud le piston a élé remonté i» son point le pins haut, et que lo cylindre en dessous a élé rempli d'air, l'opération peut cire répétée; ainsi des volumes successifs d'air, égaux chacun an contenu du cylindre, peuvent être comprimés dam le réservoir; lu densité de cet air comprimé s'y accroît continuellement, et' par suite son élasticité (art. 330).

352. La jauge. — A B D /îj. 234) est un tube recourbé, ayant un rohînel en A, et communiquant par la bronche A avec l'intérieur du réservoir. Une petite quantité du mercure est contenue dans la partir B C F du luhe B C D. La robinet A étant ouvert avant la condensation, les surfaces B el F restent au mflme niveau et lo conservent après que le robinet est fermé, aussi long-temps que la densité, et par conséquent l'élasticité do l'air dans le réservoir est la même que celle de l'air extérieur, ou que celle de la branche C D, qui est la même que celle de l'atmosphère. Mais aussitôt que l'air du réservoir devient plus dense, et par conséquent plus élastique (art. 530) que celui en FI), l'égalité des pressions sur les deux surfaces B et F se trouve détruite; la surface F remonte, jusqu'à ce que l'él.i.-licilè auijwntèe de l'air ainsi comprimé dans l'espace F D, jointe au poids de celle portion de la colonne C F qui est au-dessus du niveau de B, égale la force élastique de l'air en A B, ou dans le réservoir.

Observant la hauteur à laquelle la surface F arrive ainsi, on peut aisément calculer quelle est l'élasticité de l'air condensé. Ainsi quand F arrive à une hauteur telle que l'air comprimé au-dessus de lui n'occupe que moitié de l'espace primitif, on voit que son élasticité a été doublée, el qu'elle doit, par conséquent, être devenue égale au poids d'une colonne de mercure double de la hauteur du baromètre ; et déduisant de cette hauteur la différence entre les niveaux de B et de F (qui est deux fois l'élévation do la dernière surface, eu la <iijir;;sïioii do la première , on voit que le reste est la hauteur d'une colonne de mercure dont le poids égale la pression en B, ou l'élasticité de l'air dans le réservoir.

Mécanique industrielle, 1" part. 24

La jauge peut être graduée de manière que ces résultats soient visibles a la seule inspection.

533. Le fusil à vent. — C'est une macbine qui, ainsi que l'indique son nom, lance des balles au moyen de l'air condensé. On construit un fort réservoir spbérique qui se visse soit à la culasse du fusil, soit à l'extrémité d'nne pompe de condensation. Par l'action de cette pompe, on condense un grand volume d'air dans le réservoir, qu'on fixe ensuite à la culasse du fusil. Le canon du fusil communique dés-lors à volonté avec le réservoir, au moyen d'une détente qui en ouvre la soupape, et l'air s'échappe avec assez de force pour chasser violemment le projectile qui s'oppose à sa sortie Au moyen d'un mécanisme très-simple, un nouveau projectile est introduit de nouveau, un second coup peut être répété, et ainsi de suiLe , jusqu'à l'épuisement du réservoir.

La force d'impulsion n'a évidemment d'autres limites que le degré de la condensation qu'on peut obtenir, et la force du réservoir. La forme la plus forte du réservoir est celle sphérique, qui , sous un volume donné, est contenue avec le moins de surface possible.

534. Pompe d'épuisement. — - Si les soupapes E et C , décrites pour le condensateur, ouvrant vers te bas et fermant vert le haut , sont disposées de manière à fermer vers le bas et à ouvrir vers le haut , comme on le voit (fig. 233 ) ; la machine, au lieu d'être une pompe à condenser, devient une pompe à épuiser.

- Son action se comprend de suite. Supposons que le piston soit au fond du cylindre, et levons-le; l'air en dessous fera expansion; son élasticité sera diminuée ainsi et rendue moindre que celle de l'air extérieur. La pression sur la soupape E du dehors sera alors rendue plus grande que celle da dedans; elle se fermera donc et empêchera l'air d'enlrer par l'ouverture qu'elle recouvre. L'air dans le cylindre étant de nouveau rendu plus rare que dans le réservoir A, la pression sur la soupape C de dessous excédera celle de dessus, et la soupape s'ouvrira; l'air du réservoir passant dans le cylindre el s'y éjiandant. Quand le pisLon a achevé de monter, l'air en A s'csi épandu dans tout l'intérieur du cylindre et du réservoir à la fuis. Ainsi , en supposant que le cylindre el le réservoir soient égaux , l'élasticité et la densité de l'air auront diminué de moitié.

Supposons maintenant que le piston redescende. Aussitôt que l'espace en dessous de lut , dans le cylindre , est diminué, l'élasticité de l'air contenu s'y accroît, et y excède celle de l'air du réservoir; la soupape C se trouve donc pressée vers le bas avec une plus grande furce qu'elle n'est pressée vers le haut , et par conséquent elle se ferme , tandis que l'air s'y trouve en expansion ou dans l'état raréfié, auquel il avait été amené à l'instant où le piston était à sa plus grande hauteur. A mesure que le piston continue de descendre , l'air qui se trouve en dessoos se comprime do plus en plus, jusqu'à ce qu'il secondonseèla même densité cl par conséquent avec la mime élasticité que l'air extérieur. Quand cela arriva , la soupape E est également pressée du dedans et du dehors ; mais, comme la condensation continue, par la descente ultérieure du piston, celte égalité cesse, et la pression de dessous excède (elle de dessus; la soupape s'ouvre, l'air s'échappe, et le piston descend librement jusqu'au fond du cylindre; l'opération de l'épuisement peut être répétée par une nouvelle ascension du piston , et l'on peut ainsi théoriquement continuer la raréfaction de l'air dans le réservoir, sans limite. Mais, dan» (a pratique, il se trouve une limite opposée a cet épuisement continuel, par le poids des soupapes.

53,1. Il est clair que pour lever chaque soupape , la pression de dessous doit excéder celle de dessus d'une quantité plus grande que le poids de la soupape. Or quand l'épuisement a été poussé très-loin, il peut devenir, et il devient, dans la pratique, impossible d'amener le piston assez complètement en contact avec le fond du cylindre pour que l'élasticité de l'air en dessous de lui soit , par ce moyen , plus grande que celle de l'air extérieur, ou du moins égale.

Il y a une source semblable d'erreur provenant du poids de la soupape C.

SI donc les soupapes n'avaient aucun poids du tout, il n'y aurait pas do limites à l'épuisement, el la limite est d'autant plus reculée que le poids est moindre.

Le grand point à atteindre dans la construction d'une pompe d'épuisement est donc , ainsi qu'on le voit d'après ce qui précède, que les poids des soupapes soient aussi légers que possible, et que, lorsque le piston est à son point \aplut *>*>, l'espace qui peut être occupé par l'air en dessous soit le moindre possible.

556. Il y a de nombreuses dispositions pour remédier à ces difficultés et étendre les limites auxquelles l'épuisement peut être porté. L'une des meilleures est probablement d'opérer sans l'une des soupapes C , E. Celle disposition {fig. 23G ) sera facilement comprise à l'aspect seul du dessin. Le piston A y est solide. Le sommet F da cylindre est fermé, et la verge du piston s'y meut dans un collier qui ajuste hermétiquement. Une ouverture K fournit une communication entre la partie supérieure du cylindre el le réservoir, et au fond du cylindre est une soupape ouvrant vers le bat.

Supposons le piston au fond du cylindre el forcé de remontrer, un vide se produit sous lui, ou bien entre la surface inférieure du piston et le fond du cylindre, la soupape E élant fermée par la pression de l'air extérieur ; l'élévation du piston élant continuée jusqu'à ce qu'il ail dépassé l'ouverture K, une communication s'établira par l'ouverture entre le vide et l'air contenu dans le réservoir; ce dernier se répandra dans tout l'espace qu'il occupait avant et dans celui où le piston était; lequel, quand le piston esl entièrement descendu jusqu'au fond, est tout !e cylindre. Le pistou redescendant de nouveau, la communication entre l'air contenu dessous lui dam le cylindre et dans le réservoir, sera fermée quand ilaura passé l'ouverture K, el la densité de l'air dans l'espace AC s'accroîtra continuellement , jusqu'à ce qu'enfin elle surpasse celle de l'air extérieur; la soupape Eau fond du cylindre s'ouvre alors, et l'air sous le piston s'échappe. En répétant l'opération , on obtient chaque fois un nouveau degré d'épuisement, jusqu'à ce qu'enfin la raréfaction soit si grande que l'air contenu dans le cylindre, après que le piston a monté, étant comprimé par sa descente dans ce petit espace qui ne peut manquer d'exister entre sa surface inférieure et le Tond du cylindre , ne soit pas d'une élasticité suffisante ponr faire descendre la soupape. Cette difficulté est quelquefois écartée eu partie, en plaçant tur cette soupape un réservoir lié & une autre pompe d'épuisement par laquelle une partie de la pression atmosphérique sur la surface inférieure de la soupape peut être enlevée. Le piston solide est certes, à tous égards , un grand perfectionnement à la pompe ordinaire d'épuisement. Cette pompe que nous venons do décrire est peutêtre le mécanisme le plus simple connu pour épuisement. Il y a, d'ailleurs , diverses méthodes par lesquelles on peut le

modifier de manière à faciliter et a étendre ses applications à des objets scientifiques.

En premier lieu, l'épuisement peut être rendu plus rapide par l'usage de deux cylindres au lieu d'un. D'abord on peut donner la mouvement au piston, de manière à ce que la force que l'on applique , le soit avec son plus grand avantage mécauique; et ensuite on peut produire l'épuisement dans un réservoir susceptible de se mouvoir, de manière que l'appareil de toute expérience qu'on désire faire dans le vide, y soit facilement introduit par-dessous.

La fig. 237 représente le corps d'une pompe à air qui jouît de toutes ces propriétés, et qu'on appelle machine pneumatique.

357. B et B' sont deux cylindres dont les sommets sont fermés, à l'exception de l'ouverture daus laquelle se meuvent les verges des pistons F E et V ' E dans des colliers qui ne laissent pas passer d'air.

P et P ' sont des pistons solides, mobiles dans ces cylindres, avec lesquels ils sont ajustés très-exactement, de manière à ne laisser passer d'air nulle part. Les verges de ces pistons sont terminées par des crics EF et E' F', qui sont appliqués de (baque côté de la circonférence d'une roue dentée W, mobile a l'aide d'une manivelle H W. Aux fonds des cylindres sont de petites ouvertures closes par des soupapes V et V qui s'ouvrent vers le bas. Près de leurs extrémités supérieures, elles communiquent par des orifices 0 et O', sur leurs côtés, OTfpc un système de tube TTT ' formant communication avec le réservoir R. Ce réservoir est de verre ordinairement ; <a Forme est cylindrique, avec une calotte se terminant en houle, et qui sert a le manier. Sa partie inférieure est ouverte de manière à former une espèce de bouche dont les bords sont parfaitement dressés, bien adoucis et dans le même plan. Ce réservoir repose sur une plaque horizontale de bronze SS',

Si les bords du réservoir et la surface de la plaque sont bien dressés et parfaitement unis, de manière a ne faire qu'un seul et même plan d'ajustage , leur contact sera hermétique. L'exactitude du contact peut s 'accroître en graissant de suif les bords du réservoir.

Ces précautions étant prises, supposons que l'on tourne la roue, un des pistons ï> montera et l'autre descendra. Par

l'ascension de P nn vide sera produit dans le cylindre au-dessous; la soupape V étant fermée par la pression de l'air extérieur. Quand P a passé l'ouverture 0, l'air du réservoir communique avec ce vide. Il se répand ainsi sur le cylindre B , en plus de l'espace qu'il occupait avant. Le piston P', pendant ce temps, a été forcé de descendre jusqu'au fond du cylindre B', dans lequel il se meut. Supposons maintenant qne l'on tourne la roue en sens inverse; l'opération d'épuisement alors se fera par le piston P', ainsi qu'elle s'était faite par le piston P; et en continuant a tourner ainsi la roue alternativement en avant et eo arriére , l'épuisement continuera jusqu'à ce que tou l'air raréfié, contenu dans chaque cylindre , étant , quand le piston arrive à son fond , condensé dans le petit espace entre le fond du piston, le fond du cylindre et la surface de la soupape , n'ait plus assez d'élasticité pour ouvrir la soupape ou surpasser la pression de l'air extérieur, quoique la tendance de l'élasticité à surmonter cette pression, y soit accrue par le poids de la soupape.

La fig. 238 donne la perspective de la machine pneumatique ainsi construite, et en représente toutes les parties.

HL est la jauge; c'est un simple tube de verre dont l'extrémité supérieure communique avec lo réservoir, et dont l'extrémité inférieure plonge daus une cuvette de mercure. Quand l'air est raréfié dans le réservoir, sa force élastique étant diminuée , la partie de la surface du merenre de la cuvette qui est dam le tubo, supporte une moindre pression que celle qui eStenderaori.L'équilibreesl donc détruit (art. 254), et le mercure moule dans le tube jusqu'à ce que l'égalité voulue de pression soit rétablie; le poids de la colonne soulevée de mercure et la pression élastique de l'air au-dessus d'elle égalant maintenant la pression de l'air en dehors , c'est-à-dire égalant le poids de la colonne barométrique. Il s'ensuit , dèslors, que si l'on diminue la hauteur de lu colonne barométrique de la hauteur du mercure soulevé dans le tube , le reste sera la hauteur de la colonne de mercure qui serait soutenue par l'élasticité de l'air du réservoir.

358. Expériences avec la machine pneumatique, — L'étal dans lequel existe chacune des choses qui nous environnent, et la manière dont chaque action se passe, sont plus ou moins influencés par lo fait de notre immersion constante dans l'atmosphère. Pour nous en assurer, il suffit de retirer

l'air h l'aide de la machine que nous venons de décrire, el d'observer l'état dam lequel les mêmes corps existent , et les mêmes choses se passent , dans le vide.

339. Va vase qui nous parait vide, est réellement plein d'un fluide pesant; et quand nous le pesons, ne croyant peser qu'un vase vide, nous pesons cependant le fluide qu'il contient.

Pour nous en convaincre, nous n'avons qu'à en épuiser l'air; ce qui se fera aisément, si le vase a un col avec robinet et qu'il puisse se visser à l'orifice K de la pompe à air, en épuisant l'air qu'il contient , ainsi que d'un réservoir. Si Ton pèse lo vase après y avoir fait le ville, on le trouvera beaucoup plus léger qu'avant.

L'air presse sur chaque partie des parois d'un vase, et quelque fragile qu'en soit la matière, il ne la hrîse pas , parce que l'air occupe à la fois le dedans et le dehors du vase, pressant de dehors en dedans avec autant de forte précisément que de dedans en dehors.

340. Pour rendre ceci évident, soient deux sphères creuses [flg- 2"!)) ayant des bords bien dressés et polis , de manière 4 ce qu'elles puissent être en contact hermétique. Que l'une ait un tube de communication qui puisse se lisser sur l'orifice K de la pompe à air, el faisons le vide dans l'intérieur de la sphère que forment les deui hémisphères en contact. On trouvera que bien qu'il ftlt facile de les séparer tirant, maintenant que la pression de l'air extérieur n'est plus contrebalancée par celle de l'air intérieur, les hémisphères tiennent si fortement qu'on ne peut plus l(-s séparer; et qu'en supposant une sphère de sis inches (15 cenlim.] seulement, un poids de 400 pounili {181 kilog. ] ne suffirait pas pour opérer celte séparation. C'est la célèbre expérience des hémisphères de Magdebourg, et l'une des plus anciennement faites avec la machine pneumatique. Otto Guertcke, l'inventeur de cet instrument, construisit une paire d'hémisphères d'un fect (30 cent. I de diamètre et qui exigeaient une force de 1700 pound» (ICO kilO pour se séparer. Si , le vide étant fait dans les hémisphères, on les cnlèio de l'orifice K de la machine pneumatique , après avoir fermé le robinet de leur tube de communication, afin d'empêcher tout accès de l'air extérieur dans l'espace qu'elles renferment, puis qu'on les mette eut le plateau TT' de la machine, en y plaçant le récipient

par-dessus; alors, en faisant marcher la machine pour opérer le vide aussi bien en dehors qu'en dedans des deux hémisphères , elles se sépareront d'elles-mêmes.

341. Non-seulement l'air est un Duide pesant, mais c'est un fluide élastique qui tend constamment à s'épandre et à s'échapper, par conséquent, de tout vase qui le renferme. Nous De nous apercevons ni do cette tendance, ni d'aucun de ses effets, parce que la pression extérieure de l'air sur le vaisseau est justement égale à celle tendance élastique de l'air contenu, el la neutralise. Pour s'assurer de ce fait , on n'a qu'à prendre une fiole qui ne contienne que de l'air, et la boucher hermétiquement, lisant le bouchon par un fil de Ter ou autrement, et placer cette fiole d'air sous le récipient de la machine; tant qu'elle se trouve eolourèe par l'air dans le récipient, la tendance à briser les parois de verre ne s'aperçoit pas; mais dès que le vide a lieu , la fiole se brise eu morceaux.

Une prodigieuse variélé d'expériences d'un grand intérêt peuvent se faire avec la machine pneumatique. Ou les trouvera dans les Manuels de Physique et de Chimie qui font partie de celle collection.

542. Pompe aipirante. — La fig. 2-10 représente la coupe d'une pompe aspirante ordinaire.

A B D est un cylindre appelé le corps de pompe, dans lequel un piston À est mobile à l'aide d'une verge À L qui se

vers le haut comme dans la pompe d'épuisement, avec laquelle tout l'appareil ressemble beaucoup tant pour la forme que pour le principe. E est une seconde soupape fermant le fond du corps et s'ouvranl vers le haut. Du fond du corps, un tube ED, appelé tube d'aspiration, va dans le puits on

Supposons que le corps et le tube ne contiennent que de l'air et mettons en mouvement le piston A. Il est évident que d'après le principe de la pompe d'épuisement , une partie de l'air, à chaque coup de pislon , sera épuisée du lube BD. L'élasticité de l'air sur celle parlio de l'eau dn puits qui est dam le lune, deviendra moindre alors qu'en dehort. L'équilibre qui exige que la pression sur le mémo plan liorizou-

al soit la mémo, sera donc détruit, et l'eau montera dans le ;nbe, jusqu'à ce que son poids el l'accroissement de l 'élasticité de l'air au-dessus, réduit maintenant à un moindre îspace , rétablissent l'égalité de pression dans le même plan , clic reste enfin en quelque point P du tuhe d'aspiration. Un lutre coup de piston produira un nouvel épuisement, et détruira de nouveau l'égalité de pression sur des parties •gales du plan MIN, en dedans et en dehors du tube; il en résultera une plus grande élévation de l'eau dans le tube, jusqu'à qu'enfin elle soit amenée au sommet du tube el qu'elle passe dans le corps de pompe.

Il y a maintenant ici une nouvelle opération de la pompe; à la descente du piston , la soupape E se ferme, el le fluide est retenu dans le eorps au-dessous , occupant une partie de l'espace A E , jusqu'à ce qne le piston continuant de descendre , il soit enfin plongé dans le fluide , el ce dernier forcé d'y passer par la soupape. Il occupe maintenant une partie du corps de pompe au-deisui du piston. Par la prochaine ascension du piston , il s'élèvera jusqu'au niveau du tuyau P de décharge ; l'espace au-dessons du piston se remplissant continuellement d'ean à mesure qu'il monte , el celte eau passant à sa surface supérieure, quand il redescend, pour passer dans le luyau de décharge , comme avant.

Si le vide parfait était formé par l'action du piston au-dessus de la surface de l'eau , dans le tube d'aspiration , elle ne pourrait s'élever jusqu'à son sommet, et par suite dans le corps , si le tube avait plus de 34 feet ( 10 m. H>% ) de long. En effet elle esl élevée par la pression de l'air sur la surface de l'eau dans le puits, el celle pression, dans nos pays, no supporte qu'une colonne de mercure de 50 inche» (76 eentim.) de haut; or une telle colonne est égale en poids à celle de 34 feet { 10 mètres d'eau).

Mais le piston et le corps de pompe, quelque bien qu'ils soient construits, ne produisent jamais un vide parfait; el l'eau, dans une pompe, ne peut guère dès-lora s'élever qu'à 50 feet (!) m. environ).

Quand on veut l'élever d'une plus grande profondeur, comme dans les mines, on se sert d'une série de pompe»; chacune décharge daus un réservoir où la prend un nouveau tuyau d'aspiration.