RELATIVEMENT À LA PRESSION DE L'ATMOSPHERE

C’est une vérité donnée par l’expérience, que les fluides élastiques en général sont compressibles en raison des poids dont ils sont chargés. Il est possible que cette loi souffre quelque altération aux approches du degré de compression qui serait suffisant pour les réduire à l'état liquide, et de même à un degré de dilatation ou de compression extrême; mais nous ne sommes pas près de ces limites pour la plupart des gaz que nous soumettons à des expériences.

Quand je dis que les fluides élastiques sont compressibles en raison des poids dont ils sont chargés, voici comme il faut entendre celle proposition.

Tout le monde sait ce que c’est qu’un baromètre. C'est, à proprement parler, un siphon .1 BCD (pl. XII, fig. if»), plein de mercure dans la branche AB, plein d’air dans la branche BCD. Si l'on suppose mentalement cette branche BCD prolongée indéfiniment jusqu'au haut de notre atmosphère, on verra clairement que le baromètre n’est autre chose qu’une sorte de balance, un instrument dans lequel on met une colonne de mercure en équilibre avec une colonne d’air. Mais il est facile de s’apercevoir que , pour que cet effet ait lieu , il est parfaitement inutile de prolonger la branche BCD à une aussi grande hauteur, et que, comme le baromètre est plongé dans l’air, la colonne A B de mercure sera également en équilibre avec une colonne de même diamètre d’air de l'atmosphère, quoique la branche du siphon BCD soit coupée en C et qu’on en retranche la partie CD.

La hauteur moyenne d’une colonne de mercure capable de faire équilibre avec le poids d'une colonne d’air prise depuis le haut de l'atmosphère jusqu'à la surface de la terre est de 98 pouces de mercure, du moins à Paris et même dans les quartiers bas de la ville: ce (fui signifie, en d’autres termes, que l'air, à la surface de la terre à Paris, est communément pressé par un poids égal à celui d'une colonne de mercure de 28 pouces de hauteur. C'est ce que j'ai voulu exprimer dans cet ouvrage, lorsque j'ai dit, en parlant des différents gaz, par exemple du gaz oxygène, qu’il pesait 1 once U gros le pied cube, sous une pression de 98 pouces. La hauteur de cette colonne de mercure diminue à mesure que l'on s’élève et que l’on s’éloigne de la surface de la terre, ou , pour parler plus rigoureusement, de la ligne de niveau formée par la surface de la mer; parce qu'il n’y a que la colonne d'air supérieure au baromètre qui fasse équilibre avec le mercure, et que la pression de toute la quantité d'air qui est au-dessous du niveau où il est placé est nulle par rapport à lui.

Mais suivant quelle loi le baromètre baissera-t-il à mesure que l’on

l'AltriE III , GAZOMKTRIE.

s'élève; ou, ce qui revient au même, quelle est la loi suivant laquelle les différentes couches de l’atmosphère décroissent de densité? C’est ce qui a beaucoup exercé la sagacité des physiciens du dernier siècle. L'expérience suivante a d'abord jeté beaucoup de lumière sur cet objet.

Si l’on prend un siphon de verre ABCDE (pl. XII, lig. >7), fermé en E et ouvert en .4, et qu’on y introduise quelques gouttes de mercure pour intercepter la communication entre la branche .4 B et la branche BE, il est clair que l'air contenu dans la branche BCDE sera pressé, comme tout l’air environnant, par une colonne égale au poids de a 8 pouces de mercure. Mais, si on verse du mercure dans la branche A B, jusqu'à a8 pouces de hauteur, il est clair que l'air de la branche BCDE sera pressé par un poids égal à deux fois a8 pouces de mercure; or l’expérience a démontré qu’alors, au lieu d’occuper le volume total BE, il n’occupera plus que celui CE, qui en est précisément la moitié. Si, à cette première colonne de a 8 pouces de mercure, ou en ajoute deux autres également de a 8 pouces dans la branche A C, l’air de la branche BCDE sera comprimé par quatre colonnes, chacune égale au poids de u8 pouces de mercure, et il n’occupera plus que l’espace DE, c'est-à-dire le quart du volume qu’il occupait au commencement de l’expérience. De ces résultats, qu'on peut varier d’une infinité de manières, on a déduit celte loi générale, qui parait applicable à tous les fluides élastiques, que leur volume décroît proportionnellement aux poids dont iis sont chargés; ce qui peut aussi s'énoncer en ces termes, que le volume de tout jluide élastique est en raison inverse des poids dont il est comprimé. Les expériences faites pour la mesure des hautes montagnes ont pleinement confirmé l’exactitude de ces résultats, et, en supposant qu’ils s'écartent de la vérité, les différences sont si excessivement petites, qu'elles peuvent être regardées comme rigoureusement nulles dans les expériences chimiques.

Cette loi de la compression des lluides élastiques une fois bien entendue, il est aisé d'en faire l’application aux corrections qu’il est indispensable de faire au volume des airs ou gaz dans les expériences pneumato-chimiques. Ces corrections sont de deux genres; les unes

TRAITÉ ÉLÉMENTAIRE DE CHIMIE, relatives à la variation du baromètre, les autres relatives à la colonne d'eau ou de mercure contenus dans les cloches. Je vais faire en sorte de me rendre intelligible par des exemples: je commencerai par le cas le plus simple.

Je suppose qu'on ait obtenu 1 oo pouces de gaz oxygène à 1 o degrés de température, le baromètre marquant a 8 pouces G lignes. On peut demander deux choses : la première, quel est le volume que les ioo pouces occuperaient sous une pression de a8 pouces, au lieu de 98 pouces 6 lignes; la seconde, quel est le poids des ioo pouces de gaz obtenus?

Pour répondre à ces deux questions, on nommera x le nombre de pouces cubiques qu’occuperaient les ioo pouces de gaz oxygène, à la pression de a8 pouces; et, puisque les volumes sont en raison inverse des poids comprimants, on aura ioo*"""* : a: : : ^ d’où l'on déduit aisément x = îoi'^'.ySG. C’est-à-dire que le même air qui n’occupait qu’un espace de ioo pouces cubiques, sous une pression de a8 pouces G lignes de mercure, en occuperait un de i i>ip“"",,y8G, à la pression de 98. Il n’est pas plus dilliciie de conclure le poids des mêmes 100 pouces d’air, sous une pression de 98 pouces G lignes. Car, puisqu’ils répondent à i o à la pression de 98 pouces, et qu’à cette pression et à 10 degrés du thermomètre le pouce cube de gaz oxygène pèse un demi-grain, il s'ensuit évidemment que les 100 pouces, sous une pression de 38 pouces G lignes, pèsent 5o’”i'",8g3. On aurait pu arriver directement à celte conséquence par le raisonnement qui suit : Puisque les volumes de l’air, et en général d’un fluide élastique quelconque, sont en raison inverse des poids qui les compriment, il en résulte, par une conséquence nécessaire, que la pesanteur de ce même air doit croître proportionnellement au poids comprimant. Si donc, 100 pouces cubiques de gaz oxygène pèsent 5o grains, à la pression de 38 pouces, combien pèseront-ils à la pression de a S’"'0"*, 5? On aura alors cette proportion: 38 : 5o : : 38, 5 : x, d’où l’on conclura également x — 5o''”“,8g3.

Je passe à un cas un peu plus compliqué. Je suppose que la cloche