PAR

MM. LAVOISIER. RIUSSOA ET BKZOIT'.

La mission dont l'Acadéiuie nous avait chargés, MM. Bezout , Vaiidcninonde et moi, relativement au froid de 1776, s’est trouvée renfermer implicitement un plus grand nombre d’objets «pie nous ne l’avions prévu, et nous avons cru devoir les distinguer soigneusement dans le compte que nous nous proposons d’en rendre à l’Académie.

Le premier de ces objets était de déterminer, avec autant de précision qu’il était possible, l’intensité du froid de 1 776 par rapport à celui des années antérieures et surtout par rapport à celui de 1 709 , le plus grand qu’on ait éprouvé de mémoire d'homme dans ces climats3.

Le second, d’éclairer l'Académie sur les différences énormes qui se

menra pre«]ue subitement le a janvier au soir, jour auquel il avait plu une grande partie de la journée et où le thermomètre était à Û9 parties. Inès-prodic du tempéré, fixé à 68). I,e i3 et le janvier furent les plus froids. Le thermomètre descendit à 3 parties le 1 3 et le i h janvier. Ce froid vint sans vent considérable. I m vent était trèsfaillie, et, ce qui est à remarquer, au sud; et braque le veut augmentait et tournait vers le nord, le froid diminuait. La mer test gelée à quelques-unes des eûtes de Provence où la plu|Kartdes arbres fruitiers sont morts.

"En 169& , b froid uYtail descendu qu'à 7 degn1# du même thermomètre,

"l^e premier dégel vint le 96 janvier, mais

1 Présenté à l'Académie |wir MM. Lavoisier, Brisaon et Résout, le (i décembre 1 777.

* irM. de Fouchy est prié, de b part des commissaires de l'Académie, de vouloir bien rapporter, h la première séance, la note de M. de Réeumur sur le froid de 1709.’» — \ote de la main de l.nvoisier, jointe à la noir suivante de la main de fléau mur et trouvée dont le meme dossier que le présent mémoire :

"8» j«nvH<r 1776.

•En 1709, les séances furent tenues pendant la durée du froid, mais le samedi ■16 janvier il n’y eut point d'assemblée ii causa d’un grand dégel,

•Le froid du commencement de l'année a été excessif avec beaucoup de neige ( il com-

sont trouvées entre les observations de ce froid, faites en même temps, dans les mêmes circonstances et par des observateurs dignes de confiance.

Le troisième , de lui rendre compte de l’état actuel des thermomètres i|ui se débitent dans le public, des erreurs <|ui se sont glissées dans la division de ces instruments, enfin de lui faire part de nos idées sur les moyens de ramener la marche du thermomètre à des principes fixes et invariables.

Nous avons rempli le premier de ces deux objets dans un mémoire assez étendu, dont la minute est déposée au secrétariat de l’Académie, dont quelques circonstances ont retardé la publication , mais dont nous avons lu l'extrait ù la séance publique de Pâques «777. On se rappelle que, n’ayant pu trouver de thermomètre authentique qui eût été observé en 1709, nous avons eu recours à un thermomètre original de M. de Héaumur, vérifié par M. l’abbc Nollet et dont M. Brisson est propriétaire; le froid de 1709 était marqué sur ce thermomètre, et voici la manière dont s'explique Al. de Héaumur lui-mème sur la détermination du degré de ce froid dans un mémoire publié dans le Recueil île {Académie pour l’année 1 7 A o et qui n’a été publié qu’en 176a.

ft Le nom d onnée du grand hiver est devenu propre à 1709, celui w du long hiver est dé à aussi bon titre à 17/10; quoique le froid ait été -assez vif, à Paris, dans cette dernière année, il n'a pas été aussi consi- -dérable qu’en «709, mais il a duré plus longtemps. Les jours où il a '•été le plus grand ont été le 10 janvier et le o5 février; dans l’un. - la liqueur du thermomètre descendit à 10 degrés -J- au-dessous de la r congélation; et dans l'autre, à 10 degrés -J-. Ln assez grand vent, qui <r régnait alors, contribua à nous faire paraître ces degrés de froid très-

le froid reprit peu de jours aprto». Ce fui celle repris»? qui lil tout le mal, parce que, 1 eau 11'ayant pas «ni le temps de s'emboiiv dans In terre ni de s** sécher sur les arbres, la gelée forte et subite «pii revint saisit et «iMijwi toutes les racines du blé. et détruisit I organisation même dans le» arbre» «lélical».

Elle fut très- longue, car le i3 mars il gelait encore assez fort, le thermomètre étant « *4 partie» et lu gelée cumimwant qmmd il est ù 3s.

»rl/e luirumétre a été oliservé à 18 pouces au temps du plus grand froid. «

MÉMOIRES DE LAVOISIER

t piquants, quoiqu'ils fussent encore éloignés du degré de froid de 'l’année «709. Nous ne savons pas assez précisément quel fut à Paris -le degré de ce froid si mémorable. Le seul thermomètre connu qui t existe encore, et sur lequel le plus grand froid de 1 709 ait été observé -est à l’Observatoire et a appartenu à M. de La Hire. On le conserve -comme un instrument précieux, et. il l’est devenu principalement par

- rapport à l’époque dont nous parlons. La comparaison qu’il avait -faite, il j u plusieurs années, de sa marche avec celle du thermo-

- mètre construit sur nos principes, avait fait estimer le plus grand * froid qui se lit sentir à Paris, en 1709, égal à celui qui peut faire -descendre la liqueur de notre thermomètre à 1 h degrés ' ou 1 /1 de- -grés j au-dessous de la congélation: mais, ayant eu depuis occasion -de comparer In marche de cet ancien thermomètre et celle du nou- -veau, dans des degrés qui étaient plus au-dessous de celui de la -congélation que ceux qui avaient servi à faire la première comparai- -son, on a jugé que le froid de l’année 1709 eût fait descendre la "liqueur de notre thermomètre à 1 !> degrés ou à i5 degrés -j- au-

- dessous de la congélation. On pourrait avoir ce terme avec, une tout r autre précision que celle que donne une estime toujours sujette à -quelque erreur; il n’y aurait qu’à tenir les boules de l’un et de l’autre

- thermomètre dans un même vase rempli de glace pilée, et faire naître -dans cette glace, par les moyens que nous avons enseignés ailleurs, -un froid qui fît descendre la liqueur du thermomètre de M. de La Hire -au degré où elle descendit en 1709; celui où la liqueur du nôtre -serait descendue alors serait pareillement celui où elle serait desfcendue en 1 709. Si celte expérience n'a pas encore été faite, ce 11’esl -pas parce qu’elle est difficile à faire; mais on a craint d’exposer à -quelque risque le thermomètre de M. de La Hire, en l’ôtant de dessus -son cadre et en le maniant et remaniant autant de fois que l’expé-

- rience le demanderait; et un instrument qui nous donne de si an-

- cienncs mesures du chaud et du froid ne saurait être conservé avec

- trop de soin. D’ailleurs il y a apparence qu'on ne se trompe que de -très-peu, soit par excès, soit par défaut, lorsque, par les dernières

• — ->-jL

? observations qui ont été faites, on a conclu que la liqueur de notre r thermomètre fut descendue, pendant le plus grand froid de >709, à it 1 5 degrés ÿ on à i5 degrés -j. Ce froid fut considérablement supérieur à celui de 1760, puisque dans celte dernière année la liqueur «n’a pas été [dus bas que 10 degrés ÿ. s ( Mémoires de /' icadémie royale det sciences. 1 760 . page f> /1 7 . )

Si l'on compare l’époque à laquelle M. de Itéaumur imprimait ce passage avec celle de la construction et de la vérification du thermomètre que M. Brisson nous a confié, on ne peut douter que la fixation du froid de 1709 à i5 degrés j n’y ait été marquée en connaissance de cause, et il est probable même que ce thermomètre est un de ceux qui ont été mis en comparaison avec celui de M. de La Hire pendant les froids de 1760 et de 174a.

Une remarque qui ne nousa pas échappé et sur laquelle nous avons insisté dans le mémoire déposé au secrétariat de l’Académie, c’est qu'il est possible que le thermomètre qui nous a servi de terme de comparaison ait reçu quelque altération depuis le moment où il a été construit par M. de Réaiimur; mais, comme celte altération n’est que d’un quart de degré tout au plus au terme de la glace pilée, il ne peut résulter de cette circonstance qu’une incertitude assez légère dans le froid de 1709. C’est à ce thermomètre de M. de Itéaumur que nous avons rapporté toutes les observations faites en 1 776, et il en a résulté que ce froid exprimé au degré de ce thermomètre avait été, à l’Observatoire, d’après les observations de M. Jeaurat et de M. Le Gentil; dans le quartier du Palais-Royal, d'après celles de M. Lavoisier; à l'École militaire, d’après celles de M. Àntelmy, entre i3 degrés et 1 3 degrés | .

Les observations faites par Al. Messier 1\ l’Observatoire de la marine et celles faites au petit Luxembourg par M. Vallot donnent 1 4 degrés complets.

De ces observations multipliées nous avons conclu que le froid de 1 709 avait étéd’un degré et demi environ plus fort que celui de 1 77G , et quand on voudrait contester sur les bases qui ont servi à nos déterminations, quand on porterait à l’extrême les incertitudes qui peuvent

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exister sur le froid de 1709, il en résulterait toujours que celui de 1776 a été très-sensiblement moindre.

Ce premier objet rempli , nous nous sommes occupés îles deux autres , et nous allons présenter aujourd'hui à l’Académie l'extrait de nos travaux .

Tous les physiciens conviennent que le mercure est de tous les lluides celui qui réunit le plus d'avantages pour la détermination des degrés de froid et de chaud. Premièrement, il est constant, d’après les expériences de M. de Luc, que les dilatations de ce fluide approchent beaucoup d’être proportionnelles aux degrés de chaleur réelle.

Secondement, c’est un des fluides qui entre le plus tard en ébullition, et son échelle, par conséquent, peut être portée à des degrés de chaleur qu’aucun autre fluide ne pourrait supporter.

Troisièmement, sa marche dans les degrés de froid n'est point retardée comme celle de l'esprit- de-vin et de tous les fluides aqueux susceptibles de se geler. Ces derniers se dilatent au lieu de se condenser dans les approches du degré auquel ils se gèlent, et celte dilatation influe sur la loi de condensation et de dilatation du fluide à des degrés même très-éloignés du terme de leur congélation.

Quatrièmement, ce fluide est toujours le même, quand il est pur, et il est très-aisé de l'obtenir tel d’ailleurs : peu importe même qu’il soit |>orté à un degré de pureté extrême, parce que sa marche n’en est presque point changée.

Mais si ces avantages sont grands pour les physiciens et pour ceux qui veulent une exactitude scrupuleuse dans les expériences, si le mercure est préférable à tous les autres fluides pour les expériences qui exigent des degrés de chaleur voisins et supérieurs à l’eau bouillante, s'il doit être le thermomètre exclusif pour tous les pays du nord où le thermomètre descend habituellement au-dessous de dix à donxe degrés au-dessous du terme de la congélation, nous n'avons pas cru devoir entièrement proscrire les thermomètres è l’espril-de-vin pour les usages de la société, surtout dans les climats chauds et tempérés, et nous avons été principalement déterminés par les raisons qui suivent :

Premièrement, le mercure est beaucoup plus cher que l'esprit-de-

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vin, et les thermomètres dans lesquels on emploie ce fluide coûtent nécessairement davantage que ceux à l’esprit-de-vin.

Secondement, le mercure est à peine visible dans le tube; on ne peut observer la nuit sans approcher de fort près la lumière; enfin les personnes qui ont la vue faible observent difficilement, même au grand jour.

Troisièmement, les thermomètres à mercure sont sujets à se casser en voyage , ceux à f esprit-de-vin sont plus portatifs et plus solides.

Quatrièmement, l'esprit-de-vin se prête à des constructions de thermomètres qui réussissent diflicilement avec le mercure.

Cinquièmement, peu importe dans la société si les degrés du thermomètre approchent plus ou moins d’être proportionnels aux degrés de chaleur réelle ; on n'a besoin que de rapports et non de quantités absolues.

Sixièmement, il existe dans le public une quantité considérable de thermomètres à esprit-de-vin que, toutes choses d’ailleurs égales, il est à propos de ne pas rendre inutiles, ou au moins faudrait-il qu'on y fût forcé par des raisons solides.

D’après ces considérations, nous avons pensé qu'autant il était nécessaire qu’il existât un thermomètre exact à mercure pour les physiciens et les observateurs éclairés, et qui pût à jamais servir d’étalon, autant il était important de laisser au public les thermomètres à esprit-de-vin qui sont entre ses mains. Mais le point important était de donner un langage commun à ces thermomètres et surtout de donner aux artistes des moyens simples île les construire avec exactitude, et voici à cet égard le résultat de nos exjvériences et de nos réflexions.

lai marche de l’esprit-de-vin et celle du mercure étant très-dilïérentes l’une de l’autre, et les degrés de dilatation de ces deux fluides à chaleur égale n’étant point proportionnels, il était impossible de construire des thermomètres à mercure et à esprit-de-vin qui s’accordassent depuis la glace jusqu à l’eau bouillante. Faire à l'un de ces deux thermomètres des degrés inégaux, comme le propose M. de Luc, nous

MÉMOIRES DE LAVOISIER, a paru un moyen impraticable, et nous doutons qu'on pût y déterminer les artistes; mais en même temps nous avons entrevu qu’il était possible d’accorder quelque portion de l’échelle, et en effet, après quelques tâtonnements, nous nous sommes aperçus qu'en divisant dans le thermomètre à mercure en quatre-vingt-cinq parties l’intervalle depuis la glace jusqu’il l'eau bouillante il eu résultait un thermomètre qui s'accordait assez bien, du moins dans les parties inférieures de l’échelle, avec le thermomètre à esprit-de-vin de M. de Néaumur corrigé par M. llrisson. Cet accord est tel que ces deux thermomètres se suivent à un quart de degré près depuis la congélation jusqu’il ving-deux degrés, et ce n'est que vers trente degrés que la différence commence à être de trois quarts de degré.

Les écarts des deux thermomètres sont, il est vrai, uu peu plus sensibles dans les degrés inférieurs ù la congélation; en effet, à dix degrés ils diffèrent déjà d’un degré environ; mais, les observations au-dessous de la congélation étant moins fréquentes que celles au-dessus . nous avons pensé qu’il importait davantage que le plus grand accord des deux thermomètres fût dans la partie supérieure plutôt que dans l’inférieure.

Nous sortirions des bornes que nous nous sommes prescrites, si nous entrions ici dans les détails du choix de l’esprit-de-vin et du mercure. Nous donnerons, dans les mémoires dont nous ne faisons ici que l'extrait, les moyens d’obtenir ce dernier dans son état de pureté absolue sans presque aucuns frais. Nous y exposerons également les précautions à prendre pour faire en tout temps et en tout lieu des thermomètres parfaitement d’accord. Nous nous bornons dans ce moment à présenter à l’Académie douze étalons en mercure que nous avons faits nousmêmes avec toutes les précautions possibles; les tubes en sont parfaitement calibrés et les divisions très-exactes. Ces thermomètres s’accordent tous entre eux à un vingt-cinquième de degré près, ce qu'on peut regarder comme une précision absolue en ce genre. Nous proposons à l’Académie d’en déposer six dans ses armoires pour servir à jamais de ternie de comparaison : les six autres seront distribués, savoir : deux à

l'Observatoire royal, un à celui de la marine, un au Jardin du roi. Entiu l’Académie en pourra confier à ceux qui s’occupent avec le plus de succès d’observations météorologiques. S'il arrive quelque accident à l’un des thermomètres de l’Observatoire, il sera remplacé par un de ceux que l’Académie conservera dans ses archives; enfin si un jour la provision des thermomètres de l’Académie vient à s’épuiser, elle pourra nommer de nouveaux commissaires, qui reprendront les errements de notre travail et qui , en opérant sur les mêmes principes, rétabliront aisément un certain nombre de thermomètres exactement d’accord avec ceux que nous présentons.

La division de Fahrenheit est aujourd’hui si répandue, surtout en Angleterre, et même dans presque toute l’Europe, que nous avons cru devoir la faire graver à l’un des côtés de la division des thermomètres étalons que nous mettons sous les yeux de l’Académie: ainsi ils présentent cette division d’un côté et celle en quatre-vingt-cinq parties de l'autre.

Quant aux thermomètres à esprit-de-vin , qui doivent rester pour les usages de la société, nous ne changerons rien à leur construction et nous adoptons en tout la méthode pratiquée depuis longtemps par M. Brisson.

Ces thermomètres doivent marquer xéro dans la glace fondante, 90 7 aux caves de l’Observatoire, lia" 7 à la chaleur du sang humain, enfin ioli° 7 à l’eau bouillante. Ces différents points sont autant de repères qui se servent mutuellement de preuves les uns aux autres.

Ce travail achevé, il nous restait encore un objet important à remplir : c’était de rapporter à ce nouveau thermomètre les froids et les chauds extrêmes observés à Paris, enfin de dresser des tables exactes qui nous donnassent le rapport de ce thermomètre avec tous ceux connus dans tous les points de l’échelle depuis les degrés extrêmes de froid jusqu’à l’eau bouillante. Nous avons rempli cet objet avec tout le soin dont nous sommes capables, partie d’après nos expériences, partie d’après celles de M. Mirheli Ducrest et de M. de Luc; tous ces détails seront exposés dans le mémoire que nous annonçons et qui 11’cst pas encore entièrement rédigé. Nous nous bornerons à dire ici que le m.

MKMOIHKS DK LAVOISIEII.

chaud de 1^53 sera marqué sur le thermomètre à la chaleur

du sait}; à 3»°38, celle des caves de l'Observatoire à to° 17; le froid de 17Ù0, à 1 1" 38, celui de 1769 à 1 (i" a 5 , celui de 171a à 17°4i ; enfui celui de «776 sera de 1 G |, comme l’a observé M. Messier avec un thermomètre divisé comme celui que nous adoptons; d’où nous concluons, comme nous l’avons déjà fait dans notre premier rapport à l’Académie, qu'autanl qu’il est possible de compter sur le degré de froid de 1703 rapporté par M. de Héaumur sur son thermomètre, le froid de 1 77O a été moindre d’un peu plus d’uu degré.

C'est une grande question débattue depuis longtemps par les physiciens. de savoir si la température des caves à une certaine profondeur est un terme absolument constant. M. Micbeli Ducrcst était pour fallirmntive; il regardait la température des caves comme le degré moyeu de chaleur du globe, il la croyait la même absolument partout, il était tellement persuadé de la fixité de ce terme qu'il l’a choisi pour un des points fondamentaux de la division de l'échelle de son thermomètre. Les différentes recherches que nous avons faites sur cet objet nous portent à croire que, si la température des caves n’est pas constante, elle en approche beaucoup, et les différences sont si petites qu'elles n’excèdent pas la limite des erreurs qu’on peut commettre avec les thermomètres de comparaison existants.

D’après cela nous avons cru qu’il serait agréable à l’Académie que nous la missions en étal de déterminer avec certitude dans la suite si la température des caves de l’Observatoire est variable ou non : nous avons fait construire à cet elTct deux thermomètres à mercure copiés sur de bons étalons et qui ne marquent que deux degrés au-dessus de la température des caves et deux degrés au-dessous; la boule de ces thermomètres est très-grosse et le tube proportionné de manière que les degrés ont plusieurs pouces de longueur.

Nous placerons ces thermomètres dans les caves de l’Observatoire, dans un bain de sable et sous une grille fermant à clef.

OBSERVATIONS Sll! LE FROID DE 1770.

OBSERVATIONS

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