et

État particulier du bismuth au moment de la fusion. — Nous nous sommes appliqués, dans certaines séries d'expériences, à faire des déterminations extrêmement rapprochées de la température de transformation magnétiqvie (voir^»-. 5). Nous avons vu

Fii;. 5.

Quartz.

Azo'lC

A20 Kfon

Jismutfifon

iOO 200 300 400'

ainsi que la chute des valeurs de K est parfaitement brusque à 2^3° ou tout au moins qu'elle se fait complètement dans un intervalle de température inférieur à 2". Nous avons constaté aussi que la variation se fait à la même température par échauffement ou refroidissement.

Nous nous sommes aussi assuré que ce phénomène brusque de variation du coefficient d'aimantation correspond exactement au phénomène brusque de la fusion. C'est du moins la conclusion que nous croyons pouvoir tirer d'expériences assez curieuses, et qui semblent à première vue conduire à une conséquence préci-

sèment opposée à celle-là. Voici ce dont il s'agit : Le bismuth est placé en petits fragments de quelques millimètres de côté dans une ampoule où l'on fait le vide. On chauffe ensuite dans l'appareil pour létude des phénomènes magnétiques et l'on fait croître avec précaution la température jusqu'au-dessus de celle de transformation magnétique, en ayant soin de dépasser à peine cette température. Lorsque la transformation magnétique est complète, c'est-à-dire lorsque le coefficient d'aimantation ne varie plus et a atteint la valeur correspondant au bismuth liquide, on laisse l'appareil se refroidir. On est alors fort étonné de retrouver les morceavix de bismuth intacts, leur aspect extérieur ne diffère en rien de ce qu'il était avant la chauffe et ils sont disposés les uns sur les autres sans qu'un effondrement se soit produit. 11 semble, d'après cela, que le bismuth n'a pas fondu, bien que sa transformation magnétique se soit produite; mais, en examinant chaque petit fragment, on trouve que la structure interne est complètemeut modifiée. Si Ion a employé, par exemple, des fragments de baguettes de bismuth de commerce constituées par des cristaux rayonnants à partir de l'axe de chaque baguette, on trouve après chauffe des clivages parallèles entre eux dans chaque morceau, au lieu de la structure rayonnée. Si Ton a fait usage de petits morceaux de bismuth déposés par électrolyse, dont la structure interne est grenue, on retrouve après chauffe dans chaque morceau les grands clivages parallèles du bismuth fondu.

Il est vraisemblable, d'après les faits qui précèdent, que la fusion du bismuth s'est produite réellement, quand on a chauffé au delà de la température de transformation magnétique, mais que les morceaux ont gardé leur forme. Doit-on admettre que la viscosité du bismuth liquide est très grande, lorsque la température est voisine de celle de la fusion? Faut-il penser que la couche presque imperceptible d'oxyde qui recouvre la surface joue un rôle et se comporte comme une croûte solide à la surface? Je ne sais quelle explication il convient de donner à ce phénomène.

Voici encore quelques essais faits dans le but d'a\oir quelques renseignements complémentaires sur cette question. On chauffe dans un bain de glycérine du bismuth baignant dans la glycérine ou placé dans des ampoules. Un thermomètre à mercure indique

266" poiii' la température normale de fusion ('). On amène le bismuth à quelques degrés au-dessus de la température de fusion. Il semble d'abord ne pas fondre lorsqu'il est en petits fragments; mais à la longue les arèles des morceaux s'arrondissent, les faces se plissent et finissent par s'eflbndrer; les morceaux mettent plus de trois quarts d'heure à se réunir complètement, si la température ne dépasse pas de i" celle de fusion. En remuant le bismuth dans la glycérine avec un fd de platine, on réunit tous les morceaux assez rapidement. L'expérience est moins concluante que dans l'appareil magnétique, parce que l'on ne sait pas exactement le moment où l'on peut être certain que chaque morceau atteint la température de fusion.

Corps faiblement magnétiques.

J'ai étudié l'oxygène et le palladium et fait quelques expériences sur l'air et sur le sulfate de fer dissous dans l'eau. On trouvera aussi dans ce Chapitre quelques renseignements sur les propriétés magnétiques du verre et de la porcelaine à diverses températures.

Les corps faiblement magnétiques ont un coefficient d'aimantation indépendant de l'intensité du champ, pour des champs compris entre loo et i35o unités.

Loxygène est enfermé sovis pression dans des ampoules de verre dur à parois épaisses. L'ampoule (A) est représentée {^fig- 6) avec la tige aa qui servira à la soutenir dans le four électrique. La pointe effdée est ouverte. Pour remplir et fermer l'ampoule sous pression, on la place dans un tube plus large à parois très épaisses TTTT, on comprime l'oxygène dans ce tube (après y avoir fait le vide pour chasser l'air); l'ampoule se remplit de gaz, on ferme la pointe effilée o en faisant rougir le fd de platine f à

( ' ) La valeur ■273", indiquée par le couple au moment de la fusion du bismuth dans l'appareil aux mesures magnétiques, est probablement un peu trop élevée.

l'aide d'un courant électrique (' ). On sort du tuhe l'ampoule fermée et sous pression.

Pour entrer et sortir l'ampoule du tube TT, on retire le tube boucbé tttt qui est maslicjué dans 1 intérieur du premier. Le tube bouché est traversé par deux ^;ros fils de phitine I^^F, F' F' qui amènent le courant au (Il de platine plus lin /' légèrement tendu et qui seul doit rougir. Au uiouient où Ion mastique le tube // après avoir introduit lanqDoule, on sarrange pour que la partie effilée de l'ampoule vienne toucher et même appuyer légèrement sur le fil /'. Il est nécessaire qu'il y ait coutact entre le 111 et le verre (-).

Fi;:. G.

Le gaz est introduit par le tube c mastiqué à l'autre extrémité du tube TT.

On fait les mesures magnétiques comme d'ordinaire avec une ampoule remplie d'oxygène ; mais, au lieu de retirer ensuite l'ampoule de l'appareil pour la vider, on chaufYe sur place l'extrémité de la pointe effilée avec une flamme minuscule. La pointe s'ouvre, la plus grande partie du gaz s'échappe, la pression de l'intérieur se met en équilibre avec celle de l'atmosphère et l'on referme la pointe avec la petite flamme. Le poids du gaz qui s'est échappé est trop faible pour que l'équipage de la balance de torsion soit déséquilibré. On peut alors procéder aux expériences avec l'ampoule et le gaz restant, sans qu'il soit nécessaire de régler 1 am-

(') M. Pérot a déjà employé un artifice semblable pour fermer dans l'intérieur d'une marmite un ballon rempli de vapeur {Journal de Physique, t. VII,

(-) On peut fermer sous la pression atmosphérique la pointe effilée à l'aide d'une petite spirale de platine, chauITée par un courant, et qui entoure la pointe sans la toucher; mais, dans un gaz sous pression, il se produit des remous qui amènent un refroidissement suffisant pour empêcher le verre de fondre dans ces conditions.

274 CœUVRES DE P, CURIE.

poule à nouveau; c'est un grand a\antage au point de vue de la précision des résultats.

On évalue, par diilérence, leiret produit par le gaz qui sest échappé; on é\alue, par diil'érence également, en pesant l'ampoule avant et après 1 opi'-ration. la jnasse du gaz qui s'est échappée.

T. a masse du gaz a varié de 0^,040 à o»,oqo dans ces expériences; on apprécie le ^7;^ de milligramme, ce qui donne une exactitude suffisante.

Enlîn, dans les deux séries, 1 ampoule a subi la même action provenant du magnétisme de lair extérieur; celte action disparait dans les difïerences : il n*v a pas de corrections à faire de ce chef.

On a employé l'oxygène sous pression que lOn trouxe dans le commerce: on fait passer le gaz à travers un tanij^on d ouate pour qu'il n'entraîne pas de poussière du réservoir en fer dans lequel il est enfermé.

Le gaz oxygène du commerce contient une assez grande quantité d'azote, 9 pour 100 environ. On recueille une certaine quantité de gaz s'échappant du réservoir ( clans les mêmes conditions que pour le remplissage de l'ampoule ) et Ion dose volumétriquement, à l'aide de l'acide pyrogallique et de la potasse, la proportion d'oxygène.

L'azote, d'après Faraday, Becquerel et (^uincke, a un coefficient d'aimantation au moins cent fois plus faible en valeur absolue que celui de l'oxygène, il en résulte que l'azote contenu dans l'ampoule ne doit pas intervenir pour -j-^ dans la valeur de la force exercée sur le gaz. On peut donc ne tenir compte que de l'oxygène. Dans une mesure, par exemple, on a trouvé 0,912 pour la proportion volumétrique de l'oxygène dans le gaz employé. La proportion en poids est 0,921. On admet que 0,921 du poids de gaz est la quantité doxygène qui intervient dans l'expérience et l'on néglige l'effet de l'azote.

Nous avons trouvé pour le coefficient d'aimantation spécifique de l'oxygène à la température de 20" :

C'est le résultai de notre mesure la plus soignée, faite avec de l'oxjgène sous la pression de i (S atmosphères.

Deux autres mesures sous la même pression ont donné ii4 et ii3.5. Deux mesures, sous une pression de 5 atmosphères, ont donné une valeur plus forte de 5 pour loo; mais elles ont été faites avec une ampoule trop grosse pour notre appareil et les expériences avaient surtout pour but d'étudier TefTet des variations de température. A la précision près de ces dernières mesures, on peut dire que le coefficient d'aimantation spécifique est indépendant de la pression.

La valeur de liiiuiantalion de l'oxygène à la température de 20", sous la pression de i atmosphère, rapportée à celle de l'eau prise sous le même volume dans le même champ, est d'après notre mesure ( — 0,193); ce nombre est voisin de ceux trouvés par Becquerel ( — 0,182) et par P^araday ( — 0,180).

Les déterminations faites par la méthode de Quincke par divers auteurs ne sont pas concordantes entre elles. Nous avons calculé les valeurs auxquelles elles conduisent [)our le coefficient spécifique d'aimantation, en admettant, pour ramener les mesures à la température de 20", la loi de vaiùation avec la température que nous indiquons plus loin.

D'après Quincke : io''Koo=ii6.

D'après une mesure de Du Bois ( ') (faite à i5") : lo^K^o^ 8".

AL\L Tœpler et Hennig (1888) et M. Hennig (-) ont déterminé la valeur absolue de la différence des coefficients d'aimantation en volume de l'oxygène et de l'air, sous une même pression. Dans le premier travail, les auteurs ont trouvé o,i3i x lo"" à la température de 20". Dans le second, M. Hennig a trouvé 0,096 X \o~^ à 20". Ces deux nombres conduisent respectivement aux valeurs io''Koo= 120 et io''K2o=94 pour le coefficient d'aimantation spécifique de l'oxygène à 20".

J'ai tait deux séries de déterminations à diverses températures. La première avec une ampoule en verre ordinaire de y''™^ de capacité, remplie d'oxygène sous une pression de 5 atmosphères envi-

( ' ) Du Buis, Wiedeniann's A/m., t. XXXV, 1888, p. iS;.

(-) Wiedemann's Ann., l. XXXIV, 1888, p. 790; et t. L, p. 485.

276 ŒUVHES DK P. CUIUK.

ron, à la tenipéraliire ambiante. On a (*) {fig. 7) (points X) :

io«K.

IFérence.

Ji3

ii3

La deuxième série a été faite avec une ampoule de verre dur. de 3*""' de capacité, remplie d'oxjgène, à la température ambiante sous une pression de iS atmosphères environ; à 4^o' la pression devait être de 45 atmosphères ; l'ampoule ne s'est pas déformée à

Fig.