CHAPITRE V. -MARMITE DE PAPIN

\ ienl à |)la«*r des frHjinicnU de kIhcp sur )e sommet du ballon, on conilcnsera la va|)eur, on diminuera la ;>re>sion. ot l'on verra l'éhullilion su reproduire â touU- température.

Harmita de Papin. — Comme coni^uence de ces Tails, il sera jKiitsihlc «l'tMever la température de l'eau au-dessus de loo degrés, cl en f-énéral de Ions les liquides au-dessus de leur point d'étiullition, si on les enferme (tans (les vases résistants. La marmite do Papin réalise c« résultat. Elle se rompose d'un cylindre de lailon trèsn^pais, fermé l^r un couvercle qui s"niipliip:c sur les bords au moyen d'une forte vis de pression (fig. 194). p. , Ce couvercle est percé d'un

petit trou A par oi'i la va- .

peur pourrait s'échapjior si un levier de sûreté CBI' ne Fermait son orifice. Quand on cliaiilTe l'eau, la vapeur se forme peu à peu, et sa pression au^ente jusqu'à faire équilibre à l'efTort exercé par le levier de sûreté. A partir de ce moment, la pression n'au|{menle plus; cliaque fols qu'elle tend à s'élever, la vapeur soulève la sou|)apc el s'écliappe, Alors l'ébullition se fait régulièrement à ( une lempéntlurc ronslanle

et d'autant plus haute que le levier est j)lus chargé.

O'iand on enlève brusquement cette soupape, un jet de vapeur s'échapjie bruyamment dans lair et on peut impunément plonficr la main dans le jet, que l'on trouve d'abord à une température très-basse, mais qui s'échaulle [irnf,'ressi\'ement jusqu'à 100 degrés, à mesure qu'il se ralentit. U temi»é. rature de la chaudière, qui é(ait de no ou i3o degrés, baisse très-rapidement jusqu'à 100 degrés. Ces deux faits nous montrent que la vapeur en se formant et en se dilatanl absorbe de la chaleur, puisqu'elle se refroidit i-n s'échappant et qu'elle refroidit également la chaudière.

Taiiationi anormales dn point d'ébolUtion. — Ij- jioint d'ébullition éprouve de lépères oscillations qui dépendent de la matière du vase, llaus

un métal, l'ébullition de Teau se fiait d*une manière régulière et conlinw. les buHes de vapeur qui naissent en tous les points de la paroi sont trèv }ictites; elles se succèdent sans interruption et la température est de loo degrés. Dans un ballon de verre elles se produisent spécialement en quelque points qui sont toujours les mêmes; elles sont plus grosses et moins ra[>prochées, et enfm la température est de loi degrés. L^ébuUition deTacidr sulfurique dans le verre est tout à fait discontinue.

M. Marcet a montré qu'en vernissant l-intérieur d'un ballon de verr»avec de la gomme laque ou du soufre, Tébullition se fait à 99'*,7. Au contraire, quand on commence par laver un vase de verre avec de Tackif sulfurique et qu'ensuite on le rince avec soin, il acquiert la propriété dt retarder de 5 à 6 degrés TébuUition de l'eau.

M. Donny introduisit de Teau dans un tube à boule B (y^. iQSj.bicD nettoyé à l'intérieur, et qu'il ferma k la lampe après avoir expulsé l'air

par une ébullition prolongée. L'mb élant refroidie et maintenue dans la branche A, fut chauffée, dans un bain de glycérine, jusqu'à la températuiv de 1 37 degrés sans qu'il y eût autn* chose qu'une évaporation active sin> ébullition. Mais à 187 degrés, la colonne liquide se rompit bnisquemeot: ime partie fut projetée dans les boules B qu'elle brisa.

M. Dufour a fait l'expérience suivante, très-instructive pour la tht'onf do l'ébullition. Un mélange d'huile de lin et d'essence de girofle en proportions telles, que la densité moyenne soit celle de l'eau vers 100 de^' est échauffé uniformément jusqu'à 120 degrés. Alors on y fait tomber une goutte d'eau qui, plus lourde, va au fond, s'y réduit en vapeur eten^"'telettes qui remontent dans l'huile et s'y maintiennent en équilibre, nonseulement à des températures inférieures à 100 degrés, mais encore 9u delà de 178 degrés, sans qu'il y ait ébullition. Mais en touchant ces globules, suspendus au sein de l'huile, avec une tige de métal ou de Iwtf. M. Dufour a vu l'ébullition se produire immédiatement entre 1 10 cl i3o Aigres.

On a conclu de ces expériences que l'ébullition commence toujours en certains points de la paroi qui retiennent une petite quantité d'air; (|uew se fait une évaporation rapide qui donne naissance à une bulle. L'é\aporation se continue et s'exagère à la surface intérieure de cette bulle à tôt sure qu'elle monte, et Hnalement l'ébullition semble n'être qu'une évaporation rapide à la surface de contact du liquide avec un gaz ou avec »:< propre vapeur.

CIKPITRE V. — tFFKT DES VASES TBfeS-CHALDS. 217 Phénonènn produits dans l« vases très-chands. — I. Touit» los Fie. ■!><>' '°'^ qu'on échiiufin une capsulo mé-

tallique jusqu'à unb LcmpiSraturc trèsélevéc et qu'on y projette quelques gouttes d'eau avec une pipelle, elles n'entrent point en éltullilion : on les voit se réunir en un (globule qui est sphérique s'il y a peu d'eau, el qui pst de plus en plus aplati quand on en met davantage.

L'expérience se fait ordinairement avec un éolipylc BB [fii;, 196]. Il s'écliauffc au moyen d'une lampe CE el projette par le tube BD un jet de vapeur d'alcool qui s'enllanime el qui est capable d'échauller jusi|u'3u rouge la capsule A que l'on place au-dessus.

II. Toutes les substances connues se comportent comme l'eau, quelle que soit leur volatilité. L'acide sulfureux et l'acide carbonique liquides persistent eux-mêmes, sans bouillir, au milieu de creusets qu'on peut porter au rouge blanc. Uais s'il n'y a pas d'ébullition, il y a toujours une évaporation, comme-on peut s'en convaincre en remarquant que les acides sulfurique et azotique répandent des fumées blanches et l'iode des vapeurs violettes, que l'alcool et l'élher se maintiennent entourés de flammes, et tjuo te globule diminue peu à peu do grosseur jusqu'à disparaître. Si ce globule est étalé sur toute l'étendue d'une capsule plate, on voit des bull^ lie vapeur se former au-dessous de lui et le crever en s'écliappant ; s'il est petit, ces vapeurs le chassent et le promènent en divers sens. 0>i'>'<d il est d'une grosseur moyenne, il demeure fixe ; mais il éprouve des mouvements vibratoires qui changent périodiquement sa forme, et l'œil, qui saisit seulement l'enveloppe de ses contours successif, lui attribue la Tigure d'un polygone étoile. Tout cela prouve une abondante formation do vapeurs dans l'espace qui sépare la substance liquide du métal échaulTé, et cette l'vaporation est d'autant plus rapide que la température est plus élevée.

m. Pour que ces expériences réussissent, il faut que la capsule atteigne ou dépasse une certaine limite de température. Pour le démontrer, on cliauRb la capsule au rou»e, on y verse de l'eau qui prend la forme sphé- , roïdale, el l'on éteint la lampe, afin de laisser refroidir l'appareil. Le globule sn maintient pendant ce refroidissement jusqu'au moment 011 la capsule arrive à i^a degrés; alors il éclate brusquement et l'ébullition se fait avec

une rxlrëme rapidité. Otle température limite du ^^ase osC variable poi" l<^ divers Iiqui<les et bais.se avec leur point d'ébuliition. Elle est de i4o > - <;rés pour Teau, dé i34 degrés pour Falcool et de 6 1 degrés pour Vri\^ TV. Dans ces phénomènes, le liquide né mouille pas le \'ase; car Ve\]nrience réussit avec une capsule percée de trous ou avec une toile iat*u*\lique aussi bien qu'avec un vase continu. X celte preuve M. Boutigny j encore ajouté lexpérience suivante. Après avoir chauffé jusqu'au rou^» une masse de cuivre suspendue à un fil métallique, il la plonge subiieme^^ dans un vase de verre contenant de Teau à ^ degrés environ ; i] n'y a {)oint d'ébuliition, et l'on voit distinctement une enveloppe gazeuse entre V métal et le liquide. Cela persiste tant que la sphère n'est pas refroide jusqu'à 140 degrés; mais aussitôt qu'elle arrive à ce point, le oontart s'établit et l'ébullition se fait tout à coup avec une explosion si vive, «pie le vase est souvent brisé.

V. La température des sphéroïdes liquides a été mesurée de différentp> manières. M. Berger a obtenu des globules d'eau pesant plus d'une livrf, (*t il y a plongé commodément un thermomètre qui marqua de 96 à 98 d^»- ^rés au fond du globule, à une distance de ^ millimètres de la sur£i(v de la capsule, mais qui s'abaissa jusqu'à 90 degrés à la surface supérieurr.

VI. On peut expliquer aisément ces phénomènes. En effet, on sait, d'après M. Wolf, que l'ascension de l'eau dans les tubes capillaires diminue |)eu à peu, devient nulle et se change en dépression, si la température augmente progressivement jusqu'à l'ébullition. D'où il résulte que le ménisque terminal, d'abord concave, devient ensuite convexe, comme pour le mercure ; conséquemment, que les liquides cessent de mouiller les vasr^ ({uand ils sont suffisamment échauffés et doivent prendre la forme spht'> roïdale.

Pour rendre compte de l'évaporation sans ébullition, il faut remarquer que la chaleur du creuset ne peut se transmettre au globule par conduclibilité, puisqu'il n'y a point de contact entre ces deux corps. Elle lui arrive par rayonnement, et dès lors une partie s'y transmet sans l'échauffer, une autre s'y réfléchit, et enfin une dernière portion échauffe la suriacr du globule qui touche au creuset. Là se fait une évaporation très-rapide qui agite le globule et une absorption de chaleur latente assez considérable pour maintenir la goutte à une température un peu plus faible que celle de Tébullition. On voit que ces phénomènes n'ont rien de mystérieux.

Connaissant la loi des températures des liquides à l'état globulaire. .M. Boutigny fut naturellement conduit à une des plus belles expéricRcrs de la Physique. Il verse dans un creuset de platine rougi une oertaira*