CHAPITRE II. — DILATATION DE L'EAU

Voici, d'après M. Is. Pierre, les valeurs des constantes /y, ^, r, pour quelques liquides usuels :

Brome o,ooi o38 186 0,00000171138 0,000000 oo5 447

Alcool 0,001 048 G3o o»ooo 001 760 96 0,000 000 001 345

Étber 0,001 5i3 345 0,0 'O 001 359 18 0,000 000 040 o5i

Le coefficient de dilatation des liquides augmentant avec la température prend sa plus grande valeur quand on atteint Tébullition ; au delà, ces rorps changent d'état et éprouvent une dilatation subite et énorme en se vdporisant. Mais lorsqu'on empêche leur ébullition et qu'on les maintient' liquides par la pression, ils se dilatent encore plus que les gaz. Ce résultat intéressant a été constaté par M. Thilorier pour l'acide carbonique, et par M. Drion pour l'acide sulfureux et Téther chlorhydrique.

Dilatation de Teau. — Après cette étude générale, il est un liquide que nous devons examiner en particulier : c'est l'eau. Despretz en a étudié la 'iilatation par le procédé du thermomètre à tige, qui vient d'être exposé. Ilallstrom a opéré comme il suit :

Une sphère de verre creuse, suspendue au plateau d'une balance, est [>!ongée dans l'eau ; elle y perd un poids /^, c'est le poids de l'eau dépla- ^ét'. Il est égal à w/(i 4- /,) en désignant par v le volume de la sphère à zéro, et par fi la densité de l'eau à la température de l'expérience, et par ^ la dilatation cubique du verre. On a donc

ilallstrom arriva à cette conclusion remarquable que la densité de l'eau <<tmrocnce par augmenter quand la température s'élève jusqu'à 4 degrés •'environ, qu'alors elle reste un moment stationnaire, et prend ensuite une ntarche ascendante qui ne s'arrête plus. A 4 degrés, l'eau prend donc un nmimum de densité.

On sait que la densité d'un corps est égale au poids de l'unité de volume. Or, dans le système métrique, le poids de l'unité de volume d'eau pnsî à 4 degrés, c'est-à-dire la densité de l'eau à cette température, est ''^"dle à I. La densité maximum de l'eau est donc égale à 1.

l*our uDe masse déterminée d'eau, le produit du volume par la densité '•>t coDâlant à toute température. Soient r/ et 1 , <' et i les densiti*s et les •olumes à / degrés et à 4 degrés, on aura

vd =. i. I' = -.

lyi LIVUE II. — IVfc LA CHALErR.

Connaissant ef, celte formule permettra de calculer à toute température le volume d*une quantité d'eau qui à 4 degrés occupe un litre. Voici îi-^ nombres obtenus par Despretz :

yolumes relatifs de l*C(/u à dherscs températures.

1 ,000000 1 ,000 ooS

Fig. 144.

i.JJL

On voit que la dilatation de l'eau peut encore s'observer à de très-bajî^t^ températures. Despretz a trouvé, en effet, qu'elle i)ersiste à l'état liquide jusqu'à — ao degrés, dans un tube thermométrique purgé.

On peut constater le maximum de densité de Teau par Texpériencv suivante, imaginée autrefois par Tralles et Hope, et reprise ensuite par Despretz. Un vase fermé, plein d'eau à 10 degrés, et muni de quatre thermomètres alternes {Jig. i44)? ^t suspendu dans Tair pendant une

journée froide. Les molécules d'eau qui se refroidissent contre les parois deviennent plus lourdes ei tombent au fond, pendant que les plus chaudes remontent au sommet. Par suite les thermomètres vont baisser, le n° i rapidement, le n° 2 moins vite, et les n*" 3 et 4 très- lentement. Bientôt le premier atteindra 4 degrés, et il s'y maintiendra, puisque les molécule» qui l'entourent seront arrivées alors à leur densiu^ maxima ; puis l'effet qui s'était fait sentir sur le thermomètre n** I se transportera au n** 2, et successivement au n** 3 et au n** 4; i^s arriveront Tun après l'autre à 4 degrés. Mais le refroidissement continuant toujours, certaines parties du liquide deviennent plus légères, elles se meuvent de bas en haut. Le thermomètre n"" 4t qui avait été primitivement le dernier à atteindre 4 degrés, est maintenant le premier à baisser au-dessous de ce point et à se refroidir jusqu*à zéro. Ensuite les abaissements de température se transmettent du thermomètre supérieur à l'inférieur, comme ils se propageaient précédeo»mentde Tinférieur au supérieur.

Despretz a montré que les dissolutions salines offrent comme l'eau un maxinfium de densité , qui a lieu à une température inférieure à celle de leur congélation dans l'air. Ainsi, l'eau de mer, qui se congèle à — 1*^,9 à

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