SUR LES GAZ

I. — PBOPBIËTÉS GOMMUHES AUX UaUIDES ET AUX GAZ. — AÉROSTATS.

Nous avons montré précédemment : i** que les liquides sont extrêmement mobiles ; 2° qu'ils sont compressibles et élastiques. De ces deux propriétés fondamentales nous. avons déduit d'abord les hypothèses que l'on a faites pour expliquer leur constitution moléculaire et ensuite les lois de la transmission des pressions dans leur intérieur. Or ces propriétés se retrouvent dans les gaz. La mobilité de leurs molécules constitue en effet leur caractère le plus apparent, et leur compressibilité se constate par l'expérience suivante.

Prenons un cylindre de verre fermé par un bout, plaçons-le verticalement sur une table, engageons dans l'ouverture supérieure un piston terminé par une poignée, et chargeons-le d'un poids; ce piston s'enfonce dans l'intérieur d'autant plus profondément que leffort exercé est plus grand ; mais en même temps le gaz résiste de plus en plus à mesure qu'il se comprime davantage, et bientôt il fait équilibre aux poids. Il se détend ensuite et reprend son prej[nier volume, quand on rend la liberté au piston.

Les propriétés fondamentales des liquides, la mobilité, la compressibilité et l'élasticité , se retrouvant dans les gaz , nous sommes autorisés à en tirer les mêmes conséquences et à considérer ceux-ci comme formés de molécules non adhérentes, tenues à des distances égales, pouvant se rapprocher ou s'éloigner quand on augmente ou qu'on diminue la pression extérieure, se repoussant mutuellement et également dans tous les sens, réagissant enfin sur les parois des vases qui les renferment comme le font les molécules des liquides. De cette identité dans la constitution des deux classes de corps découlent nécessairement les mêmes propriétés, et nous pouvons les admettre sans en répéter la démonstration :

1** Un élément de surface au milieu d'un gaz ou sur la paroi du vase

sera soumis à des pressions normales, indépendantes de sa direction et du lieu qu'il occupe;

2" Si Ton comprime un gaz, feon volume diminue jusqu'au moment où la réaction élastique est devenue égale à la pression exercée; alors cette ' pression a été transmise également sur des surfaces planes égales, et proportionnellement à leur étendue si elles sont inégales.

Poids des gaz. — Les liquides avaient encore une autre propriété, celle d'être pesants ; Aous allons montrer par une expérience qu'il en est de même des gaz. Faisons le vide dans un ballon de verre de 5 à 10 litres de capacité, muni d'un robinet, et suspendons-le à une balance en l'équilibrant par une tare {fi^. 74)- Au moment où nous ouvrirons le robinet, nous

Fig. 7/1.

entendrons l'air rentrer en sifflant, nous verrons le ballon baisser, et le poids augmentera de l^^^93 par litre de capacité. L'air est donc pesant : tous les gaz le sont, et leur poids, comme celui des liquides, déterminera des pressions dans leur intérieur. Considérons en particulier l'atmosphère.

L'atmosphère est une masse d'air qui s'élève au-dessus du sol à une hauteur que l'on évalue approximativement à une trentaine de lieues; on la suppose terminée par une dernière couche de niveau sans pression. Elle partage le mouvement de rotation du globe et resterait relativement immobile par rapport aux objets terrestres, sans des variations de température qui produisent les vents et qui font à chaque moment varier son équilibre. Négligeons ces perturbations qui sont minimes, et considérons l'atmosphère comme une mer fluide en équilibre, couvrant la terre jusqu'à un niveau fixe. Décomposons-la en tranches horizontales minces : elles représenteront autant de pistons superposés qui pressent les uns sur les autres. Alors la pression s'accroît de haut en bas. Dans une couche quelconque, elle agit également sur toutes les surfaces égales, qu'elles soient horizontales, verticales ou inclinées, et sur chaque élément la pression sera égale au poids d'une colonne gazeuse qui aurait cet élément pour base et s'étendrait jusqu'à la limite de l'atmosphère. Elle doit être la môme dans les chambres qu'à l'air libre, et serait constante sans les variations d'équilibre que nous avons négligées.

Principe d'Ârchimède. — Les pressions exercées sur tous les éléments d'un corps plongé dans l'air se composeront en une résultante, la /wiissccy égale au poids du fluide déplacé et appliquée de bas en haut au centre de