IO

io4

io5

3,oo5

32,4io

5 io,49

iÔa5, 98

93,3oi

ii5,7i

La force élastique de la vapeur étant ainsi connue pour toutes les températures où l’on peut avoir occasion de l’observer , M. Dalton a cherché à déterminer de la meme manière celle des vapeurs des autres liquides ; et , par des ex-

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périences ainsi faites sur l’éther sulfurique, l’alcool, l’ammoniac liquide , une dissolution de muriate de chaux , l’acide sulfurique et le mercure , il a découvert cette loi générale : que la variation de la force élastique de la vapeur , pour un même nombre n de degrés du thermomètre , est exactement la même pour tous les liquides , en partant de la température ou les forces élastiques sont égales. Ainsi, en supposant, par exemple , de l’eau et de l’éther liquides , soumis l’un et l’autre à une même pression de om,76, on trouve , par expérience , que l’eau bout à 100 degrés du thermomètre , tandis que l’éther bout à 39°. À ces températures , les forces élastiques des deux vapeurs sont par conséquent égales entre elles , et soutiennent également une pression de om,76. Maintenant , si l’on diminue chaque température de 10 degrés, ce qui amènera celle de l’eau à 90 , et celle de l’éther à 29 , on trouve que les forces élastiques des deux vapeurs sont encore égales , et qu’elles sont l’une et l’autre diminuées de ora, 23472 ) c’est-à-dire , qu’elles ne soutiennent plus que om, 52528 , ainsi que notre table l’indique pour la vapeur d’eau , io° au-dessous de son ébullition.

Autre exemple. L’étlier , dont se servait M. Dalton , bouillait à 38°, 888 sous une pression barométrique égale à ora, 75565. Il mouilla, avec cet éther , un tube barométrique rempli de mercure, en prenant toutes les précautions décrites plus haut. L’ayant ensuite renversé , et placé dans la cuvette, une petite couche d’éther s’éleva en peu de minutes sur le sommet de la colonne de mercure , et la hauteur de cette colonne devint enfin stationnaire à om,43i8. La température de l’air de la chambre était alors à i6°,666 , et le baromètre, au même instant , marquait om, 75565. On avait donc pour

cet éther :

Température. Force élastique.

ire. Expérience 53°, 888. omjj5565»

2e. Expérience 16 ,666 om,75565 — om,45i8=o, 32585»

Différ. des températures. 22,222.

Pour comparer ces résultats a ceux que donne la vapeur

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aqueuse , il faut d’abord chercher la température à laquelle celle-ci soutient 0,7 5565} et d’après notre table, on trouve que cela a lieu à la température de 99°,836. Ainsi , à cette température , la force élastique de la vapeur aqueuse égalait celle de l’éther dans la première expérience. La seconde expérience est faite à une température plus basse de 22°2 22 m} abaissons donc aussi de cette quantité la température 99,886, nous aurons 77,614* Si la loi est vraie , la force élastique des deux vapeurs , à cette dernière température , est encore égale. En effet , d’après notre table , celle de la vapeur aqueuse est alors exactement de om,3i87i au lieu de om, 32385 que l’observation de l’éther a donnés. L’erreur est de om,oo5i4* M. Dalton essaya de même cette loi pour diverses autres températures , soit au-dessous de l’ébullition, soit au-dessus, et il la trouva toujours exacte. Mais , comme la force élastique de l’éther devient très-considérable à de hautes températures , parce qu’elle est déjà très-forte à des températures basses, on conçoit qu’il fut obligé d’employer un baromètre à siphon , fig . 69. Cela lui donna même l’avantage de pouvoir vérifier la loi des forces élastiques de la vapeur aqueuse à des températures plus élevées qu’il n’avait pu le faire par l’expérience directe. Par exemple , en essayant ainsi la vapeur de l’éther à la température de 63°, 888 , il trouva qu’elle soutenait une colonne de mercure égale à om, 889, outre la pression atmosphérique qui était alors de om, 75565 • la force élastique de cette vapeur était donc alors i644mm>65. Pour la comparer à celle de la vapeur aqueuse , il faut partir de la température où cette dernière égale om,y5565 ) c’est 990, 836 , comme nous l’avons vu tout-à-l’heure. Il faut y ajouter l’augmentation de température éprouvée par la vapeur de l’éther depuis l’ébullition, c’est-à-dire 63°, 888— 38°888 ou 25° • ce qui donne 124°, 836$ cherchant donc , dans notre table , la force élastique de la vapeur de l’eau pour cette température , on la trouve égale à i66imm,82; au lieu de i644Iïira,65 que donne l’observation de l’éther. La différence n’est que de 1 7mm, 1 7 • et elle paraîtra bien petite , comparativement à la grande intensité de la force absolue

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si Ton songe à toutes les sources d’erreurs que comportent nécessairement de pareilles observations. Les expériences que fit M. Dalton sur l’alcool , l’ammoniac et la dissolution de muriate de chaux , confirmèrent également la loi précédente. Comme la méthode est la même , il est inutile d’entrer à cet égard dans aucun détail.

De là, il résulte que les liquides, qui bouillent à de trèshautes températures , doivent donner des vapeurs dont la force élastique est excessivement petite dans les températures ordinaires. Prenons pour exemple de l’acide sulfurique , qui soit tel , que sous une pression de onî,^6 il bouille à la température de 3oo degrés. Si l’on élève sa température jusqu’à 200 degrés, c’est-à-dire à ioo degrés au-dessous de son ébullition , sa vapeur aura la même tension que celle de l’eau à zéro , c’est-à-dire qu’elle sera de 5 millimètres. Mais si l’on ne porte cet acide qu’à la température de ioo degrés , la tension de sa vapeur sera la même que celle de la vapeur aqueuse à ioo degrés au-dessous de o , c’est-à-dire qu’elle sera absolument inappréciable. Les mêmes considérations s’appliquent également aux vapeurs du mercure qui ne bout qu’à la température de 349 degrés, et il en résulte que la tension de ces vapeurs , dans les températures ordinaires , doit aussi être excessivement petite. Elles ne peuvent donc produire dans le vide des tubes barométriques aucune élasticité sensible ni par conséquent aucune dépression dont il faille tenir compte. Les corps solides , qui ne se fondent , et qui ne bouillent qu’à des températures excessivement élevées, doivent par la même raison ne point produire de vapeurs sensibles dans le vide barométrique • aussi n’y exercent-ils aucune dépression. Cependant quelques-uns de ces corps, par exemple, l’étain, le plomb et le cuivre, exhalent des odeurs qui sont sensibles pour nos organes. Le camphre exhale aussi une odeur excessivement pénétrante ) cependant il ne produit qu’une tension insensible dans le vide à la température ordinaire. Mais si on le chauffe en approchant du tube un charbon ardent, ou l’environnant d'une enveloppe de tôle échauffée , sa vaporisation devient sensible , et la colonne de mercure s’abaisse d’une

BE-S VAPEURS DANS LE VIDE.’

quantité très-notable. Dès que l’on retire la cause écîiauffarqe, on voit presque aussitôt le mercure remonter dans le tube ; et la vapeur du camphre , reprenant l’état solide , se dépose sur les parois intérieures du tube sous la forme d’une fine poussière blanche.

Les affinités que les solides exercent sur certains liquides , se manifestent dans le vide en diminuant la tension de leurs vapeurs. Par exemple , l’eau dans laquelle on a fait dissoudre de la soude ou de la potasse , bout à une température plus élevée que l’eau pure. Ainsi, la vapeur de cette dissolution doit avoir dans le vide une tension moindre que celle de l’eau commune, à température égale j c’est aussi ce qui a lieu. Mais cette diminution de tension se fait même sentir sur la vapeur déjà formée. Lorsque l’on a introduit de l’eau pure sous un tube barométrique , et que l’on a bien exactement observé sa tension , si l’on y fait passer un petit morceau de soude , qui s’élève dans le mercure par sa seule légèreté , et va gagner la petite couche liquide dans laquelle il reste plongé entièrement , on voit presque aussitôt la tension de la vapeur décroître j et, au bouide quelques instans,elle se trouve réduite au degré qui convient à une eau chargée de soude. Cependant ^ il n’y a pas un atome de cette soude qui entre dans la vapeur,.* et les molécules de vapeurs élevées dans le haut du tube ne sont pas en contact avec elle directement. Quelle espèce de modification peuvent-elles donc éprouver, qui puisse diminuer ainsi leur force élastique?

On peut faire une réflexion semblable sur toutes les dissolutions salines. Presque toutes ces dissolutions bouillent à des températures plus élevées que l’eau pure • aussi, à température égale , la force élastique de leurs vapeurs est-elle moindre que celle de l’eau. Néanmoins, dans un cas comme dans l’autre, la vapeur qui s’élève n’est réellement que de la vapeur aqueuse , sans aucun atome de sels. Car si l’on poussait la vaporisation de ces dissolutions jusqu’à faire entièrement évaporer le liquide , les vapeurs se condenseraient toutes en eau distillée , et tout le poids du sel se retrouverait dans le résidu solide. Comment donc cette vapeur aqueuse , étant tqii- Tome L iG

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jours la même , peut-elle, à la même température , avoir de$ forces élastiques inégales?

Il faut nécessairement que cette inégalité tienne à la différence même des liquides sur lesquels elle repose , et à l’affinité inégale qu’ils exercent sur elle; car ces circonstances sont les seules qui ne soient pas les mêmes dans les différens cas que nous examinons. Ceci nous conduit donc à regarder les différentes couches qui composent la vapeur, comme s’appuyant mutuellement les unes sur les autres , en yertu de leur élasticité , jusqu’à la dernière, qui repose immédiatement sur le liquide. Celle-ci a nécessairement pour force élastique celle ayec laquelle le liquide tend à émettre des vapeurs, quelle que soit d’ailleurs la cause qui lui donne cette tendance et cette faculté. Si donc ce liquide est d’abord de l’eau pure , et qu’il vienne à changer dans sa constitution, de manière que sa tension s’affaiblisse, alors les couches de vapeurs qui reposent immédiatement sur sa surface, ou tout près de cette surface, seront plus comprimées par l’élasticité des couches supérieures , qu’elles ne seront soutenues par la tension du liquide. Elles devront donc se précipiter dans celui-ci, qui le3 réduira aussi en liquide par son affinité. Il en sera de même ensuite des couches qui seront au-dessus des premières, lorsqu’elles viendront à leur tour se mettre en contact avec le liquide , jusqu’à ce qu’enfm l’élasticité de la vapeur raréfiée soit devenue précisément égale à la tension du liquide , c’est-à-dire à la fore# avec laquelle il tend à émettre des vapeurs.

Ces considérations expliquent l’effet d’un appareil trèsingénieux , imaginé par M. Cay-Lussac, pour mesurer la tension de la vapeur aqueuse à des températures très-basses , et même fort inférieures au degré de la congélation. Il est composé d’un tube barométrique , dont l’extrémité supérieure est recourbée un peu au-dessous de l’horizontale , comme on le voit fig. 60. Une petite quantité d’eau , introduite avant de renverser ce tube, se vaporise en partie quand il est redressé; et abaisse le mercure d’une quantité déterminée par sa tension à la température extérieure. Il faut maintenant amener Gette vapeur aux températures assignées. Pour cela ,

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M. Gay-Lussac introduit l’extrémité supérieure C du tube dans une allonge remplie d’un mélange réfrigérant, au centre duquel est un thermomètre ; et il abaisse ainsi la température de cette partie. La vapeur qui s’y trouve perd de sa force élastique , se précipite , est aussitôt remplacée par une autre portion de vapeur qui se précipite de même , et ainsi de suite jusqu’à ce que toute l’eau, qui était restée liquide en H, se soit vaporisée complètement, et soit venue se déposer en C. Alors la portion qui conserve l’état de vapeur n’a plus que le degré de tension qui convient à la température de Cj et en appliquant ici le raisonnement dont nous faisions tout-à- Fheure usage , on voit qu’en général, dans un tube ainsi échauffé inégalement , le degré de tension auquel la vapeur peut se soutenir est déterminé par la température la plus faible. îl ne reste donc plus qu’à observer cette tension , en comparant la hauteur du mercure , dans le tube qui contient la vapeur, avec sa hauteur au même instant dans un baromètre parfaitement purgé d’air. Pour que ces mesures soient plus exactes, M. Gay-Lussac emploie une petite lunette horizontale, mobile verticalement, comme un curseur,, sur une échelle graduée , et munie intérieurement d’un micromètre ? dont il rend les fils tangens à la surface du mercure dans les deux tubes, fig. 61. Il a trouvé ainsi qu’à — I9°,59 du thermomètre centésimal la tension de la vapeur aqueuse est encore iram,353. Or , en la calculantpar notre table , on la trouve égaie à imm,3723 , c’est-à-dire , presque exactement la même; d’oii l’on voit que la loi conclue des expériences de M. Dalton sur l’eau à l’état liquide , s’applique encore , même à des températures beaucoup plus basses que celles de la congélation ; et ainsi la solidification de l’eau n’a absolument aucune influence sur la tension de sa vapeur; phénomène remarquable , et qui n’est pas une des moindres découvertes de l’ingénieux physicien que j’ai tout-à-l’heure cité.

J’indiquerai encore une autre disposition d’appareil trèsélégante et très- commode , que M. Gay-Lussac a pareillement imaginée, pour observer comparativement les tensions d® différens liquides à des températures parfaitement égales. Cet

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appareil est représenté Jlg. 62 $ il est composé d’un certain nombre de tubes barométriques , élevés sur la même cuvette? et rangés circulairement autour d’un même axe vertical. Une colonne divisée en millimètres, et munie d’un curseur C, s’élève parallèlement à leur direction. Un de ces tubes est un baromètre purgé d’air. Dans chacun des autres on introduit une petite quantité de liquides de nature différente , dont les tensions diverses abaissent les colonnes de mercure à diverses hauteurs. En faisant tourner ces tubes autour de la colonne verticale, on les amène successivement devant la division ' et , au moyen du curseur , on fixe la hauteur de la colonne de mercure qui s’y trouve renfermée. En faisant la même opération pour le tube vide d’air, on connaît la pression de l’atmosphère au même instant • et l’excès de la seconde mesure sur la première exprime la force élastique du liquide.

La tension des vapeurs peut encore s’observer commodément à toutes les températures , au moyen de l’appareil représenté fig. 63. C’est un ballon de verre , dont le col est fermé par une plaque munie d’un ou de plusieurs robinets , et traversée par le tube d’un baromètre à syphon , dont la branche ouverte se trouve ainsi exposée à la tension de l’air ou du gaz intérieur. O11 commence par faire le vide dans ce ballon , aussi bien qu’il est possible ) et l’on note la petite tension d’un ou deux millimètres, exercée sur le baromètre par l’air qu’on ne peut enlever ) puis on ferme la communication avec la machine , en tournant le robinet T, et l’on introduit le liquide. Pour cela, on se sert d’un double robinet désigné par RR' dans la figure. On ouvre d’abord Rf, R étant fermé: on verse le liquide dans l’espace RR' • puis on ferme R' , et on ouvre R. Alors le liquide se précipite dans le vide, et y produit instantanément la quantité de vapeurs qui convient à la température actuelle. La force élastique de cette vapeur se mesure , par l’élévation qu’elle produit dans le baromètre intérieur , et elle peut être variée à volonté , en plongeant le ballon dans un bain liquide plus ou moins échauffé.

Cet appareil se nomme un manomètre. On y emploie quelquefois des ballons d’un volume assez considérable ? pour pou-

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Voir y introduire des animaux, des plantes, ou en general les substances dont on veut observer les modifications et recueillir les produits. L’élévation ou la dépression du baromètre intérieur indique si les gaz contenus dans l’appareil ont augmenté ou diminué d’élasticité. Mais si outre cela , vous voulez connaître leur nature , vous n’avez qu’à remplacer le robinet Pd par un autre R", semblable , mais surmonté d’un tube T, que l’on remplit entièrement de mercure, en le renversant d’abord. On visse ce tube sur le robinet R , après avoir rempli de mercure l’intervalle qui les sépare. Cela fait , on ouvre R"; le mercure tombe par son poids dans le manomètre; il est remplacé par une quantité égale du mélange gazeux intérieur; il ne reste plus cju’à fermer R”, et à enlever le tube T , pour pouvoir soumettre ce mélange à toutes les expériences chimiques et physiques que l’on voudra se proposer.

La théorie de la formation et du ressort des vapeurs est, dans les arts , d’une application très-fréquente , et l’on en peut voir des exemples dans le Traité générai. Elle est, pour les recherches physiques , d’un usage continuel.