NATURE DES GAZ

Poids d’un centimètre cube en grammes, à la température de la glace fondante et, sous la pression ora76, observée à la latitude de 45°.

Air atmosphérique

O si gène

0, ooi43o53o

Azote

Hydrogène

0, oooogôloBS

Gaz acide carbonique.. .

Gaz hydrochiorique

Gaz ammoniaque

Vapeur d’eau. . ...»

G, OOoBlOsig

Si Ton voulait avoir le poids d’un litre de ces mêmes gaz j il faudrait multiplier par ïooo le nombre qui lui correspond, puisque le litre contient ïooo centimètres cubes. Le poids de la vapeur aqueuse rapporté dans ce tableau répond à une circonstance mathématique , puisque cette vapeur ne pourrait pas subsister à Tétât aériforme , à la température de la glace fondante , et sous la pression om,76; mais cette donnée est utile pour les calculs , parce qu’on peut partir de là comme d’un terme fixe pour calculer le poids d’un centimètre cube de cette vapeur à toute autre température et sous toute autre pression donnée, et réellement observée. Le calcul est absolument le même que pour un gaz sec , comme nous l’avons déjà fait remarquer pages 222 , 25o , 254-

Les tableaux ci-dessus montrent que beaucoup de substances aériformes sont moins pesantes que l’air atmosphérique à volume égal. Si Ton imagine un volume donné d’une de ces substances, par exemple, de gaz hydrogène , enferme dans une enveloppe sans pesanteur , etabandonné à lui-même dans i’aimospbère , il tendra à descendre par sen propre poids , mais il sera poussé en haut par une force égale au

ZfjQ PESANTEUR SPECIFIQUE

poids du volume d’air qu’iî déplace. Ainsi ce volume de gas s’élèvera dans l’air jusqu’à ce qu’il arrive dans des couches dont la densité soit moindre que la sienne. On pourra meme, en lui donnant de grandes dimensions , rendre sa force ascensionnelle assez grande pour enlever une enveloppe pesante, et même une nacelle et des hommes. Tel est le principe des ballons aérostatiques, dont l’invention , l’une des plus belles du dix-huitième siècle , est due à Montgolfier.

Le premier ballon fut lancé par Montgolfier et son frère , à Annonay , en 1783. Il était sphérique , et avait 1 10 pieds de circonférence. L’enveloppe était de papier, et la substance aériforme employée était l’air atmosphérique lui-même , dilaté par la chaleur d’un fourneau placé sous l’orifice inférieur du ballon. Il s’éleva à la hauteur de mille toises.

Bientôt l’expérience fut répétée à Paris * des hommes hardis osèrent monter dans une frêle nacelle, et entretenir eux-

mêmes le feu qui servait à les élever. Jusque-là le ballon était retenu par des cordes. Enfin Pilaire Desrosiers et Darlandes partirent à ballon perdu , et parcoururent endix-sept minutes une distance de quatre mille toises.

Ce genre de ballon , appelé Montgolfière , du nom de son inventeur, étaitd’un maniement dangereux et difficile^ dangereux, parce que le feu entretenu dans la nacelle pouvait se communiquer à la nacelle elle-même, ou aux parois du ballon • difficile , par la nécessité d’augmenter le feu quand on voulait s’élever, de le diminuer quand on voulait descendre, opérations qui , par leur nature , ne peuvent pas être réglées exactement.

M. Charles eut l’heureuse idée d’employer pour Substance aériforme le gaz hydrogène, dont la densité , n’étant qu’en—

viron de celle de l’air atmosphérique , devait donner une

force ascensionnelle considérable, et toujours constante , sans qu’il fut besoin d’aucun travail pour l’entretenir. La difficulté était de trouver une enveloppe qui fut peu pesante , et pourtant imperméable à ce gaz. Après diverses expériences , M. Charles choisit le taffetas enduit d’un vernis fait avec la gemme élastique dissoute à chaud dans l’huile de térében-

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st8r

tîiine. Ce procédé réussit parfaitement j MM. Charles et llo« hert s’élevèrent àinsi les premiers aux Tuileries clans un aérostat de vingt-six pieds de diamètre, et parcoururent en peu de minutes un espace de neuf lieues. Alors Robert descendit, et M. Charles, resté seul dans la nacelle , s’éleva de nouveau dans les airs avec la rapidité d’une flèche , jusqu’à la hauteur de dix-sept cent cinquante toises.

Dans les ballons à gaz hydrogène, le voyageur modère à son gré sa hauteur. Pour cela, il emporte avec lui quelques sacs remplis de sable. Veut-il s’élever , il jette une partie de ce sable , et devient plus léger. Veut-il descendre, il laisse échapper unepetite quantité du gaz que son aérostat renferme , et il devient plus lourd. Pour faciliter cette manœuvre , le sommet du ballon est muni d’une soupape cpii s’ouvre par le moyen d’une corde , dont l’extrémité pend dans la nacelle. Cette corde est le salut du voyageur • car s’il ne pouvait ouvrir sa soupape , il serait le jouet de son ballon , et courrait le danger de le voir s’élever à des hauteurs oh il crèverait par la dilatation du gaz. Il faut donc s’assurer soi-même que cette corde est forte, bien attachée à la soupape , et qu’elle l’ouvre et la ferme facilement. Il est même prudent, pour plus de sûreté , d’avoir deux cordes pareilles , attachées à la même soupape.

De plus , à quelque hauteur que l’on désire s’élever , il ne faut jamais se défaire de tout son lest * car lorsqu’on a ouvert la soupape pour redescendre , le ballon, devenu plus lourd , descend en effet par l’excès de son poids , et descend comme un corps pesant. 11 n’est retardé dans sa chute que par la résistance de l’air. Si on l’abandonne à lui-même, il acquiert ainsi une vitesse qui devient très-dangereuse quand on arrive à heurter la terre. C’est ce choc qu’il faut prévenir en jetant d’avance et peu à peu le lest que l’on a conservé. La diminution successive de poids compense alors en partie l’accélération delà pesanteur, étions amène doucement vers la terre , ou même vous permet de vous arrêter à une petite distance de sa surface , si le lieu où l’aérostat descend vous semble offrir quelque danger.

îS2 PESANTEUR SPÉCIFIQUE

Au moment oiiFon part, il est inutile et même dangereux d’enfler entièrement l’aérostat j car à mesure que l’on s’élève dans l’atmosphère, 011 arrive dans des couches d’air où la pression est moindre qu’à la surface de la terre. En conséquence. Je gaz contenu dans l’aérostat se dilate ; et si le ballon en était gonflé d’abord, il serait nécessaire de le faire sortir. Au lieu de cela, supposez que le ballon , à la surface de la terre , ne soit qu’à moitié rempli , et que cependant il ait une force ascensionnelle suffisante pour vous enlever avec votre nacelle et tout ce qu’elle contient. A mesure que vous vouséleverez, Je gaz intérieur se dilatera pour se mettre à la même pression que l’air extérieur. Celui-ci devient à la vérité moins lourd ’9 mais le volume de votre ballon augmente précisément dans le même rapport, et compense ainsi cette diminution ) par conséquent votre force ascensionnelle dans cet air raréfié est encore la même qu’à l’instant du départ. Elle ne sera pas non plus altérée par la diminution de température qui se fait sentir à mesure qu’011 s’élève, puisque tous les gaz se dilatent également , et qu’ainsi l’effet sera le même sur le gaz contenu dans le ballon et sur l’air atmosphérique qui l’environne , en supposant leur température la même.

Cette remarque , sur l’inutilité de gonfler les ballons en partant, a été faite pour la première fois par M. Charles , et nous en avons profité dans le voyage aérostatique que nous avons fait, M. Gay-Lussac et moi , pour des recherches de physique dont je parlerai plus tard. Notre force ascensionnelle , au moment du départ , était très-faible* seulement celle qu’il fallait pour nous enlever avec nos instrumens. On la mesurait par le moyen d’une romaine placée sous la nacelle, et attachée à terre. Nous prîmes du lest ce qu’il en fallait pour l’amener d’abord au degré que nous avions projeté , et qui était , je crois , d’un kilogramme. Alors nous nous .«abandonnâmes a cette force qui nous éleva lentement jusqu’à 4000 mètres de hauteur. Une seconde ascension , faite avec le même ballon , par M. Gay-Lussac seul, l’éleva à la hauteur de 7000 mètres , la plus grande à laquelle l’homme soit jamais parvenu.

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L’aérostat âgaz hydrogène est aujourd’hui le seul en usage. Quelques modifications que l’on a essayé d’y faire , n’ont pas été heureuses. Pilatre Desrosiers voulut , on ne sait pourquoi , combiner moyen avec celui de l’air dilaté par le feu. Il employait deux ballons placés l’un au-dessus de l’autre , dont le supérieur était rempli de gaz hydrogène , et l’inférieur d’air atmosphérique échauffé. C’était établir un fourneau sous un magasin à poudre. Pilatre Desrosiers a péri victime de son invention. Un autre physicien italien , Zambeccari , est mort aussi après plusieurs tentatives constamment malheureuses. Malgré ces funestes exemples , on peut être assuré qu’en observant soigneusement le petit nombre de précautions que j’ai tout-à-1’ heure expliquées , les voyages aérostatiques n’offrent plus absolument aucun danger aujourd’hui.

CHAPIT R E XIX.

Mesure de la Pesanteur spécifique des Liquides.

Pour déterminer le poids spécifique des liquides, de même que celui de tous les autres corps , il faut peser deux volumes égaux d’eau et de liquide , réduire ces poids , au vide , à la température du maximum de condensation de l’eau , et les diviser l’un par l’autre.

Pour obtenir l’égalité des volumes , on se sert d’un flacon bouché à l’émeri , et on le remplit successivement d’eau et de liquide. On commence par déterminer exactement le poids du flacon vide , par la méthode des doubles pesées. Ensuite, on le pèse de même plein d’eau distillée, prise à une température connue ; et , retranchant le premier poids du second , on a le poids apparent E de l’eau que le flacon contient à cette température. Alors on le remplit du liquide que l’on veut examiner, et dont on observe aussi exactement la température. On détermine de la même manière le poids apparent L du volume de ce liquide qui est renfermé dans le flacon. Avec ces données et les lois de la dilatation du liquide observé , on peut Calculer son poids spécifique.

2ü.{ PESANTEUR SPECIFIQUE

D’abord rien ne serait plus facile à faire , si l’on voulait négliger toutes les réductions • c’est-à-dire , si l’on voulait employer directement les deux pesées , comme si elles étaient faites dans le vide et à la température du maximum de condensation 'y car alors le rapport serait la pesanteur spéci-

fi que. Ainsi en supposant , par exemple , cpie le liquide observé fût de l’éther , et que le flacon en contînt 898,184 , tandis qu’il contiendrait 5og,3 d’eau, la pesanteur spécifique de cet éther serait ou 0,779. C’est ce que Ton fait

ordinairement. Mais il est évident que cette manière d’opérer n’est qu’une approximation , qui ne saurait être employée dans des recherches délicates.

Pour parvenir à la véritable pesanteur spécifique , par la voie la plus simple et la plus directe , il faut regarder la pesée de l’eau , faite dans le flacon , comme servant uniquement à calculer sa capacité * après quoi la seconde pesée donnera le poids d’un centimètre cube du liquide pour une température quelconque. Si l’on veut en conclure sa pesanteur spécifique, il n’y aura qu’à réduire ce poids, par le calcul, la températ ure du maximum de condensation de l’eau. J’ai donné dans le Traité général toutes les formules nécessaires pour ces réductions. En les appliquant à des pesées très-exactes de l’eau , du mercure et de l’air atmosphérique , j’en ai déduit les résultats suivans qui sont d’une application fréquente.

Poids d’un centimètre cube de mercure à o° . . 188,597190 Rapport des poids du mercure et de l’eau à

volume égal, et à la température de o°. . . . 13,598207 Rapport du poids du mercure à celui de l’air atmosphérique sec, sous la pression de om,7b et

à la température de o° 10466,83

Si l’on voulait obtenir les poids d’un centimètre cube des mêmes substances pour une autre température que o°, il faudrait réduire ces évaluations proportionnellement aux dilatations de chaque substance. Nous avons déjà donné celles de l’air et du mercure. qui sont sensiblement cons-