PRINCIPES É L É M E N T A I R E S

de sucre plongé par une pointe clans un liquide, s’en trouve bientôt imprégné totalement; une mèche de coton attire de bas en haut l’huile d’une lampe , et l’intérieur de ccr ~ taines masses de pierres est souvent pénétré jusqu’à leur sommet par des liquides dont la source est placée à une grande profondeur.

Les physiciens se sont beaucoup exercés à rendre raison de ce phénomène, et même après Laplace qui en a donné la théorie la plus probable, il n’est pas facile d’en présenter à des élèves une explication nette et satisfaisante. Essayons le toutefois , et, pour plus de clarté , ramenons le phénomène à son fait le plus simple, qui est le suivant :

Lorsqu’on plonge dans l’eau un tube de quelques lignes de diamètre, ouvert par ses deux extrémités, l’eau s’élève au-dedans et au-dehors, en formant deux petites concavités dont les bords supérieurs coïncident avec deux anneaux du tube pris un peu au-dessus du niveau; mais si, pour faire la même expérience , on prend un tube capillaire ou d’une très-petite dimension, au moment de l’immersion l’eau s’élance dans l’intérieur , et demeure suspendue à une hauteur sensible au-dessus du même niveau.

Si l’on incline un tube capillaire et qu’on laisse tomber une goutte d’eau sur sa surface, du moment 011 cette goutte arrive à l’orifice inférieur du tube, on la voit s’élancer dans l’intérieur par cet orifice. Ces deux actions ont lien dans l’air aussi bien que dans le vide,

La loi générale du phénomène consiste « en ce qu’un même liquide s’élève, dans différents tubes homogènes, à

des hauteurs qui sont en raison inverse des diamètres de 'ces tubes. »

Si Ton pion ge le tube dans du mercure, le métal s’abaisse au-dessous du niveau , et sa surface prend une forme convexe; mais cet effet paraît dû à l’humidité adhérente h la surface du tube , car en faisant long-temps bouillir le mercure, on chasse entièrement l’humidité , et le métal s’élève au-dessus du niveau , comme les autres liquides.

Lorsqu’on enduit l’intérieur du tube d’une couche de matière grasse, le liquide s’abaisse au-dessous du niveau, et prend une surface convexe.

, 11 est donc évident que c’est le rapport des forces attractives du tube et du liquide qui détermine la concavité ou la convexité de la surface, et, par suite, l’élévation ou l’abaissement du fluide. Or, si une action quelconque a le pouvoir de changer la forme extérieure d’une surface, de la rendre concave ou convexe, elle rompt nécessairement l’équilibre avec les parties environnantes, et détermine dans cet endroit l’élévation ou l’abaissement du liquide. Or , il y a convexité lorsque le double de la force attractive du tube à l’égard du liquide est moindre que l’attraction du liquide pour lui-même. Si, au contraire, cette dernière est plus faible que le double de l’autre , il y a concavité. Dans les corps susceptibles d’être mouillés, l’attraction du tube pour le liquide détermine la formation d’une surface concave; quand cette attraction est plus faible que celle du liquide pour lui-même, la surface est convexe. Le liquide doit donc s’élever dans le premier cas, et s’abaisser dans le

PRIX C IPES KIJEM E N T A 1 RES

second, et c’est en effet ce qui a lieu. Enfin, à mesure que les diamètres des tubes diminuent, la courbure est plus prononcée, et ses effets sont d’autant plus marqués ; de là vient que l’élévation ou l’abaissement du liquide est en raison inverse du diamètre des tubes.

B. De l’eau a l’état de glace. Quand on expose une masse d’eau à une température assez basse pour la faire passer lentement à l’état solide, on voit naître à sa surface de petites aiguilles triangulaires qui se multiplient insensiblement, et finissent par ne plus former qu’un seul corps. L’eau ainsi solidifiée est de la glace. On a remarqué que ces aiguilles tendaient à se réunir sous un angle de 120 ou de 60 degrés ; aussi la neige tombe- 1 elle assez souvent sous la forme de petites étoiles à 6 rayons.

Une masse d’eau parfaitement tranquille peut descendre à une température au-dessous de zéro sans se congeler ; mais la moindre agitation du liquide détermine aussitôt la naissance d’une multitude de cristaux. Ce léger mouvement semble aider les particules cristallisables à se dégager d’entre celles qui opposent un obstacle à leur réunion. Un petit glaçon, placé dans une eau déjà au-dessous du degré de congélation, devient comme le centre d’une foule de particules qui tendent à se réunir et à se congeler.

Les substances qui altèrent la pureté de l’eau lui permettent de se congeler à un moindre abaissement de température. L’eau commune se congèle plus facilement après avoir bouilli, parce que, par l’effet de l’ébullition, elle laisse

dégager de l’air et précipiter les sels calcaires qu’elle contenait; l’eau distillée est donc celle qui se congèle à la température la plus basse.

Le volume de Feau subit différentes variations pendant qu’elle passe de l’état liquide à l’état de glace. Elle commence par se contracter de plus en plus en se refroidissant. Arrivée à un certain terme , elle reste stationnaire, puis elle se dilate de nouveau * en sorte qu’au moment de la congélation elle a acquis un vohune plus grand que lorsqu’elle était encore à Fétat liquide. Le poids spécifique de la glace est donc inférieur à celui de Feau très-froide ; aussi les glaçons surnagent-ils Feau qui les charrie.

Le maximum de condensation de Feau répond à peu près au quatrième degré de chaleur du thermomètre centigrade. Le phénomène delà dilatation de la glace explique la rupture des vases dans lesquels Feau se congèle, circonstance qui est favorisée, d’ailleurs, par la contraction que ces vases éprouvent en subissant un refroidissement graduel.

La plupart des liquides sont susceptibles de se congeler et de prendre, en se solidifiant, une configuration cristalline. Les huiles se figent à une température moins basse que la glace; le mercure n’éprouve la congélation qu’à un froid de 3a degrés au-dessous de zéro; enfin, la plupart des métaux, après avoir été fondus, subissent , en se refroidissant , une cristallisation régulière analogue à la congélation. Le soufre et d’autres corps simples présentent aussi le même phénomène.

1 5g> principes élémentaires ,

On peut donner lieu à de la glace artificielle en plongeant un vase rempli d’eau dans un mélange de différents sels et d’acides énergiques qui, en se fondant et en réagissant les

uns sur les autres , enlèvent aux corps environnants une

grande quantité de calorique. On a varié de plusieurs manières les formules de mélanges réfrigérants , ainsi que les procédés de congélation artificielle, et les sciences comme la médecine en ont fait leur profit.

De l’eau a l’état de vapeur. Lorsqu’au lieu d’enlever à l’eau du calorique pour la solidifier, on lui en ajoute, au contraire, de nouvelles quantités, elle s’échauffe et se dilate progressivement jusqu’au moment où sa température atteint le centième degré du thermomètre. Dès lors, la couche inférieure du liquide contenue dans le vase sous lequel agit le calorique, se vaporise , c’est-à-dire qu’elle occupe un espace infiniment plus considérable, et vient se répandre dans F air, où elle finit par disparaître. Mais comme pour arriver à la surface du liquide elle est obligée de le traverser entièrement de bas en haut, elle soulève brusquement les couches supérieures, et occasione dans toute la masse ce mouvement tumultueux auquel on donne le nom d'ébullition. Les couches inférieures du liquide qui sont les plus rapprochées delà source du calorique, continuent ainsi à se vaporiser jusqu’à ce que toute îa masse du liquide se trouve convertie en vapeur. Après s’être répandue et disrsipée au sein de l’air, si cette vapeur rencontre des corps dont la température soit plus basse que la sienne, elle leur cède une partie du calorique qui la tenait à l’état de fluide

élastique, et elle reprend aussitôt l’état liquide. (Test sur ce dernierphénomènequ’estfondéela théorie delà distillation*

Le volume de l’eau que l’on échauffe augmente graduellement jusqu’au terme de l’ébullition; mais arrivée à ce point, îa dilatation se développe d’une manière brusque et rapide; l’eau prend la forme de vapeur, et remplit aussitôt un espace 1728 fois plus grand que celui qu’elle occupait à l’état liquide, de telle manière que chaque pouce cube d’eau produit un pied cube de vapeur aqueuse.

Cette force expansive de la vapeur, qui est plus que double de celle de la poudre à canon, a reçu de nombreuses et importantes applications dans les arts. Bans ce qu'on appelle les machines à vapeur, par exemple, le mouvement a pour origine le jeu alternatif d’un piston qui s’élève et s’abaisse dans un corps de pompe. Il s’élève par Faction de la vapeur qui s’échappe d’une chaudière en communication avec le corps de pompe, et il retombe lorsqu’on introduit dans la meme capacité un blet d’eau froide qui ramène la vapeur à l’état liquide. On a mis à profit la chaleur de la vapeur d’eau pour échauffer des étuves, des séchoirs, des appartements, des ateliers. On s’en sert également dans les laboratoires pour hâter l’évaporation de certains liquides, sans Ses exposer à Faction d’une température trop élevée.

Lorsqu’un liquide est soumis à l’évaporation , la quantité des vapeurs qui se forment est proportionnelle à l’espace dans lequel elles se développent, ainsi qu’à leur température. Cette quantité est toujours la même dans