I 5 A PRINCIPES ÉLÉMENTAIRES
un espace déterminé , que cet espace soit vide , rempli d’air, ou d’un gaz quelconque; mais elle est d’autant plus grande que la température est plus élevée; toutefois la production est plus rapide dans le vide que dans l’air. On peut conclure de ces données : i° que dans un espace circonscrit et saturé de vapeurs, l’évaporation n’est plus possible; ü° que dans une atmosphère limitée et non saturée de vapeurs, l’évaporation continue jusqu’à ce que cette atmosphère soit saturée; 5° que, dans un espace illimité, à l’air libre, par exemple, l’évaporation est d’autant plus prompte que l’atmosphère est moins saturée de vapeurs, que la température est plus élevée, et que l’air est plus fréquemment renouvelé.
§ 5. Des fluides aérïformes et de l’air atmosphérique. De même que l’eau représente les principales propriétés des autres liquides , l’air atmosphérique est comme le type des propriétés que l’on remarque dans les autres fluides aérilormes. Nous avons dit que, parmi ces corps, les uns redevenaient fluides, quand on les soumettait à une température très-basse ou à une pression considérable, et que d’autres, les gaz proprement dits, conservaient leur état uniforme , quelles que soient la température ou la pression qu’ils pouvaient subir. L’air que nous respirons et qui remplit l’atmosphère est au nombre de ces derniers; et toutefois ce n’est point un corps simple, mais le résultat du mélange , dans des proportions fixes , de deux autres gaz permanents comme lui : foxigène et l’azote.
L’air est un fluide très-léger, transparent, ou plutôt invisible, très-élastique, susceptible de se dilater et de se contracter considérablement sous l’influence de diverses températures. Son poids spécifique est h celui de l’eau comme i est à 770; mais quelle que soit sa légèreté, il est évident qu’une colonne d’air extrêmement élevée doit avoir un poids considérable. Aussi, la masse de l oir atmosphérique qui pèse sur la surface du globe peut-elle faire équilibre à une colonne d’eau qui aurait 52 pieds d’élévation, ou bien à une colonne de mercure qui s’élèverait h 28 pouces.
C’est sur cette dernière circonstance qn’est fondée la construction du Baromètre. Cet instrument a pour objet de déterminer la densité de l’air; or, cette densité, comme celle de tous les fluides, varie suivant la température, la pression, mais surtout en raison delà quantité de vapeurs aqueuses dont l’air peut se trouver chargé. Aussi, selon que cette densité croît ou diminue, la masse de l’air peut faire équilibre à une colonne de mercure plus ou moins élevée. Le baromètre est formé d’un tube vertical de 3o pouces au moins, fermé par un bout, et que Ton remplit de mercure parfaitement privé d’air par î’ébnïïition. On renverse le tube en tenant le doigt appliqué sur
Forifîce ouvert , et on le plonge, par le même côté , dans une cuvette aussi remplie de mercure, mais en contact avec l’air extérieur; puis on retire le doigt. Si aucune pression ne s’exercait sur la surface de la cuvette, le mercure contenu dans le tube s’en écoulerait entièrement , en
î 54 PRINCIPES ÉLÉMENTAIRES
vérin des lois de la pesanteur. Loin de là , le métal descend un peu, mais s’arrête h une hauteur toujours a peu près la même, c’est-à-dire à 28 pouces environ au-dessus de la surface du mercure contenu dans la cuvette. O11 en conclut que le poids ou la pesanteur de l’air , sur cette surface, fait équilibre au poids de la colonne de mercure. Mais comme cette pression varie avec la densité de l’air, la hauteur de la colonne varie de la même manière, et ces variations donnent la mesure des modifications qu’éprouve la densité de l’air par FefFet des circonstances dont noos avons parlé.
On se sert aussi du baromètre pour apprécier la hauteur de certains points élevés du globe. Il est évident que plus on s’élève dans 1 atmosphère , moins les couches d’air qui la composent sont nombreuses; par conséquent, elles exercent une moindre pression sur la surface du mercure , et la colonne de ce liquide , destinée à leur faire faire équilibre, doit être d’autant moins élevée. Si donc on prend pour base le niveau de la mer ou d’une rivière quelconque , et , après avoir reconnu la hauteur du baromètre à ce point , si l’on transporte Finstrument sur une montagne, le mercure aura descendu dans le tube , et son abaissement sera à la hauteur de la montagne comme la densité du mercure est à celle de F air atmosphérique.
Le phénomène de F ascension de l’eau dans les corps de pompe est encore le 'résultat du même principe , c’est-à-dire, de l’équilibre des liquides, balancés par la pression de l’air; mais, pour en faire comprendre li.
Dû PHARMACEUTIQUE,
théorie, il faut dire un mot du vide, et, par conséquent, de la machine pneumatique.
La Machine pneumatique est l’instrument dont on se sert pour faire le vide, c'est-à-dire, pour priver d’air un récipient ou une capacité quelconque. Cette machine est composée de deux cylindres verticaux, dans lesquels deux pistons se meuvent alternativement au moyen d’une roue dentée et d’une manivelle. Chaque cylindre a pour base une soupape qui s’ouvre de dehors en dedans , et qui , par f ascension du piston, ouvre une communication entre 1 intérieur du cylindre et un canal qui est commun aux deux corps de pompe. Ce canal est muni d’un robinet qui peut l’intercepter à volonté. À son extrémité, on a soudé une platine circulaire horizontale. C’est sur cette platine que Ton place les cloches ou récipients que l’on veut purger d’air, ce qui s’exécute en faisant monter l’un des pistons. Chaque cylindre est encore pourvu d’une seconde soupape, placée latéralement près de sa base, et qui s’ouvre de dedans en dehors. An moment où l’un des pistons s’élève, la soupape de la base s’ouvre et permet à l’air contenu dans le récipient de venir occuper la capacité du cylindre. En même temps, l’air extérieur presse sur la soupape latérale et la tient fermée. Mais si l’on
abaisse le piston, la soupape latérale s’ouvre pour donner issue à l’air contenu dans le cylindre , tandis que celle de la base, pressée par rabaissement du piston, ferme la communication du cylindre avec le récipient. Le jeu des deux pistons étant alternatif, chaque coup de manivelle
rr zi.
enlève du récipient une quantité d’air égale à la capacité du cylindre. Le robinet reste ouvert pendant l’expérience, pour donner passage à l’air qui doit sortir du récipient ; on le ferme, à la fin, pour maintenir le vide qui s’est opéré.
Toutes les Pompes peuvent se rapporter à trois espèces : la pompe aspirante , la pompe foutante et la pompe composée. Dans la pompe aspirante, le piston, en s’élevant, tend à faire le vide dans le corps de pompe ; mais l’eau dans laquelle celui-ci plonge , pressée par l’air extérieur, s’élève dans le tube , en même temps que le piston soulève le poids de Fair qui lui faisait équilibre. Toutefois , l’élévation de Feau dans les corps de pompe ne peut dépasser la hauteur de 3a pieds, car à ce point le poids de la colonne d’eau égale le poids de l’atmosphère, et Féquilibre s’établit.
Dans la pompe foulante , Feau s’introduit dans le corps de pompe par une soupape qui s’ouvre de dehors en dedans Ix masure que le piston s’élève et fait le vide. Une fois le corps de pompe rempli d’eau, on refoule le piston, dont la pression ferme la première soupape et force le liquide à s’écouler par une deuxième soupape qui s’ouvre de dedans en dehors, et qui communique avec le réservoir.
La pompe composée réunit les deux systèmes précédents , ainsi que leurs effets. Le jeu des unes et des autres est alternatif; mais si l’on combine Faction du piston et la force élastique d’une masse d’air comprimée, on peut obtenir un jet continu , comme cela arrive dans les pompes à incendie.
DE PHARMACEUTIQUE. 3 5y
Le Siphon , que Ton emploie fréquemment dans les laboratoires pour décanter un liquide , sans déplacer le vase qui le contient, est également fondé sur les effets combinés du vide et de la pression de l’air. Cet instrument n’est autre chose qu’un tube recourbé en angle aigu, dont l’une des branches est plus longue que l’autre. On fait plonger dans le liquide la branche la plus courte, et l’on fait le vide dans la plus longue, au moyen d’un piston ordinaire ou de la succion. Le liquide remplit aussitôt l’instrument. Si les deux branches étaient égales, l’air pressant également des deux parts , rien ne s’écoulerait; mais le liquide qui existe dans la grande branche , au-dessous du niveau , rompt l’équilibre ; il tombe , et en s’écoulant il fait le vide dans la partie du tube qu’il abandonne. Ce vide est aussitôt rempli par le liquide supérieur * et ainsi de suite, jusqu’il ce que tout le liquide soit écoulé, ou que l’on fasse rentrer Fair par l’une des deux branches, en la sou levant.
Les fontaines de compression , les fontaines intermittentes, les fusils h vent, les soufflets et une foule d’autres instruments, sont fondés sur la propriété élastique de Fair ou sur les effets de la pression atmosphérique.
Revenons maintenant sur quelques points de la théorie des vapeurs. Nous avons dit, en parlant de l’ébullition, que Faction du calorique, pour convertir un liquide en fluide élastique , était balancée par la pression de l’atmosphère , en sorte que l’ébullition n’avait lieu que lorsque la tension élastique de la vapeur remportait sur la près-
i 5 8 pm n ciPiis û h k M k n t a i i\ e s
n ion de l’air extérieur. Mais si l’on diminue cette pression , soit à l’aide de la machine pneumatique, soit en se plaçant sur une haute montagne, l’ébullition aura lieu à une température beaucoup plus basse. Si, au contraire, on augmente la pression moyenne de l’atmosphère , l’eau continuera à s’échauffer au-delà du terme ordinaire de l’ébullition , jusqu’à ce que la force expansive du calorique devienne capable de surmonter l’obstacle qui lui résiste. C’est d’après ce principe qu’est construite la Marmite de Papin, Le couvercle de celte machine est arrêté par une forte vis de pression qui empêche la vapeur de s’échapper. La chaleur qui se produit ainsi par raccumulation forcée du calorique est si forte , que l’eau devient capable, non-seulementde dissoudre les os, mais encore de mettre en fusion certains métaux.
Les divers liquides, d’ailleurs, n’entrent pas en ébullition au même degré de température. Toutes circonstances
égales, et sous une pression moyenne, l’eau bout à 100 degrés , l’alcool pur à 78 , et l’éther sulfurique à 55. Mais ces termes peuvent être encore modifiés selon la nature des vases que l’on emploie, et selon la plus ou moins grande pureté des liquides. Car, de même que la densité de l’eau, augmentée par les sels que l’on y fait dissoudre, lui permet de se congeler à une température moins basse , la même circonstance peut retarder aussi le terme où ce liquide entrera en ébullition.
Lorsque, par la diminution du calorique, l’ébullition
de î’eau s’arrête, l’évaporation continue, mais par degrés
décroissants; et comme alors la vapeur emprunte à l’eau elle-même le calorique nécessaire à sa formation , cette circonstance détermine un abaissement continuel de température, même dans les corps environnants. C’est ainsi qu’une goutte d’alcool ou d’éther versée sur la main fait éprouver la sensation du froid en s’évaporant , et qu’un thermomètre dont on a plongé la boule dans de l’éther, éprouve un abaissement rapide quand on l’agite dans l’air, pour faciliter l’évaporation du liquide éthéré.
Une masse d’eau étant exposée à l’air libre, il se forme donc, à toutes les températures, une certaine quantité de vapeur aqueuse qui s’élève dans l’air et s’y mêle à la faveur des nombreux interstices qui existent entre les particules de ce fluide. Cette vapeur ne diffère nullement de celle qui est produite par l’ébullition, ou qui se développe dans le vide à une température quelconque.
La tendance de l’eau à se réduire en vapeur à se mettre en équilibre avec les corps environnants, a la plus grande analogie avec celle qui caractérise le calorique, ou plutôt elle n’est qu’une conséquence de l’expansibilité de ce fluide. Or, à mesure que la vapeur d’eau répandue dans l’air rencontre des corps d’une température moins élevée que la sienne , elle leur cède une partie de son calorique et redevient liquide, en imprégnant ces corps de ce qu’on nomme humidité . On a trouvé dans cette propriété le moyen de mesurer la quantité d’eau répandue dans l’atmosphère, ce qui constitue l'Hygrométrie.
Ü hygromètre est l’instrument dont on se sert à cet effet».
i/}0 PRINCIPES ÉLÉMENTAIRES
Il est fondé sur la propriété qu’ont certains corps trèsavides d’eau , de se dilater ou de se contracter , suivant qu’ils sont mouillés ou privés d’eau par la dessiccation. L’hygromètre de Saussure a pour pièce principale un cheveu, d’abord lavé convenablement , puis desséché à l’air. On sait que l’humidité allonge un cheveu et que le dessèchement le raccourcit. On attache l’un des bouts de ce cheveu à un point fixe, et l’autre à la circonférence d’un petit cylindre mobile qui porte une aiguille à l’une de ses extrémités. Le cheveu est tendu par un contrepoids suspendu à un fil de soie roulé loi-même, mais en sens contraire, autour du cylindre. Le cheveu, en s’allongeant ou en se raccourcissant , fait tourner le cylindre, et par suite la petite aiguille, dont la marche se mesure à l’aide d’un cadran. Le moindre changement dans la longueur du cheveu est ainsi visiblement apprécié. L’instrument marche entre deux points fixes: l’un est I humidité extrême, point de saturation au-delà duquel le cheveu n’en peut plus admettre; et l’autre la sécheresse absolue. L’échelle qui sépare ces deux termes est divisée en cent degrés.
Un grand nombre de corps , tels que le parchemin , la baleine, les cordes à boyaux, etc., peuvent servir d’hygromètre. Cet instrument concourt avec le thermomètre et le baromètre dans les observations météorologiques.
La Météorologie est cette autre branche de la physique qui s’occupe de tous les grands phénomènes qui se passent au sein de l’atmosphère. On appelle météores les corps qui, suspendus ou mis en mouvement dans ce vaste espace ,