‹ Quelques recherches sur la chaleur spécifiqueChapitre 3 sur 5 · QUI · texte numérisé non relu

QUI

Centimètres cubes

Moyenne . . .

Moyenne générale des deux séries d’

expériences =

Ainsi la chaleur spécifique à pression constante du gaz oléfiant, celle de T air étant prise pour unité, serait 1,5309. — Dulong trouve par sa méthode 1,531 ; notre résultat est donc parfaitement d’accord avec le sien. — De la Roche et Bérard avaient trouvé 1,553, nombre plus fort que celui de Dulong et que le nôtre.

Gaz acide carbonique.

Température ambiante = 11°, 5 C.

Refroidissement de 25° à 19°; T f — 6° ; 0f = 1310" ; Q" 760"; w — 13595,322 c. c.

Valeurs de :

Centimètres cubes.

Moyenne . . .

La chaleur spécifique à pression constante du gaz acide carbonique serait donc 1,222, celle de l'air étant prise pour unité; M. Dulong ne trouve que 1,175, et de la Roche et Bérard trouvent 1,258. Notre résultat serait donc exactement la moyenne des deux autres. — Toutefois nous serions tentés de croire que notre nombre est plutôt trop fort. — En effet, nous nous sommes aperçus que, malgré toutes les précautions que nous avions prises , une petite quantité de gaz acide carbonique était absorbée par beau des gazomètres. Il en résulte que

W' est trop petit et par conséquent — trop fort. — Nous avons

dès lors fait construire un appareil avec lequel cet inconvénient disparaîtra ; mais nous ne Lavons pas encore mis en expérience.

En opérant de la même manière sur Lazote, Loxigène et Lhydrogène , nous sommes arrivés à reconnaître que leur chaleur spécifique, sous le même volume et à pression constante, est la même et qu’elle est égale à celle de l’air. — Nous nous bornerons à rapporter une expérience ; elle est relative à l’hydrogène, celui des gaz pour lequel l’expérience est le plus difficile. En effet, la grande différence qui existe entre sa densité et celle de

l'air exige qu’on prenne beaucoup de précautions pour que, lorsqu’il circule, il ne chemine pas beaucoup plus vite que le courant d’air qui Fa précédé et avec lequel on doit comparer son effet refroidissant. — D'un autre côté, il ne faut pas que le courant d'hydrogène chemine trop lentement, car alors, en entrant dans le serpentin, il a déjà acquis une température plus élevée que la température ambiante par l'effet de la facilité avec laquelle il prend la chaleur aux corps qu'il touche, savoir, dans le cas dont il s'agit, aux extrémités mêmes du serpentin qui sortent du vase de cuivre.

La température ambiante était de 11°, 25 ; le thermomètre est descendu de 49°, 50 à 45°, c'est-à-dire de 4°, 50 dans l’intervalle de cinq minutes exactement , pendant que circulaient 7373,70 c. c. de gaz hydrogène . Une quantité exactement égale d'air atmosphérique a fait descendre, dans les mêmes circonstances, le thermomètre, dans cinq minutes, également de 50° à 45°,50, c'est-à-dire aussi de 4°, 50.*— Il fallait dix minutes , au lieu de cinq , pour que le même refroidissement eût lieu par le seul fait du rayonnement sans passage d'air ou d'hydrogène.

En faisant passer l'hydrogène moins vite, on lui trouve une chaleur spécifique inférieure à celle de l'air ; par exemple, s'il circule avec une vitesse telle qu’il en passe seulement 12500 c. c. dans 15 minutes, c'est-à-dire avec une vitesse environ moitié moindre que celle qu'il avait dans l’expérience précédente, la formule appliquée aux données fournies par l'expérience ne donne que 0,897 pour la chaleur spécifique de ce gaz à pression constante , celle de l'air étant prise pour unité.

Nous attendrons, pour rapporter les expériences que nous avons faites sur les autres gaz, de les avoir répétées avec des appareils plus parfaits ; nous pourrons y joindre les résultats des recherches que nous comptons faire avec ces appareils sur les gaz solubles dans l'eau. Notre projet est, en effet, de substituer le mercure à l'eau dans les gazomètres que nous faisons construire dans ce but.

Les détails dans lesquels nous venons d’entrer suffisent, nous l’espérons, pour montrer f’ exactitude du principe qui nous a déjà servi et qui doit nous servir encore de base dans nos recherches sur la chaleur spécifique des gaz.

Note B. — Détermination de la chaleur spécifique de

quelques corps solides.

Le procédé dont nous avons fait usage pour déterminer la chaleur spécifique des corps solides, est le meme que celui que MM. Dulong et Petit avaient employé dans leur dernier travail sur ce sujet (^Ànn. de Phys, et de Ch. T. X.) , et qui est fondé sur les lois du refroidissement. Nous avons cependant modifié ce procédé en quelques points , comme on peut le voir par les détails dans lesquels nous allons entrer.

Nous avons substitué un vase sphérique au vase cylindrique dans lequel Dulong et Petit renfermaient la substance à éprouver.— Cette substitution nous avait paru avantageuse en ce que sous le meme volume la matière de l’enveloppe pouvait avoir un poids beaucoup moindre, et en ce que la boule du thermomètre étant an centre de la substance qui se refroidissait, la température accusée par l’instrument était nécessairement mieux d’accord avec celle de la masse tout entière. — La sphère creuse dont nous avons fait usage était d’or, avait 12 millimètres de diamètre, et pesait 3 grammes.

La sphère d’or ayant la boule du thermomètre au centre, et remplie de la substance à éprouver, était ensuite placée ellemême au centre d’une sphère creuse en cuivre de 123 millimètres de diamètre, et noircie intérieurement. La tige du thermomètre traversait une boîte à cuir fixée à un disque qui formait la partie supérieure de la sphère en cuivre; cette partie pouvait se placer et s’ajuster facilement, de façon que, lorsqu’elle était en place, on faisait un très-bon vide dans l’intérieur de la

sphère en cuivre au moyen d un robinet placé dans sa pai tic inférieure. — On avait soin de chauffer d abord la spheic d or, et par conséquent la substance qu’elle renfermait, jusqu a 20 ou 25°, puis bon ajustait à la sphère de cuivre le disque qui la supportait ; on faisait ensuite le vide aussi parfait que possible dans cette dernière sphère , et on la plaçait aussitôt dans 1 intéiieui d’un gros baquet rempli de glace , de façon que , cette glace l’entourant de tout côté , la température de ses parois était constamment à 0°. On observait alors la vitesse de refroidissement pour les différentes substances dont on remplissait successivement la sphère d’or.

Nous avons toujours eu soin de réduire les substances solides en poudre impalpable avant de les introduire dans la sphère d’or, et de les y tasser aussi parfaitement que possible. — Quand cela nous a été possible, nous avons obtenu cet état de poudre impalpable, non par un procédé mécanique, mais par les moyens chimiques ; par exemple , pour plusieurs métaux , en

réduisant leurs oxides par l’hydrogène.

Les thermomètres dont nous avons fait usage avaient de foit petites boules ; et malgré cela leurs degrés étaient assez grands pour qu’au moyen d’une loupe nous pussions facilement apprécier les vingtièmes et meme dans quelques cas les cinquantièmes de degré. Du reste, comme notre procédé consistait a observer le temps plus ou moins long que la température restait a descendre du meme nombre de degrés clans chaque cas pas ticulier, il nous était surtout important d’établir la coïncidence exacte entre le sommet de la colonne thermométrique d une part, et d’autre part entre la division de l’échelle qui marquait le point de départ, et la division qui marquait le point d arrivée. Les divisions étaient indiquées au moyen de traits tiès-déliés; afin que la coïncidence fut plus facile à établir. Nous avons, en général, observé la vitesse de refroidissement de 1 5° à 5° C.

Pour déduire du résultat des observations la chaleur spécifique des substances renfermées dans la sphère d’or, d faut tenir

compte de la chaleur spécifique de ! enveloppe ^la sphère creuse eu or) , et de celle de la portion du thermomètre ( verre et mercure) qui est renfermée dans la sphère d’or. ~ Tantôt nous en avons tenu compte directement au moyen des chaleurs spécifiques connues de For, du verre et du mercure ; tantôt nous avons cherché à apprécier indirectement l'effet de ces substances étrangères en déterminant les vitesses de refroidissement de deux substances , telles que le cuivre et Félain , dont la chaleur spécifique a déjà été déterminée avec soin. Dans le piemier mode, il nous fallait couper la partie du thermomètre qui pénétrait dans la sphère d^or, en enleyer le mercure en brisant la boule, et peser séparément le verre et le mercure — - La substance qui nous a constamment servi de terme de comparaison est le cuivre , dont la chaleur spécifique rapportée à Feau est 0,095.

Voici maintenant la formule bien connue qui nous a servi à calculer nos résultats. — Soit c la chaleur spécifique cherchée de la substance, p son poids, c f la chaleur spécifique connue du cuivse, p son poids, M C le produit de la masse par la chaleur spécifique des substances étrangères (or, verre et mercure) ; soient t la durée exprimée en secondes du refroidissement d un certain nombre de degrés quand la sphère d^or est pleine de la substance dont la chaleur spécifique est c et le poids p t t la durée du refroidissement pour le meme nombre de dehlt$ ^uand ^ sphère d or est pleine de cuivre , on a i

MC +pc t MC'+pV ~ 7~y

équation d’où 1 on peut tirer MC, si l'on connaît c, et d’où 1 on peut tirer c, si 3 on connaît M C. Dans le premier cas on a :

et dans le second cas , on a :

(MC+/>V) -L—ml, P

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