C. R., 1898, I" Semestre. {T. CXXVI, N

réputés permanents. Sa méthode, aussi neuve qu'originale, consistait à refroidir brusquement le gaz, par sa propre détente, après l'avoir comprimé à une pression plus ou moins élevée.

» ISous connaissons aujourd'hui la condition essentielle pour liquéfier un gaz quelconque : il suffit d'abaisser sa température au-dessous de la température critique qui lui est propre. Tant que cette condition n'est pas réalisée, aucune pression, si grande soit-elle, ne peut amener la liquéfaction.

» Pour liquéfier l'air il faut d'abord abaisser sa température à — i4o°; cela fait, une pression inférieure à 4o atmosphères permet de l'obtenir à l'état liquide. Si l'on veut l'obtenir à une pression encore plus faible, à la pression atmosphérique, par exemple, de manière à l'avoir en vase ouvert, il faudra abaisser la température jusqu'à — 191°.

» Ces notions, qui nous paraissent aujourd'hui si simples, n'ont pu se faire jour que peu à peu et c'est grâce à elles que la liquéfaction de l'air atmosphérique a cessé d'être une curiosité de laboratoire pour devenir une opération industrielle entre les mains de M. Linde.

>) Dans l'expérience de M. Cailletet, la masse gazeuse détendue étant très limitée, et la détente n'amenant qu'un refroidissement momentané, la liquéfaction ne persistait que quelques instants, juste le temps matériel de la constater. Ce refroidissement était seulement dynamique, c'est-à-dire essentiellement transitoire. Pour obtenir le gaz liquéfié d'une façon stable, à l'état statique, il fallait le refroidir au-dessous de la température critique. C'est également notre Confrère, M. Cailletet, qui indiqua le moyen d'obtenir ce refroidissement en plongeant le récipient contenant le gaz comprimé dans l'éthylène liquide, qui bout à — loS". Cet abaissement de température n'étant pas encore suffisant pour atteindre le point critique de l'oxygène — iiS", M. Cailletet suggéra l'idée de descendre plus bas en évaporant l'éthylène liquéfié dans le vide comme Faraday l'avait fait pour le protoxyde d'azote.

M Cette expérience définitive, qui permit d'obtenir liquides à l'état 5?«tique l'oxygène, l'azote et l'oxyde de carbone, fut réalisée seulement en i883 par MM. Wroblewski et Olszewski qui, en perfectionnant les appareils de M. Cailletet, atteignirent la température de - iSg", au moyen de l'éthylène liquide évaporé dans le vide. C'est en évaporant également dans le vide des corps de plus en plus volatils : acide carbonique, éthylène, oxygène, que les physiciens, et tout particulièrement M. Olszewski, ont pu nous faire connaître les propriétés des gaz liquéfiés.

( iC)85 )

» M. James Dewar, depuis l'année 1884, en suivant la même voie, el en perfectionnant les appareils, a obtenu des niasses de gaz liquéfiés incomparablement plus grandes que ses devanciers, puisque, comme il le dit luimême, il a pu recueillir l'oxygène liquide par pinles et réaliser ainsi les belles expériences que l'Académie connaît.

» En somme, les appareils graduellement perfectionnés par MM. Cailletet, OIszewski et Dewar, se composent de trois machines à froid par évaporation, employant des liquides de plus en plus volatils : acide carbonique, éthylène, oxygène. On comprend sans peine, comme le fait remarquer iM. I.inde, que l'installation et l'exploitation de pareilles machines entraînent des frais et des difficultés qui s'opposent à leur emploi dans l'industrie.

» Pour arriver à obtenir ce refroidissement, qui est la condition nécessaire et suffisante pour liquéfier un gaz quelconque, M. Linde a repris le principe si fécond de la détente, imaginé par M. Cailletet, en rendant cette détente continue, si je peux m'exprinier ainsi, et en usant d'artifices des plus ingénieux.

1) Cet appareil à liquéfier l'air a ceci d'extrêmement remarquable qu'il n'emploie aucun agent réfrigérant autre que l'air lui-même, et (^ue tout le mécanisme se réduit à une pompe qui comprime cet air et à un serpentin où il se détend de façon continue par la manœuvre d'un simple robinet.

» Mais, pour arriver à ce résultat, M. Linde a dû révoquer en doute un axiome admis par tous les physiciens, à savoir qu'une machine à air froid dépourvue de cylindre de détente (où se produit un travail extérieur) ne pourrait pas produire de froid du tout. Cela est absolument exact pour un gaz parfait, comme le supposent les lois de Mariette et de Gay-Lussac, parce que, pour ce gaz parfait, les forces intérieures sont infiniment petites.

» M. Linde s'est heureusement souvenu que Thomson et Joule ont démontré depuis prés de quarante ans que l'air atmosphérique n'est pas un gaz parfait et que, lorsqu'il s'écoule d'une pression élevée à une pression plus basse, il éprouve un refroidissement 0, indépendant de l'énergie du jet, qui est donné par la formule

0 =0,276(7^, — /Jî)^^^^) .

où/>, - p.. représente la différence de pression en atmosphères et T la température absolue du jet.

» C'est sur le froid résiilLaiit de cette détente continue qu'est basée la nouvelle machine. Ce refroidissement, comme on peut le voir, est d'abord

Sc/tcma de l'ajijxtreil i/c Liiide.

C, Compresseur d'air à aao atiiiospliéres.

K, Réfrigérant ramenant l'air comprimé à la température ambiante.

<,, t,, Serpentin intérieur parcouru de haut en bas par l'air comprimé à 230 atmospliéres.

;•, Robinet de tendeur.

G, Réservoir où l'air se détend de 220 atmosphères à 20 atmosphères et où une partie se liquéfie

par la détente.

t., t;, Serpentin extérieur que l'air détendu parcourt de bas en haut. Cet air revient au compresseur.

a, Tubulure apportant de l'air nouveau pour remplacer celui qui se liquéfie.

très faible (^ de degré par atmosphère), ce cpii nécessiterait des différences de pression formidables (au moins 800 atmosphères) pour abaisser la température de l'air à — 200°. Inutile de dire que de pareilles pressions ne seraient pas pratiques. De plus, le travail de compression serait énorme. M. Linde a tourné ces deux difficultés très ingénieusement : 1° en accumulant les effets de la détente continue; 2" en ne laissant pas détendre l'air comprimé jusqu'à la pression atmosphérique.

» L'accumulation des effets est obtenue au moyen de deux tuyaux concentriques en cuivre entrant l'un dans l'autre et longs de iS'". Le tuyau intérieur est parcouru par l'air Aenant d'une pompe qui le comprime à

( i<J87 ) 220""". Arrivé au bout de ce tuyau, l'air se détend dans le second tuyau à ao"'" et le parcourt en sens inverse après s'être refroidi de 5o° par la détente; mais, dans son trajet, il cède le froid produit à l'air qui arrive comprimé à 200*"", de sorte qu'à l'extrémité du second tuyau l'air, détendu à 20^"", retourne à la pompe de compression à la température ambiante après avoir cédé tout le froid produit par la détente à l'air qui arrive. Ces deux tuvaux sont roulés en serpentin pour tenir moins de place et isolés dans une caisse en bois bourrée de laine brute pour éviter les apports de chaleur extérieure. Par ce moven la température, avant et après l'écoulement, s'abaisse graduellement jusqu'à ce que la température de liquéfaction soit atteinte et qu'une partie de l'air qui s'écoule se rassemble à l'état liquide dans le récipient adapté à l'extrémité de l'appareil.

» D'après la formule de Thomson et Joule le refroidissement dépend de la différence des pressions p, — y^o tandis que le travail de compression

dépend du quotient de ces mêmespressions — • Il y a donc avantage à avoir

/>, —/?j très grand et — le plus petit possible. C'est le résultat atteint par M. Linde en faisant/?, = 230''"" et /j^ = 20^"'" et non i; en effet, />, —p,^^ 200 tandis que — = 1 1 et non 200, comme cela arriverait si l'on détendait

jusqu'à la pression atmosphérique.

» En somme, sans vouloir donner de description plus détaillée, la machine de iNI. Linde repose sur trois points principaux :

» 1° Refroidissement par travail intérieur de Vnir se détendant et résultant de ce qu'il n'est pas un gaz parfait suivant les lois de Mariette et de Gay-Lussac ;

» 2° Accumulation du refroidissement par le principe du contre-courant réalisé d'une façon parfaite par l'échangeur de température, composé de deux serpentins concentriques où l'air circule en sens inverse;

» 3° Diminution du travail de compression en ne laissant pas l'air se détendre jusqu'à la pression atmosphérique.

» Tels sont les points extrêmement ingénieux qui caractérisent la machine de M. Linde et qui rendent industrielle la liquéfaction de l'air atmosphérique. La machine que j'ai au laboratoire produit environ i'" d'air liquide à l'heure en dépensant un peu moins de trois chevaux. C'est déjà un résultat remarquable, mais qui est dépassé de beaucoup par les machines industrielles du même inventeur donnant 60''= d'air liquide à l'heure.

( iG88 )

» On suit très facilement rabaissement de température au moyen d'une soudure thermo-électrique (constantan-fer), reliée à un galvanomètre Deprez-d'Ârsonval indiquant jusqu'à — 2jo°.

» Une fois liquéfié, il faut pouvoir recueillir et garder cet air à la pression atmosphérique. Pour cela, il faut des récipients aussi imperméables que possible à la chaleur. M. J. Dewar recommande pour cet usage des ■vases spéciaux oi!i l'enveloppe isolante est constituée par le vide de Crookes.

I) Cl'est Dulong et Petit qui, dans leurs remarquables recherches sur le refroidisseuient, ont les premiers montré qu'un corps placé dans une enceinte vide se refroidit (ou se réchauffe) de 20 à 20 fois plus lentement que dans l'air atmosphérique.

i> Sans vouloir soulever aucune discussion de priorité, je crois devoir rappeler que, me basant sur les expériences de Dulong et Petit sur le pouvoir thermo-isolateur du vide, j'ai répandu depuis 1887, parmi les médecins français, des réservoirs en verre ideutiques comme deslliialion cl comme forme à ceux employés par M. Dewar.

)) Voici en effet ce que je disais dans une Note publiée le 1 1 février 1888 dans les Comptes rendus de la Société de Biologie (Masson, éditeur) :

" Dans bien des circonstances il importe de réaliser un milieu aussi imperméable que possible à la chaleur et qui soit néanmoins parfaitement transparent. Après bien des essais, dans le détail desquels je ne saurais entrer ici, j'ai trouvé que le vide sec, fait dans un vase en verre, constitue une excellente enveloppe pour arrêter la chaleur obscure. L'appareil se compose en principe de deux vases en verre entrant l'un dans l'autre et soudés de façon à former un vase unique. Cet ensemble constitue un récipient qui présente deux cavités concentriques : l'une intérieure, qui est le réservoir proprement dit; l'autre annulaire, oii l'on fait le vide sec à l'aide de la pompe à mercure. La transparence des parois de ce récipient permet de voir tout ce qui se passe dans son intérieur. L'enveloppe annulaire, où le vide sec existe, constitue la paroi ihermo-isolatrice. J'ai pu constater qu'un liquide chaud placé dans le vase intérieur se refroidit de quinze à vingt fois plus lentement que si l'enveloppe isolatrice n'existait pas. Cette protection est encore bien plus efficace si l'on place dans l'appareil un liquide très froid, tel, par exemple, qu'un gaz liquéfié (acide sulfureux, acide carbonique et éther, chlorure de mélhyle, etc.). . ..

11 .... Le résultat obtenu est déjà plus satisfaisant en plongeant le lube dans l'air sec, mais celte protection est bien moins efficace que le vide sec parce que, dans l'air dessçclié, le tube s'échauffe par convection, l'air de l'espace annulaire passant constamment d'une des parois à l'autre. Dans un récipient constitué comme je viens de le dire, on peut conserver les gaz liquéfiés pendant des heures à la température ambiante et les manier aussi facilement que l'eau ordinaire, la transparence absolue du récipient permettant de suivre tous les phénomènes qui se passent dans le liquide.

» J'ajouterai que, pour produire avec le chlorure de méthyle(ou d'autres gaz liquéfiés) des températures aussi basses qu'en évaporant ces liquides dans le vide, j'ai signalé depuis nombre d'années le procédé suivant qui dispense de tout mécanisme : Il suffit de verser le clilorure de méthvle dans un \ase poreux de pile pour que la température du liquide se maintienne automatiquement dans ce vase aux environs de — 60", bien que le chlorure de méthvle bouille seulement à — 23". Ce procédé est plus simple que l'insufflation d'air ou l'évaporation dans le vide et m'a rendu de grands services.

» L'appareil de Linde met entre nos mains un instrument de recherche des plus précieux, aussi ai-je cru devoir le signaler à nos Confrères. Je montrerai dans une prochaine Communication quels services il peut rendre en particuher aux biologistes. »

MM. H. ^loissAJi et H. Deslaxdres demandent l'ouverture d'un pli cacheté déposé par eux le 11 mai 1896 et dont le dépôt a été accepté. Ce pli, inscrit sous le n° 5213, est ouvert en séance par 'SI. le Président: il contient la Note suivante :

CHIMIE MINÉRALE. — Recherches spectrales sur l'air atmosphérique ( ' ). Note de MM. H. Moissan et H. Deslaxdres.

« Au cours de recherches entreprises en commun sur les gaz émis par le minéral cérite chauffé dans le vide, nous avons étudié avec soin par la méthode spectrale le résidu que donnent ces gaz, après explosion dans l'eudiomètre avec de i'oxvgène, et absorption de l'oxvgène en excès par l'acide pyrogallique.

» Le résidu ( i*^*^ à 2") était introduit dans un tube spectral vide relié à la trompe à mercure et à des tubes desséchants de potasse caustique et d'acide phosphorique anhvdre.

.1 Or le spectre du résidu, examiné principalement dans le bleu et le violet, a montré les bandes caractéristiques de l'azote, relativement fortes, les raies de l'hélium, quelques raies de l'argon, et en plus les raies suivantes, qui n'ont pas encore été signalées dans un gaz connu :

(M Ce U-avail a été fait avec l'aide de MM. Lebeaii et Ferdinand Mittau.

Intcnsilés comptées de i à lo, 10 étant la plus forte. Longueurs d'onde.

4 4 1 I I oo 4 4io,8o

» Dans cette exjjérience, le gaz de la cérite et l'oxygène interviennent également; mais le résidu obtenu avec l'oxygène seul a donné aussi les raies nouvelles plus ou moins fortes, lorsque l'oxygène a été préparé avec le clilorate de potasse, le permanganate de potasse et le bioxyde de manganèse naturel.

» Cependant, les bandes caractéristiques de l'azote étaient toujours présentes, et, comme l'azote provient en partie des manipulations sur la cuve à mercure, on a pensé que l'air atmosphérique pouvait jouer un rôle, et l'on a introduit dans le même tube spectral de l'air ordinaire, dont le spectre a été photographié à des pressions décroissantes. Or, les raies nouvelles apparaissent encore, mais seulement à une certaine pression, moindre que i""" et inférieure à la pression du maximum d'éclat des tubes d'azote. A cette même pression, on aperçoit aussi faiblement les raies caractéristiques de l'argon, et en particulier la raie \l\\'S,%'].

» Les raies nouvelles ont paru plus fortes lorsqu'on a remplacé l'air par l'azote tiré de l'azotite d'ammoniaque, ou extrait de l'air par les procédés ordinaires de l'acide pyrogalliquo, du protochlorure de chrome et du enivre porté au rouge.

« D'autre part, les raies ont disparu en même temps que les bandes de l'azote, lorsque l'on a absorbé l'azote par le lithium ou le magnésium.

» Cependant, ces raies nouvelles pouvaient, à la rigueur, être attribuées à des impuretés ou à des vapeurs émises par les matières de l'enceinte raréfiée (verre, électrodes métalliques, mercure, graisse, potasse, acide phosphorique); mais leur intensité relative n'augmente pas lorsque la pression diminue de plus en plus, comme c'est le cas pour les raies du mercure. D'ailleurs, elles ont été obtenues avec des tubes spectraux de cristal et de verre allemand, avec et sans électrodes métalliques; elles se sont montrées sans les bandes caractéristiques du cyanogène, qui sont un réactif très sensible de la présence simultanée du carbone et de l'azote; elles ont persisté lorsque l'on a introduit de l'oxygène qui fait disparaître toutes les raies du mercure. Enfin, elles ont manqué dans les gaz dissous par la

( '(^9« ) potasse et lorsque l'on a chauffé, dans le tube spectral vide, l'acide phosphorique, le phosphore rouge et le phosphore blanc.

» Aussi la conclusion est la suivante : ou bien ce sont des raies du gaz azote, spéciales aux basses pressions et non encore signalées; ou bien ces raies annoncent un gaz nouveau, contenu dans l'atmosphère, et voisin de l'azote par ses propriétés chimiques. L'apparition simultanée des raies de l'argon rend plus probable la seconde partie de l'alternative. »

M. He\ri Moissax fait observer que les recherches dont il vient d'être question ont été interrompues par le départ de l'un des auteurs pour une mission scientifique au Japon. La découverte du krvpton par notre savant Correspondant M. Ramsay et par M. Travers nous a engagé à publier ce résultat déjà ancien :

« Nous pensons pour différentes raisons que le gaz qui correspond aux raies que nous venons d'indiquer est différent du krypton. Nous croyons aussi devoir rappeler que les observations spectrales, faites en 1896, n'ont porté que sur la région du spectre qui peut être photographiée avec des plaques ordinaires, c'est-à-dire sur la région qui s'étend de 'k^\']oo à ). 3700.

» Ces résultats peuvent être de quelque utilité dans cette belle recherche des gaz de l'atmosphère, que l'élégante méthode de distillation fractionnée de l'air liquide de MM. Ramsay et Travers vient de faire entrer dans une voie nouvelle. »

ÉLECTRICITÉ. — Sur la mesure directe d'une quantité d'électricité en unités électromagnétiques ; application à la construction d'un compteur d'électricité. Note de M. R. Bloxdlot.

« Une longue bobine creuse est assujettie de façon que son axe soit horizontal; dans la région centrale de cette bobine, une seconde bobine, formée de quelques tours de filet ayant la forme d'un anneau est, suspendue de façon que son plan soit vertical et qu'elle puisse tourner librement autour de son diamètre vertical. Les deux bobines sont parcourues par le même courant; des godets à mercure servent à établir les communications entre la bobine mobile et la partie fixe du circuit.

') Le magnétisme terrestre étant préalablement compensé, la bobine