Veine liquide électrisée; mouvement gyratoire

— Si on fait écouler une veine d'eau salée d'un entonnoir communiquant avec le pôle positif de la même batterie (400 couples secondaires) dans une cuvette oii

plonge d'avance le fil négatif et au-dessous de laquelle est placé un électro-aimant (fig. S2), on aperçoit, dès que le circuit voltaïque est fermé, un filet lumineux, accompagné de quelques points brillants, à la partie inférieure de la veine; des étincelles jaillissent avec bruissement à son extrémité , de la vapeur d'eau se dégage, et le liquide qui entoure le bas de la veine prend un mouvement 'gyratoire e7i sens inverse de celui des aiguilles d'une moyitre, SI le pôle de V électro - aimant est boréal, et dans le même sens, si ce pôle est austral. Le mouvement est rendu visible par des corps légers répandus à la surface du liquide (^).

Si l'on raccourcit la veine, de manière à éviter toute solution de continuité à sa partie inférieure, les signes électriques et lumineux disparaissent presque complètement ; le liquide s'échauffe néanmoins, comme Fatteste une

Fis. 52.

(1) Comptes rendus, t. LXXXII,.p. 220, 17 japyler 1876,

lég-ère vapeur, et le mouvement gyratoire est encore plus net et plus rapide. En allongeant de nouveau la veine, les manifestations électriques et lumineuses reparaissent comme aupa ravant.

147. — Mascaret électrique. — En appuyant l'électrode positive contre les parois du vase d'eau salée communiquant avec le pôle négatif, on observe, outre des sillons lumineux et des jets abondants de vapeur, un violent remous du liquide, formant une sorte de

mascaret électrique, qui élève l'eau à la hauteur! de 4 j centimètre au-dessus de son niveau (fig. o3). Si le flux rencontre sur certains points des inégalités de résis-

Fi?:. b3.

Fia. 54.

tance, il peut se diviser et faire naître deux ou trois

monticules aqueux, comme l'indique la figure 54.

, Ce phénomène est encore un résultat de l'effet calori-

fique produit parle courant sur la surface humide qu'il rencontre. Le liquide est repoussé par la pression de la vapeur brusquement développée par le courant sur un point déterminé

On peut rapprocher cet effet du souffle et du vent produit sous ^ l'influence d'un écoulement abondant d'électricité statique. Seulement, dans ce dernier cas, si la tension est plus grande , la quantité d'électricité est beaucoup moindre; aussi un flux d'électricité statique ne produit -il un effet de ce genre que sur l'air; il ne pourrait agir de même sur une masse liquide,

148. — Pompe voltaïque. — Des effets remarquables ^'aspiration peuvent être produits aussi par le flux électrique. Si on introduit le fil positif dans un tube capillaire, en laissant toutefois un intervalle libre d'un demicentimètre environ à son extrémité, on voit, aussitôt qu'on plonge le tube électrode dans l'eau salée, le liquide s'élever , avec une très grande rapidité , à une hauteur de 0™25 à 0™30 centimètres et retomber en nappe sillonnée de traits brillants et de jets de vapeur (fig. S5).

On constitue ainsi une pompe voltaïque, dans laquelle

Fie, 00.

— lo9 —

le vide formé résulte de la production et do la condensation de la vapeur autour de l'électrode.

149. — La bague lumineuse qui accompagne la chute du liquide, depuis la partie supérieure du tube jusqu'à la partie inférieure, et reparaît de nouveau spontanément, d'une manière intermittente, à la partie supérieure, pour redescendre encore, constitue l'un des effets les plus brillants et les plus curieux que nous ayons observés avec des courants électriques de haute tension.

Ce phénomène s'explique comme il suit : le liquide aspiré constitue un prolongement de l'électrode négative formée elle-même par le liquide du voltamètre (131). Des phénomènes calorifiques -et lumineux doivent donc se manifester à l'extrémité de la nappe liquide retombant du haut du tube, surtout si le verre déjà humide offre une certaine conductibilité qui établit ainsi une communication extérieure avec le voltamètre. Les intermittences viennent de ce que la quantité de liquide aspirée étant, en somme, très minhiie, son écoulement le long des parois du tube ne recommence que lorsque la goutte formée à la partie supérieure a acquis un certain volume, et le liquide s'écoule en moins de temps que la goutte n'en met à se former. Une partie, d'ailleurs, est vaporisée au fur et ù mesure par l'action calorifique du courant.

450. — L'ascension du liquide est si rapide, malgré la résistance opposée par l'exiguïté du canal, qu'on aperçoit la gouttelette lumineuse à l'extrémité supérieure du tube aussitôt que la partie inférieure touche le liquide.

Si le tube a une longueur trop grande pour que Teau salée puisse en atteindre la partie supérieure et retomber au dehors, le liquide s'y maintient à une hauteur déterminée qui va en baissant peu à peu, à mesure que le courant de décharge des batteries s'affaiblit. Cette hauteur est d'autant moins grande que la tension du courant est moins forte, de sorte qu'elle pourrait servir, à la rigueur, de mesure à cette tension.

On a souvent comparé la tension d'une pile à la hauteur plus ou moins grande d'une masse d'eau, et la quantité d'électricité qu'elle fournit au débit- plus ou moins abondant du Hquide, suivant le diamètre du canal d'écoulement. Ici, l'image se trouve, en quelque sorte, matériellement réalisée par un effet mécanique du courant électrique.

451. — Cônes liquides. — Ces effets d'aspiration produits par le courant électrique peuvent se présenter encore sous une autre forme. Si on emploie une tension plus élevée, celle de 800 couples secondaires, et si on approche l'électrode de la surface de l'eau distillée, le liquide se soulève quelquefois en forme de cône avant que l'étincelle n'éclate. Ce phénomène, peu marqué avec l'électricité statique, mais entrevu néanmoins par Peltier, et observé depuis longtemps sur l'huile mieux que sur l'eau ellemême, avec ce genre d'électricité, est ici beaucoup plus marqué, à cause de la plus grande quantité d'électricité enjeu.

Si on forme l'électrode d'un pinceau humide d'amiante ou de papier à filtrer, il se produit, autour du petit cône

aqueux qui reste suspendu à l'extrémité de l'électrode pendant le passage du courant, une couronne de vapeurs abondantes, provenant de l'effet calorifique développé par le courant à son passage dans le liquide.

4S2. — Détonations produites à l'extrémité de l'électrode positive. — Si on introduit le fil de platine positif dans un tube capillaire, comme dans l'expérience précédente, mais de manière à ce qu'il aboutisse exactement à l'extrémité du tube, il se produit, quand on le plonge profondément dans le - liquide, un bruissement strident , et si on le relève , après une ou deux secondes d'immersion, quand l'extrémité du tube atteint le niveau supérieur du liquide, on entend une détonation semblable à celle d'une capsule fulminante. Le tube n'est, malgré cela, ni brisé ni fendu ; mais l'orifice inférieur est devenu conique, et le verre a été creusé en forme d'entonnoir (*).

L'intensité de ce bruit est remarquable, quand on considère l'exiguïté de l'espace annulaire compris entre le fil de platine et les parois du tube capillaire, et si l'on observe, de plus, que ce tube est ouvert à ses deux extrémités; cependant le phénomène se reproduit avec plus de facilité, si le tube est fermé par le haut. La figure S6

Fig. 06. Fig. 57.

(1) Comptes rendus, t. LXXXI, p. 185. 26 juillet 4875.

représente le tube avant l'expérience, et la figure 57 représente le même tube après que la détonation s'est produite.

153. — Ce phénomène n'a pas lieu ou se trouve beaucoup moins marqué avec le fil négatif ; car, dans ce cas, tout l'effet calorifique de la décharge se porte sur l'électrode, fond le métal et le volatilise, tandis que, si le fil approché du liquide est positif, il rougit sans fondre, et c'est sur le liquide lui-même représentant le pôle négatif (131) que se porte l'action calorifique de la décharge; la vaporisation se produit, avec une énergie extraordinaire, autour de l'électrode resserrée entre les parois du tube de verre, et il en résulte le bruissement strident mentionné plus haut.

154. — Nous avions pensé d'abord que la détonation elle-même accompagnée de la pulvérisation du verre était un effet dû à la rentrée brusque de l'air dans le tube au moment oii la vaporisation du liquide cesse par l'interruption du courant. Mais ayant observé, depuis, que quelques bulles de gaz apparaissaient à l'extrémité de Télectrode positive, au milieu du tourbillon liquide causé par la condensation de la vapeur, et que ce gaz était formé d'un mélange explosif des éléments de l'eau, par suite de la dissociation de l'eau h la haute température produite, la détonation entendue au moment de la sortie du tube du liquide nous a paru pouvoir s'expliquer par l'inflammation du mélange détonant remplissant l'extrémité inférieure du tube capillaire, sous l'influence de l'étincelle de rupture .

Ce phénomène se rattacherait alors à ceux du même genre observés dans les voltamètres par M. Berlin avec une tension beaucoup moindre, lorsque les gaz produits par les deux pôles se trouvent mélangés dans une même cloche au-dessus des électrodes.

Il y aurait toutefois cette différence que le phénomène se produit ici autour d'un seul pôle par suite de la tension très élevée du courant.

Il est essentiel, en effet, que le courant ait une très grande tension pour que l'expérience dont il s'agit réussisse; car deux cents couples secondaires ne suffisent pas; il faut en employer deux cent cinquante à trois cents.

Pour expliquer la pulvérisation de la partie inférieure du tube de verre, effet dont l'explosion d'un mélange de très minimes quantités d'oxygène et d'hydrogène ne rend que difficilement compte, on serait tenté de soupçonner la formation de quelque composé très instable du chlore, qui donne lieu, comme on le sait, à des combinaisons douées d'un grand pouvoir détonant, d'autant plus que nous n'avons pu observer l'effet dont il s'agit avec d'autre liquide qu'avec la solution de chlorure de sodium.

Quelle que soit la cause du phénomène, il nous a paru mériter d'être signalé, et nous nous proposons d'en faire un jour une étude toute spéciale.

ISS. — Lumière électro-silicique. — Si on augmente un peu la tension du courant employé dans l'expérience précédente, sans changer d'ailleurs les autres conditions, en plongeant dans l'eau salée le tube de verre traversé

par l'électrode de platine positive, il se manifeste un phénomène brillant à l'extrémité de cette électrode. Non seulement le fil métallique fond, mais le verre lui-même entre en fusion, au sein même du liquide, en répandant une lumière éblouissante. L'extrémité du fil de platine qui s'est façonnée en boule se trouve englobée dans une petite

Fig. 58.

masse de verre fondu, et la lumière se maintient très vive pendant la décharge de la batterie secondaire, jusqu'à ce que le verre, refroidi autour de l'électrode, l'isole complètement du liquide (fig. 58) (^).

Quand on opère avec une dissolution de sel marin dans le voltamètre, cet effet lumineux exige, pour se produire, la réunion de plus de trois cents couples secondaires ;

(1) Comptes rendus, 1. LXXXIV, p. 914. 30 avril 1877.

mais, si l'on emploie une solution d'azotate de potasse, il se manifeste de même avec soixante et quatre-vingts couples secondaires seulement.

La manière dont les dissolutions salines se comportent vis-à-vis de la silice du verre porté à une haute température par le courant électrique est, en effet, très

Fig. 59.

variée, à cause de la fusibilité plus ou moins grande des silicates formés, ainsi que l'a reconnu déjà M. Carré, en mélangeant divers sels aux charbons employés pour la lumière électrique ordinaire.

La lumière vitrée peut encore se produire en appuyant l'électrode positive ou négative contre une lame de verre à peu de distance au-dessus de la solution saline (fig. S9). Elle est accompagné d'un dégagement de vapeurs blanches, et le verre est en même temps fortement attaqué.

Cette lumière se produit également le long des parois d'une cuvette en porcelaine, ainsi que nous l'avons vu (144) (147) figures 51 et 54. Elle ajoute son éclat à celui de l'arc voltaïque dans les bougies électriques de M. JabJochkoff, quand la substance qui sépare les charbons est }ine lame de porcelaine ou de kaolin.

Les phénomènes lumineux observés autour du verre, à l'aide des courants d^induction, par MM. du Moncel, Gassiot, Grove, etc., se rattachent aussi à la lumière dont il s'agit.

On pourrait être porté à attribuer à la chaux combinée à la silice dans le verre l'éclat de cette lumière ; mais si l'on examine le spectre qu'elle donne, on reconnaît qu'il ne présente pas de raies appréciables, tandis qu'un fragment de spath calcaire, placé dans les mêmes conditions, tout en donnant aussi une lumière très vive, laisse voir les raies caractéristiques du calcium.

156. — Les raies du silicium étant faibles, d'après l'analyse de M. Kirchkoff, on conçoit qu'elles n'apparaissent pas, en raison de l'intensité lumineuse du spectre formé. Mais l'origine silicique de cette lumière est démontrée par ce fait important, qu'elle se manifeste au contact de l'électrode avec de la silice pure à l'état de cristaux de quartz hyalin[^^. 60). Il faut seulement, pour la produire, dans ce cas, avec la même solution saline, une force électrique plus grande que pour le verre, soit environ cent couples secondaires. ^

La silice elle-même devant être décomposée par ces courants de grande tension, l'effet lumineux résulte, se-