Mesure des coefficients de diffusion

Pour arriver à une mesure approchée de la charge et de la masse des particules, nous avons songé à combiner les deux relations

(2) CIC UTANS KMPSN el

(4) D’ ni

Dans cette dernière formule, D’ désigne le coefficient de diffusion des particules chargées, N et IT sont des constantes connues (N — nombre des molécules d’un gaz par unité de volume à la pression IT). Les conditions sous lesquelles est établie la formule (4) sont très générales (‘); elles sont réalisées dans le cas de nos particules chargées aussi bien que pour les ions ordinaires. La formule (2) sera considérée comme applicable jusqu’à preuve du contraire.

Il faut donc déterminer expérimentalement, sur les mêmes particules chargées, la valeur de la mobilité K’ et celle du coefficient de diffusion D’. La relation (4) fait

(1) Voir J.-J. Taousow, Conduction of Electricity through Gases, P. 42-

connaître alors la charge des particules, et l’on en déduit ensuite le rayon r.

Les expériences résumées ci-dessus (p. 184) montrent qu'il est relativement facile de faire sur les particules chargées des mesures de mobilité. Avant d'entreprendre des mesures de diffusion, nous avons cherché à nous rendre compte, par des comparaisons, de l’ordre de grandeur probable du coefficient de diffusion. La dimension des appareils de mesure qu'il conviendra d'employer dépend beaucoup de cet ordre de grandeur.

On a comparé d’abord, au point de vue de la diffusion, les particules chargées produites dans la réaction chimique et les ions du phosphore.

Il est possible d'envoyer dans un tube à saturation (fig. 36) un courant d’air qui a passé soit dans un flacon à

Fig. 36.

F, flacon à hydrogène; P, phosphore; T, tampon diffuseur ; C, condensateur; R, R, robinets à 3 voies.

phosphore, soit dans le flacon à hydrogène. Dans l’un ou l’autre cas, le gaz peut arriver au condensateur de mesure par deux chemins semblables (tubes de plomb très larges commandés par des robinets à trois voies). Les deux chemins diffèrent seulement par la présence dans l’un des tubes d’un tampon de coton de faible longueur. Ce tampon joue le rôle de diffuseur. On compare les courants recueillis sans diffuseur et avec diffuseur.

L'expérience a fait voir tout de suite que les particules des réactions chimiques diffusent incomparablement plus

vite que les ions du phosphore. Un tampon de coton qui, dans le cas du phosphore, laisse encore passer le + ou le + des ions, arrêle complètement les gouttelettes chargées. Celles-ci ont donc un diamètre très inférieur à celui des gros ions.

Pour avoir un terme de comparaison plus proche, on a répété l’expérience précédente en remplaçant les ions du phosphore par les ions produits par barbotage dans l’eau pure. En même temps, la double canalisation de plomb utilisée plus haut a été remplacée par un système en verre du même genre, mais beaucoup plus court. On s’est servi d’un tampon diffuseur très court en toile métallique serrée.

Le résultat d’un certain nombre de mesures a été le suivant : à débit égal (1! en 10”), le tampon réduit le courant de barbotage au + de sa valeur environ, tandis qu'il réduit au Æ le courant transporté par les particules chargées.

Il ne faut pas attacher à ce résultat une signification quantitative précise. Nous savons que, dans le barbotage comme dans les réactions chimiques, il se produit des centres de dimensions variées possédant des coefficients de diffusion variés. L'expérience qui précède nous apprend seulement que les valeurs moyennes des coefficients de diffusion sont comparables dans les deux cas. Elle nous indique que les particules neutres chargées par le champ électrique diffusent relativement vite et sont par conséquent très pelites.