I. II. III. IV. V

P— P' 126^92 lao^aS 123,76 1^4,93 isi4,/i4

p 6flJ3a 6,01 6,61 6,23 6,21

16*^57 16,79 «Vi3 14,57. 16,78

Aô + 7^6719 + 7i43io -H 7,5643 + 7,6618 + 7,4195

MAO + 5092,6 + 4932,7 + 5o2i,2 + 5o85,9 4- 4925,1 Q ai7,5 280,3 a58,7 aii4,9i 249,0

C 0,2481 o,25x8 o>25o4 0,2480 o,25oi

/ ii88™2 1119,0 1254,3 ii53,3 ii53,o

La température du bain d'huile était sensiblement la même que dans la série précédente; la détente du gaz différait bien peu de celle qui avait lieu dans les trois premières expériences de cette série, et cependant les valeui's de C sont

SUR IJL Dl^TENTE DES GAZ. 697

notablement plus grandes. J'ai cherché vainement à m*explîquer cette différence que je ne pouvais pas attribuer à un changement de vitesse, car celle-ci était sensiblement la même dans les deux séries.

Quatrième série.

N'ayant pu trouver aucune raison sérieuse pour expliquer comment les valeurs de G étaient plus grandes dans les expériences de la troisième série que dans celles de la seconde, j'ai imaginé que cela pouvait tenir à quelques poussières engagées dans l'orifice capillaire, lesquelles pouvaient donner lieu à un frottement contre les molécules gazeuses , d*oii résulterait une petite élévation de température. Pour m'en assurer, j'introduisis dans Torifice une pointe en acier trempé que je fis tourner entre les doigts de manière à polir les bords de l'ouverture. Mais j'augmentais ainsi notablement Torifice, car sous des pressions sensiblement égales, l'orifice débita par minute une quantité plus grande de gaz. J'obtins alors les résultats suivants :

9>o38ïi

Mie

io65"»"4

io65,o

bgS if^MoiBE

LesTaleurs de Csont maintenant les mêmes que celles de la seconde série. Il m'est cependant bien difficile d'admettre que ce résultat ait été obtenu uniquement par Toperation si simple de régulariser les bords de l'orifice et d'en augmenter un peu la section.

Nous supposons dans nos calculs que le gaz sort du calorimètre après s'être mis en équilibre de température avec lui ; j'ai voulu m'en assurer par expérience. A cet effet, j'ai ajusté sur la tubulure qui surmonte le calorimètre un tube de verre ouvert aux deux bouts, dans lequel j'ai suspendu un thermomètre dont le petit réservoir sphérique est maintenu à un centimètre de l'orifice de la tubulure, de sorte qu'il était entièrement plongé dans le courant d'air sortant. On a fait passer de l'air à travers l'appareil comme dans les expériences ordinaires, en notant simultanément, minute par minute, la température du calorimètre et celle du courant gazeux. Le petit thermomètre plongé dans le courant gazeux au sortir du calorimètre a montré constamment o® lo d'excédant de température sur le thermomètre du calorimètre. J'attribuais alors ce résultat à ce que le réservoir du petit thermomètre recevant le choc direct du courant d'air détruit une portion notable du mouvement de l'air, et recueille la plus grande partie de la chaleur qui provient de cette destruction de mouvement.

En résumé, les expériences que je viens de décrire prouvent :

I® Que, lorsque l'air atmosphérique se détend librement, à travers un petit orifice, dans un calorimètre qui est à la même température que le gaz comprimé, rair éprouve par la détente un très-faible abaissement de température. Cette petite absorption de chaleur peut provenir de ce que

SUR LA Dl^TETÏTE DBS GAZ. Sgg

Tair atmosphérique n'est pas un fluide élastique parfait, par suite qu'il subit un petit excès de détente qui consomme une certaine quantité de chaleur. Si cette explication est exacte^ Tabsorption de chaleur doit être d'autant plus grande que la détente est plus considérable.

Je pense que l'absorption de chaleur produite par cette cause est réellement plus grande que celle qui est donnée par nos expériences, car il doit se faire dans l'intérieur du calorimètre un dégagement de chaleur provenant de la perte dé mouvement que les molécules gazeuses subissent dans le calorimètre. En effet, à chaque instant il sort du calorimètre une quantité de gaz égale à celle qui y entre. Or, l'entrée se fait par l'orifice capillaire, tandis que la sortie se fait par la large tubulure qui termine les boîtes du calorimètre. Les molécules gazeuses sortent donc du calorimètre avec une vitesse infiniment plus faible que celles qu'elles ont à l'entrée.

Enfin, on peut croire que la friction des molécules gazeuses contre les parois, et surtout au passage de l'orifice capillaire, donne lieu à un dégagement sensible de chaleur. Je décrirai bientôt les expériences que j'ai faites pour reconnaître et pour mesurer cette quantité de chaleur.

a? Si le gaz arrive chaud dans le calorimètre avant la détente, et s'il se met en équilibre de température avec ce calorimètre avant de se répandre dans l'air extérieur, les mêmes causes doivent agir, mais elles produisent une résultante opposée ; car l'expérience montre que Tair abandonne alor$ au calorimètre une quantité de chaleur plus grande que celle qu^il lui donnerait s'il n'éprouvait pas de détente»

Le phénomène est ici bien plus complexe; je vais essayer de l'analyser : A la haute température à laquelle il arrive

6oO MÉMOIRE

dans le calorimètre^ Tair jouît d'une élasticité plus parfaite, de sorte que s'il pouvait se détendre sans recevoir ni perdre de chaleur au dehors, la détente se ferait presque sans changement de température. De plus, mes expériences ont montré, dans les limites de précision dont elles sont susceptibles, que, sous pression constante, Taîr atmosphérique a la même capacité calorifique, quelle que soit sa pression. Par TefTet de ces deux causes réunies, le calorimètre devrait subir la même élévation de température que si l'air ne subissait pas de détente. Mais si la cause de refroidissement a disparu, la cause de réchauffement due à la perte de force vive reste tout entière. Il y a plus, elle a augmenté^ puisque le gaz dilaté par la chaleur possède encore une plus grande vitesse au passage de Torifice capillaire. Ainsi c'est à la chaleur produite par la perte de force vive que j'attribue surtout le dégagement de chaleur observé.

EXPÉRIENCES SDR l'hYDROGÈNE.

J'ai voulu reconnaître si un fait analogue se présentait pour le gaz hydrogène.

Les expériences ont été faites exactement comme celles que nous venons de décrire pour l'air atmosphérique.

Les poids d'hydrogène qui remplissent le réservoir V, sous une pression H exprimée en mètres de mercure ont été calculés à l'aide de la formule, tome II, page 121.

Pb5o«'694.$.H[i — A(H— 1)— B(H-^i)'l

dans laquelle

LogA=I,6438o5o, Log B = 5,3657553.

SUR LA DJ^TENTB DES GAZ. 6oi

On a d'ailleurs, comme précédemment :

Log H = a,8i2ko37a.

Le bain d'huile est chauffé.

lY.

i^'oS?

Oy645

AO

L'excès de force élastique f sous lequel la détente s'est faite, a varié du simple au double, mais la capacité calorifique C ne paraît pas en être affectée. Nous avons trouvé pour la chaleur spécifique de l'hydrogène en poids quand la force élastique du gaz ne change pas (tome II, page lai),

Les valeurs de C que nous venons de trouver sont un peu plus grandes, mais les différences sont bien faibles et elles sont dues certainement à la perte de force vive que le gaz subit dans le calorimètre.

Je ne regardais pas ces e^&périences comme assez concluantes pour être publiées, mais je ne poussais pas plus loin, en i85o, mes recherches sur ce sujet, parce que mon temps était pris par d'autres travaux. •

T. ra. 76

6o2 Hiivom

EXP]£rI£KCES Iffi i854«

Dans les expériences de 1 85o, la détente du gaz à Fentrée du calorimètre se faisait sous des excès de pression assez faibles ; j'ai voulu reconnaître si je n'obtiendrais pas des résultats plus réguliers en rendant les détentes beaucoup plus fortes. A cet effet, j'ai modifié l'appareil de la manière suivante :

Je supprime dans Tappareil la vis régulatrice V et le manomètre intermédiaire MNM'^ à Taide desquels je rendais constant l'excès de pression qui produit l'écoulement dans chaque expérience, et je réunis immédiatement le tube à large section au serpentin de la cuve ABCD. De cette façon l'écoulement du gaz a lieu sous l'excès de pression que le gaz du réservoir V présente par rapport à celle de l'atmosphère. Gomme cette pression varie pendant l'écoulement, depuis la pression initiale F jusqu'à la pression finale F', j'admets que le gaz s'est écoulé constamment sous la pression moyenne

La; tubulure par laquelle le gaz sofrt du calorimètre a un diamètre de 8 millimètres.

Expériences sur Taîr atmosphérique (22 février i854)*

Pour que la détente varie moins pendant la durée d*une expérience, je comprime l'air dans le grand réservoir Y dont la capacité est de â53"'-,23i. Le poids de l'air qui rem{^ ce grand réservoir sous diverses pressions se calcule à l'aide de la formule de la page 692 ; mais en multipliant la valeur

SC7R LA DémnX DES GAZ. 6o3

dePy ainsi trouvée, par le facteur 8^ 5oio qui représente le rapport des capacités des deux réservoirs.

Le bain d'huile reste à la température ordinaire. On a pour le calorimètre

Log M= a,8ooa7S8.

^^oici les résultats de deux expériences :

a75lï38

ia,a7

^% ^rf

ii»8i5

ÀO

— o,a4xa

MAO

On déduit de là :

Moyenne de f= 7a4a"™o Moyenne de/ = —a^3o

Si Ton admet que les valeurs de^ sont proportionnelles aux excès de pression /, ainsi que je le démontrerai bientôt, on a pour un excès de pression de i mètre de mercure

y; = l'^ooo, /, = — o'^s 1 76

L'air s'est écoulé dans ces expériences sous un excès de pression beaucoup plus grand que dans les premières expériences de la page SgS, aussi le froid produit par l'expansion est-il beaucoup plus sensible.

Expériences sur le gaz hydrogèhe (avril i854)*

L'appareil reste exactement le même que pour les expériences sur Tair atmosphérique ; le poids du gaz qui remplit le réservoir, sous une pression H exprimée en millimètres de mercure, est celle qui a été donnée page 600.

Le bain d'huile reste à la température ordinaire.

Le gaz hydrogène produit un son très-intense dans les boîtes du calorimètre.

LogM— a,8i5664:

6aoa""»3

iM

qPj^\^

5«oa8

+ o<>oo548

— o,oo5aa

Moyenne ide /* =

mniQ

Moyenne^de j^ =

d'où Ton déduit

/*= i"*ooo, ^i = — o«o 1 56

SUR LA DireUTTEDES GAZ. 6o5

L'écoulement du gaz s'est fait sous l'influence d'un grand excès de pression , cependant les valeurs de y sont si petites qu'on peut les regarder comme négligeables.

Expériçiices sur r acide carbonique.

On emploie pour ces expériences le réservoir V de ag"** 788 ; le poids du gaz qu'il contient sous la pression H est calculé à l'aide de la formule de la page iâ3, t. IL

On a pour le calorimètre :

Log M=ay8ox36a5

Première série (mars i854).

Le bain d'huile reste à la température de l'atmosphère :

lY.

IXhT^^Vi

l22rQB

tu, 001

soas2

Ae

UAO

— 10S,4ft

— fto9750

3158— tf

6o6 whmkMM

On déduit de là :

Koyeiuie des expériences I et II.

d'où

d'où

Moyenne des expériences HI, IV, Y et YI.

Ces valeurs de jr sont beaucoup plus grandes que celles que nous avons trouvées pour l'air atmosphérique sous les mêmes excès de pression ; nous ne pouvons pas dire qu'elles augmentent proportionnellement à l'excès moyen de pression qui produit l'écoulement^ car dans les expériences précédentes les valeurs de jr augmentent sensiblement avec la pression.

Ainsi, lorsque le gaz acide carbonique se détend à travers une petite ouverture en s'échappant dan& l'air extérieuri il subit un abaissement de température beaucoup plus grand que celui qui est éprouvé par l'air dans les mêmes circonstances. Ce résultat ne doit pas surprendre, parce que l'acide carbonique s'écarte bien plus que l'air de la loi de Mariotte ; il se produit donc un bien plus grand excès de détente qui consomme nécessairement une quantité plus grande de chaleur.

SUR LÀ D^TBNTE DBS GAZ. 607

Deuxième série (a,vn\ i854)*

Le bain cThtdle est diauffé à nne température roisine de 100*^ que l'on maintient sensiblement constante pendant toute la durée de chaque expérience.

d'où

Jw-P»

xSSK'So

adp64

Ti

io3«ai4

iox,8a7

io*654

ia,5ii

xi,53x

Aft

MAO

-t* 3ia5,8o

+ a865,ii