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Quatrième expérience.
Tempértlnre de FlBân du réiervoir ^7«20 Température de l'air ambiant = 7o55
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Pour des excès égaux de pression, les différences de température àO sont beaucoup plus considérables dans ces expériences que dans les deux premières. Ainsi la section de l'ajutage exerce une très-grande influence.
Je me contenterai de dire qu'en prenant un ajutage dont la section était encore plus grande, j'ai obtenu un abaissement encore plus considérable. Enfin, j'ai choisi un quatrième ajutage dont la section avait un diamètre moitié de celui de l'ajutage capillaire des expériences I et II; l'abaissement de température n'a plus été que de o? sous un excès de pression de 5 atmosphères.
yi6 MÉMOIRE
Dans les expériences précédentes, les abaissements A6 comprennent les effets des deux causes de refroidissement que j'ai signalées plus haut. Mais il est facile d'opérer de manière à n'obtenir que l'effet de la première cause, c'està-dire le refroidissement de l'air resté dans le réservoir à un moment quelconque, de l'écoulement, et sous une pression connue.
Il sufHt pour cela de laisser écouler l'air du réservoir absolument comme dans les expériences précédentes, et en partant de la même pression initiale; puis, à un moment donné, auquel correspond un excès de pression F, de fermer brusquement le robinet R. Le manomètre remonte alors jusqu'à un excès de pression F' auquel il reste stationnaire. On a ainsi les éléments nécessaires pour calculer la température moyenne de l'air resté dans le réservoir au moment delà fermeture du robinet. On compare cette température calculée à la température 6 que l'on a observée dans des circonstances complètement semblables sur le thermomètre T, disposé au-dessus de l'ajutage capillaire.
J'ai fait un certain nombre de déterminations de ce genre avec les divers ajutages qui m*avaient servi dans les expériences dont j'ai inscrit les résultats numériques. Toujours j'ai reconnu que le refroidissement intérieur dominait dans l'effet total. Pour qu'il en fût autrement, il faudrait opérer avec des ajutages extrêmement étroits, ou employer un réservoir à gaz d'une énorme capacité, ou enfin compenser le refroidissement par le réchauffement que produirait l'air lancé par une pompe foulante*
VI. — Expériences pour déterminer les parties des appareils calorimétriques^ dans lesquelles se produit surtout l'absorption de chaleur dans la détente d'un gaz en mouvement,
La figure 5, planche IV, représente l'appareil que jai employé pour ces recherches.
Un serpentin en cuivre rouge, de lo mètres de long et de
6 millimètres de diamètre intérieur, est contenu dans un vase annulaire cylindrique ABCD rempli d'eau, qui amène le gaz comprimé à une température connue, avant qu'il pénètre dans l'appareil calorimétrique.
La cuve intérieure FGHI contient les deux calorimètres KLMN, OPQR, dans lesquels s'opère la détente.
Dans le premier calorimètre LKMN se trouve un tube de laiton abcd, de 25 millimètres de diamètre intérieur, fermé à ses deux extrémités, et muni des deux tubulures ae^ cf de
7 millimètres de diamètre intérieur. La première tubulure a^ se joint àTextrémité o du grand serpentin; la jonction devient hermétique à l'aide d'un tube de laiton qui couvre le joint, et avec du mastic à la résine interposé.
Le second calorimètre OPQR contient un tube de laiton ghik^ de 3o millimètres de diamètre, fermé à ses deux extrémités, et muni des deux tubulures/et t^?. Un tube de laiton mu^ de i5 millimètres de diamètre intérieur, est maintenu suivant l'axe du tube extérieur ghïk ; ses deux extrémités m, u sont fermées; mais il est soudé en/* à la tubulure
7 1 8 M^MOIBE
horizontale du tube enveloppe, et il porte un second orifice tranversal en u. Enfin ce tube mu est garni extérieurement de 20 disques annulaires en laiton, également espacés, qui entrent à frottement doux dans le cylindre extérieur ^A/A:. On a enlevé à chaque disque un secteur dont Tare a une longueur de 8 millimètres. Deux disques annulaires superposés ont leurs orifices aux extrémités opposées d'un même diamètre, de sorte que le gaz qui arrive par la tubulure y est obligé de circuler en spirale dans Tintervalle annulaire des deux tubes pour s'échapper dans l'atmosphère par la tubulure verticale (^. Cette disposition a été prise pour faciliter la mise en équilibre de la température de l'air avec l'eau de ce calorimètre. Néanmoins la circulation n'était pas suffisamment étendue dans ce calorimètre pour que l'on soit sûr d'obtenir un équilibre parfait.
On agite à la fois, et d'un mouvement parfaitement régulier, l'eau de Ja grande cuve annulaire et celle des deux calorimètres.
Première série d expériences .
On mastique dans la tubulure cf du premier calorimètre KLMN un tube capillaire en verre, long de 5o millimètres, qui traverse la tubulurey du second calorimètre, et débouche dans le tube vertical mu.
Avec cette disposition, l'air comprimé vient du réservoir dans le tube abcd sous l'excès de pression F; j'admets qu'il prend la température moyenne 6 de ce calorimètre. Il subit sa détente en traversant le tube capillaire en verre qui réunit
les deux calorimètres ; il traverse enfin, sous la pression de Tatmosphère^ le second calorimètre, dont j'admets qu'il prend la température moyenne 6', et passe par le compteur qui donne le volume écoulé pendant Texpérience. Voici maintenant les données de Tappareil :
Poids du premier calorimètre en laiton 157*1469 valeur en eau. . . . 1 4*^78
Poidade l'eau remplissant la jauge. » . . 188,87
M=: fto3,i5
Poids du second calorimètre en laiton i83^o6, valeur en eau '7''^i9
Poids de Feau remplissant la jauge 1^3,49
M' =: aoo,68
On a donc
I^g M = a,3o7838a 1^ Bf =?»,3o95o4i
Le gaz comprimé arrive dans le premier calorimètre à la température T, il en sort à la température moyenne 0 de ce calorimètre ; il lui abandonne donc une quantité de chaleur
Je désigne toujours par AO le changement de température que ce calorimètre subit pendant rexpérience, correction faite de la perturbation apportée par les causes extérieures. La quantité de chaleur gagnée, ou perdue, par le calorimètre pendant Texpénence est MaO. Si X est la quantité de chaleur perdue ou gagnée par le gaz, par le fait de la détente,, on a
MAe = X + ?, d'où X=rMAO— 9;
les quantités A6 «t q étant affectées du signe qui leur con^ vient.
T^ gaz pénètre dans le second calorimètre à la température 6; il en sort à la température moyenne 0' que ce calorimètre possède pendant rexpérience. Le gaz gagne donc, ou abandonne, une quantité de chaleur
Le calorimètre montre une variation de température AO', que je suppose corrigée de l'influence des causes extérieures, Sa quantité de chaleur éprouve donc une variation M'AÔ', et si Ton désigne par Y la portion de cette variation qui est due à la détente^ on a
M'AÔ'=Y-+7\ d'où Y = M'Ae' — 9'.
Je donne les valeurs de X et de Y dans mes tableaux. Le changement total de chaleur que le gaz a subi par la détente, dans les conditions oii celle-ci a eu lieu, est
