CHAPITRE DEUXIÈME

piston. On suppose ordinairement que, pendant tous les changements de pression que subit ainsi la vapeur, sa température se conserve la même, et l'on conclut en conséquence que, durant son action dans la machine, sa densité et son volume spécifique suivent la loi de Boyle ou de Mariotte, c'est-à-dire que le volume spécifique varie en raison in verse de la pression. Cette supposition simplifie considérablement les formules; mais, comme nous allons voir qu’elle est contraire à l’expérience, il est nécessaire que nous recherchions quelle est la loi suivant laquelle la vapeur change de température en même temps qu’elle change de pression dans la machine; et, comme les calculs relatifs aux effets de la vapeur dépendent essentiellement du volume qu’elle occupe, il faut que nous recherchions ensuite quels changements ce volume éprouve en raison des variations simultanées de température et de pression qui se produisent dans la vapeur pendant son action. Nous remplacerons ainsi la relation précédemment indiquée, d’après la loi de Mariotte, par une autre plus réelle, déduite des faits euxmèmes,et qui nous conduira à calculer avec plus d'exactitude leseflèts de la vapeur.

Nous venons de dire que, dans les calculs relatifs aux machines, on suppose (jue la vapeur conserve invariablement sa température de formation, ce qui permet d’appliquer la loi de Mariotte à tous les changements de densité ou de pression qu elle subit. Cependant, comme on sait (pie les fluides élastiques ne se dilatent jamais sans éprouver un refroidissement, il est clair que la supposition dont il s’agit ne pourrait se réaliser qu'autant que la vapeur aurait le temps de recouvrer sur les corps avec lesquels elle est en contact, supposés suffisamment échauffés, la quantité de calorique nécessaire pour ramener sa température, après la dilatation, au même point où elle était auparavant. Or, la rapidité du mouvement de la vapeur dans les cylindres et les conduits des machines à vapeur ordinaires, et la température naturelle de ces conduits, qui fait qu’ils sont plutôt exposés à enlever du calorique à la vapeur qu’à lui en fournir, ne permettent pas d’admettre une semblable hypothèse.

DK INACTION MÉCANIQUE DE I,A VAPEUR. 8f)

Pour iioiis en assurer, pendant une série nombreuse d’expériences détaillée dans la deuxième édition de notre Traité des Locomotives (cliap. II, § VI , et ohap. VII, § II), nous avons adapté à la chaudière d'une locomotive un thermomètre et un manomètre à air; puis nous avons appliqué deux instruments semblables au conduit par lequel la vapeur, après avoir terminé son action dans la machine, s'échappait flans l’atmosphère, et nous avons observé leurs indications simultanées. I,n vapeur se formait dans la chaudière à une pression absolue qui variait fie 4o à (V) livres par pouce carré, ou de a. 7 à 4-4 atmosphères, et elle s’échappait vers l’atmosphère à une pression absolue qui variait, suivant différentes circonstances, de ao à 1 "> livres par pouce carré, ou de 1 ,4o à 1 .o‘3 atmosphère. Si la vapeur avait conservé sa température pendant son action dans la machine, elle serait sortie avec la pression de 1 5 livres par pouce carré, par exemple, mais avec la température propre à la pression de (iô livres par pouce carré, à laquelle elle s’était formée. Or, il n’en était rien: pendant plusieurs centaines d'expériences, où nous avons observé et enregistré ces effets, nous avons trouvé invariablement que la vapeur sortait exactement avec la température qui convenait à sa pression actuelle; fie sorte que le thermomètre, qui portait fies divisions pour indiquer la pression dans les vapeurs au maximum de densité, donnait identiquement le même degré de pression que le manomètre à air, et qu’il s'accordait également avec un petit manomètre à siphon, que nous avions encore ajouté à l’appareil au point de sortie de la vapeur. I a vapeur se formait donc flans la chaudière à une pression très-élevée, et elle sortait de la machine avec une pression très-faible; mais, à sa sortie, aussi bien qu’à l'instant fie sa production, cette vapeur était à la température qu’elle aurait eue, si elle s'était immédiatement formée à sa pression actuelle.

Ainsi, on voit que la vapeur ne conservait nullement sa température pendant son action, mais qu’après s'être formée flans la chaudière à une haute température et sous une haute pression, elle baissait ensuite plus ou moins de pression dans la machine, et que sa température baissait alors spontanément en même temps, de telle sorte que la