LA MÉGANIQUE CHIMIQUE DES GAZ PARFAITS

246. IVécessIté d^hypothèses nouvelles pour pénétrer plus avant dans l^étude des systèmes cliiniiqui58. — Tout ce que nous avons dit jusqu'à présent, au sujet des divers problèmes de mécanique chimique, est d'une très grande généralité ; une seule hypothèse, qui revient à négliger les actions capillaires, est venue particulariser quelque peu la forme du potentiel interne des systèmes étudiés (voir 6® Leçon. n° 89).

Cette grande généralité, qui fait le prix des considérations développées (lUns les précédentes leçons, ne va pas sans quelque inconvénient; par le fait même qu'elles sont d'une extrême étendue, les règles énoncées sont moins aptes à pénétrer dans le détail des phénomènes. Nous savons, par exemple, que, sous une pression donnée, U suffit que la température soit déterminée pour que la dissolution saturée d'un certain sel ait une concentration déterminée; nous savons que cette concentration varie dans le même sens que la température ou en sens contraire, selon que le sel se dissout, en solution saturée, avec absorption ou avec dégagement de chaleur ; mais là s'arrêtent nos connaissances ; or, il est clair qu'elles sont loin d'être complètes et que nous pouvons légitimement désirer davantage; que nous pouvons, par exemple, demander à connaître, d'une manière exacte ou approchée, la forme de la loi qui relie à la température la concentration de la dissolution saturée.

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Mais, pour obtenir, au moyen des principes de la Thermodynamique, des propositions plus détaillées que celles que nous avons obtenues jusqu'ici, il faut adjoindre aux hypothèses que nous avons déjà introduites, de nouvelles hypothèses plus particulières; la difficulté consiste à découvrir des hypothèses telles qu'il en découle, en des cas d'une suffisante généralité, des conséquences exactes ou du moins, d'une approximation satisfaisante.

247. Caractères des systèmes qui vont être étudiés. — M. Horstmann et M. Gibbs sont arrivés à définir de tels cas et à formuler de telles hypothèses.

Les systèmes chimiques auxquels s'applique In théorie développée par ces physiciens peuvent contenir des solides, des liquides, des gaz.

Les sohdes et les liquides ne se mélangent pas entre eux et ne dissolvent pas les gaz, en sorte que chacune des phases solides ou liquides qve le système renferme est un composé chimique défini et pur.

IfC volume spécifique de chacune de ces phases solides ou liquides est négligeable pai" rapport aux volumes sjécifiques des gaz que Von considère.

La chaleur spécifique de chacun de ces corps solides ou liquides est sensiblement indépendante de la température

Les gnz que le système renfei^me sont à Vétat parfait,

248. Hypothèses qui caractérisent un méianse de gaz parfaits. — Ces diverses suppositions suffiraient à mettre en équations d'une manière complète les divers problèmes de mécanique chimique si la phase gazeuse que lo système est supposé renfermer étaient formée par un gaz unique ; mais dans un grand nombre de ras importants, cette phase est un mélange de plusieurs gaz que l'on doit, d'après les principes que nous venons d'énoncer, regarder comme des gaz parfaits ; dès lors, nous sommes conduits à nous poser cette question : Comment sera caractérisé, au point de vue de la Thermodynamique, le mélange de deux ou de plusieurs gaz parfaits ?

Il est un certain nombre de propositions que tous les physiciens

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s'accordaient à regarder comme caractérisant le mélange de deux ou plusieurs gaz parfaits ; rappelons quelles sont ces propositions.

La première est celle-ci : Un mélange de deux ou de plusieurs gaz parfaits^ pris en proportions déterminées, se comporte^ en toutes circonstances comme un gaz parfait unique; ainsi, par exemple, Fair qui, pour les chimistes, est un mélange de plusieurs gaz est, à chaque instant, cité et étudié par les physiciens comme type d'un gaz voisin de l'état parfait.

La seconde est celle qui a été découverte par Berthollet et qui est connue sous le nom de Loi du mélange des gaz : Pour maintenir en équilibre sous un volume donné et à une température donnée un mélange de gaz parfaits ^ il faut le soumettre à une pression égale à la somme des pressions qui maintiendraient respectivement, sous le même volume et à la même température, chacun des gax mélangés.

La troisième peut s'énoncer ainsi :

Si deux récipients, qui contiennent sous fa même pression et à la même température deux gaz parfaits différents et susceptibles de se mélanger, sont mis en communication tun avec Vautre, les deux gaz se diffusent Pun dans Vautre sans absorber ni dégager de chaleur.

Enfin la quatrième proposition est la classique Loi du ynélange des gaz et des vapeurs, bien connue sous la forme suivante :

Lorsqu^un liquide est en équilibre^ à une certaine température^ avec sa vapeur mélangée à un gaz, la tension du mélange gazeux est la somme de la tension qu'atteint, à la même température, la vapeur saturé^ du même liquide dans un espace vide au préalable et de la pression qui maintiendrait le gaz, à la même température, sous un volume égal au volume du mélange.

Or, ces diverses lois caractérisent complètement, au point de vue de la Thermodynamique, les propriétés d'un mélange de gaz parfaits ; elles conduisent, en effet, à la proposition suivante qui permet de calculer toutes ces propriétés lorsqu'on connaît celles des gaz mélangés:

Le potentiel interne d'un mélange de gaz parfaits est constamment égal à la somme des potentiels internes qu^il conviendrait