APPLICATION A L’ETUDE DE LA FUSION

comme la glace a un volume supérieur à l’eau qui résulte de sa fusion, le piston descendra sans que la pression augmente ; donc la pression est indépendante du volume tout à fait comme dans le cas des vapeurs saturées.

Celle disposition suppose que t — Ctô.

Celle condition lait que l'expérience parait ne pas réussir immédiatement ; elle ne réussit que lentement. Cela se conçoit facilement, car une augmentation de pression est accompagnée d’un phénomène thermique qui fait varier ta temporal ure ; ce

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imÆ,

n’est qu’au bout d’un certain temps que la constance de la température est obtenue.

Application de la formule de Clapeyron à la fusion, — Ceci posé, nous pourrons appliquer au mélange du liquide et du solide la formule de Clapeyron démontrée précédemment:

dt ’

u étant le volume spécifique de l’eau.

* u celui de la glace,

6 la température absolue.

La formule de Clapeyron donne une relation entre la variation de. la pression et la variation de la température de fusion. Si Ton fait varier la pression de dp, la température de fusion varie de dt et l’on a :

Pour l’eau à 0°, et dp — 1 atmosphère, on a :

dt

L est la quantité de chaleur qu’ii faut fournir pour fonder l’unité de poids de glace. Or le travail étant mesuré en kilogrammètres, l’unité de longueur est le mètre, 1’unité de volume est le mètre cube ; l’unité de poids est donc le poids du mètre cube d’eau, c’est-à-dire la tonne ; L est la quantité de chaleur qu’il faut fournir pour fondre 1000 kilogrammes de glace, soit 80000 calories.

Le calcul précédent effectué donne dt-=z — 0°, 0074. Ainsi, sous l’influence d’un accroissement de pression de 1 atmosphère, le point de fusion de la glace s’abaisse de 0°,0074. Il est à remarquer que dans cette question on a commencé par supposerez et dt infiniment petits, cependant on donne à dp une valeur numérique considérable 10334. Toutefois, notre calcul est légitime. On doit considérer comme infiniment petites au point de vue pratique les quantités telles que si on leur donne une variation, les autres quantités varient proportionnellement, ou encore, si la proportionnalité n’existe pas, telles que la différence est un infiniment petit d’ordre supérieur. Dans le cas qui nous occupe, par exemple, dp variant de 1 atmosphère, la variation de u =; 0,917 est très faible, de l’ordre des millionnièmes comme les coefficients de compressibilité; cette variation peut donc être considérée comme infiniment petite par rapport à dp ou dt.

Expériences de James Thomson. — On doit à James Thomson des expériences pour la vérification des conclusions théoriques que nous venons d’exposer. Un mélange de glace

et d’eau est comprimé dans un piézomètre. En enfonçant le piston à vis, on produit un accroissement de pression ; la température est donnée par un thermomètre placé à l’intérieur d’une enveloppe de verre qui empêche la déformation du réservoir sous l’influence de la pression. La pression est donnée par un petit manomètre à air comprimé. Le résultat obtenu pour l’abaissement du point de fusion, dû à une augmentation de pression, est sensiblement égal à la valeur calculée. M. J. Thomson a trouvé — 0,0075.

Les expériences de M. Tyndall sur le regel et la fabrication par pression de lentilles de glace offrent aussi une vérification qualitative de la théorie précédente.

Variation de la température de fusion avec la pression. — Le signe du phénomène, qui résulte d’une variation de la pression, est réglé par le signe de u' — u ; les autres quantités E, L sont toujours positives.

Si uf — ?^est négatif, (eau, fonte de fer, antimoine, bismuth) c’est-à-dire si le corps diminue de volume en fondant (ur < u), à un accroissement de la pression correspond n un abaissement de la température de fusion (clt< o pour dp > o). Si au contraire u — u est positif (c’est le cas général des corps qui augmentent de volume par la fusion), à un accroissement de la pression correspond une élévation de la température de fusion.

Expériences de Bunsen. — La vérification expérimentale de ce fait est due à.

Bunsen qui a opéré principalement sur le blanc de baleine et la paraffine. Son appareil rappelle par saforme celui qui a servi àCagniard de La Tour dans l’étude de

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la vaporisation totale. C’est un tube à deux branches d’inégaie longueur ; la partie inférieure contient du mercure ; «audessus du mercure, en A, on introduit ia substance sur laquelle on opère ; la partie supérieure de la grande branche sert de manomètre à air comprimé. L’appareil est plongé dans un bain dont on peut eiever la température ; la pression sous laquelle se produit ia fusion est mesurée par le manomètre à air comprimé; un thermomètre donne la température correspondante du bain.

Voici un tableau des résultats de Bunsen (I).