OJO

En opérant sur un mélange de protoxyde d’azote et d’oxygène, on a obtenu 0,65 à o° et 0,94 à — 23 0 .

La même méthode à été appliquée à l’azote et à l’hydrogène ; elle a donné, à o°, suivant la pression, 0,37 à 0,41 pour l’azote et 0,025 à 0,026 pour l’hydrogène.

Expériences de Wroblewski. — Ce physicien s’est occupé à son tour de la même question: pour cela, il avait gradué et calibré le tube capillaire de son appareil et mesuré le volume total du réservoir, qui était primitivement rempli de gaz à une température déterminée et sous la pression atmosphérique : il connaissait donc le poids de l’oxygène contenu dans l’appareil. Après la compression, l’oxygène liquide remplissait la partie du tube capillaire recourbée verticalement jusqu’à 2 cm du haut, et le mercure arrivait à la courbure. L’oxygène n’était donc pas complètement liquéfié et le quotient de son poids total par le volume du liquide, soit 0,94, ne donne qu’une limite supérieure de la densité.

Pour avoir une valeur plus approchée, Wroblewski remarque que la tension maxima de l’oxygène à — 130° est voisine de celle de l’anhydride carbonique ou du proxyde d’azote ào°. Donc, si l’on fait une autre opération semblable avec le gaz carbonique à o°, en faisant avancer le mercure jusqu’au même point, on peut admettre que le rapport du poids liquéfié au poids total est le même que dans le premier cas, et l’on a, en appelant pi et pi les poids introduits, v t et 02 les volumes des deux liquides, di et di leurs densités:

V\ dj ___ v<i di

p\ Pi

Or di, = 0,9471, d’après Andréef. Les mesures faites avec

deux tubes, d’ailleurs peu différents l’un et l’autre, ont donné pour la densité de l’oxygène 0,89. Du reste, l’auteur n’indique pas le rapport des volumes de l’oxygène gazeux et de l’oxygène liquéfié. Il montre d’ailleurs que. en partant de 0,84, on peut refaire en sens inverse le calcul de M. Pictet et trouver des résultats concordants; mais cette vérification est plus apparente que réelle et les erreurs relevées par M. Offret lui enlèvent tout intérêt.

Wroblewski a enfin mesuré la densité de l’oxygène, de l’azote et de l’air liquides par un procédé analogue à celui du flacon, c’est-à-dire en mesurant le gaz qui, après avoir été liquéfié, remplissait un réservoir d’un volume connu. Au moyen d’appareils construits dans ce but, il a pu opérer aussi bien sous de hautes pressions, à des températures voisines du point critique, que dans le vide, aux températures les plus basses que puisse fournir l’évaporation de l’oxygène et de l’azote liquides. Il a représenté l’ensemble de ses recherches sur l’oxygène parla formule

T étant la température absolue. Cette formule peut être appliquée depuis la température critique, — 118 0 , où la densité est 0,6, jusqu'à — 200°, où elle atteint 1,24 sous la pression de 0,02 m.

Pour l’azote, la densité varie de 0,44, dans le voisinage du point critique, à 0,9 pour le voisinage du point de solidification — 203 0 .

Quant à l’air atmosphérique, sa composition changeant à chaque instant, on n'a pu déterminer sa densité quedans des conditions ne s’éloignant pas trop de l’état critique. Elle ne diffère pas de celle qu'on peut calculer parla règle des mélanges : ainsi, cette règle indique 0,6 à — 146°,6 et sous la pression de 45 atmosphères, et l'expérience donne 0,59.

Expériences de M. Olszewski. — M. Olszewskia déterminé aussi la densité de l’oxygène liquéfié par une méthode semblable à la précédente. Un petit réservoir de

verre,de i,4cm 8 ,étaitremplideceliquide, refroidi à —139 0 parla vaporisation de l’éthylène liquéfié et maintenu à la pression de 40 atmosphères. On laissait ensuite l’oxygène reprendre la forme gazeuze et l’on mesurait son volume dans une cloche graduée, d’où son poids. On a trouvé 0,8787 à — 139°, 13. Le coefficient de dilatation, mesuré en même temps, est de 0,01706.

Enfin, tout dernièrement (1897), les densités de l’oxygène et de l’air liquides ont été de nouveau étudiées par M. Dewar, qui faisait, avec une vingtaine de substances différentes, des pesées hydrostatiques au sein du gaz liquéfié contenu dans un vase argenté et à double paroi vide.Pourl’oxygène liquide, en tenant compte de la variation de volume du solide pesé, il a obtenu en moyenne 1,1378, à la température de — 183°. Pour l’air liquide, on a trouvé 0,910, tandis que la densité de l’azote à son point d’ébullition est 0.850; mais on ne peut attacher une grande importance au nombre trouvé pour l’air, car la composition du liquide varie sans cesse par suite de l’évaporation de l’azote.

Recherches de MM. Cailletet et Mathias.

— D’un autre côté, M. Cailletet a repris, en 1886, en collaboration avec M. Mathias, l’ë- Fig- U- — Tube tude des gaz non permanents à l’état liqui- clilletetetMade ; ces savants ont choisi la méthode des thias. vases communiquants, qui a été employée souvent, et en particulier par M. Amat, pour la mesure rapide de la densité des liquides ordinaires. Un bloc d’acier, plus grand que celui de l’appareil ordinaire de M. Cailletet, renferme un réservoir en verre, d’environ 600 cm 3 , relié avec un tube de même substance, en forme d’O, de 50 cm de hauteur (fig-ij) '• les deux branches verticales du tube sont divisées en millimètres et la courbure inférieure contient un peu de mercure. L’une des branches étant refroidie, le gaz qui remplit l’appareil s’y liquéfie

lorsqu’on le comprime ; on a soin de condenser aussi un peu de liquide dans la seconde branche, pour n’avoir pas à s’occuper de la capillarité.

Si l’on appelle h la diflérence des hauteurs du liquide condensé dans les deux branches et x la densité de ce liquide, h’ et d’ la dénivellation du mercure et sa densité, et d la densité de la vapeur saturante à la température de l’expérience, on a

D'où x.

Cette méthode permet de faire un nombre quelconque d’expériences avec la même masse de gaz ; mais elle exige la connaissance de la densite d de la vapeur saturée. Pour mesurer cette densité,ou adaptait à l’appareil de M. Cailletet un réservoir en verre de 60 cm 3 , ouvert à la partie inférieure et muni à l’autre extrémité d’un tube épais exactement jaugé. Ce tube étant maintenu à une température constante, on liquéfie par pression une partie du gaz contenu dans le réservoir : on diminue ensuite la pression avec une grande lenteur jusqu’à ce que la dernière goutte du liquide disparaisse et l’on mesure, avec une lunette, le volume occupé par la vapeur; on a mesuré en outre le volume du gaz sous la pression atmosphérique, ce qui permet de calculer son poids.

La densité de la vapeur saturante de protoxyde d’azote, entre — 28° et -f- 34 0 , peut être représentée par la formule

Des formules analogues ont été trouvées pour l’éthylène et pour l’anhydride carbonique.

A l’aide de ces résultats, on calcule ensuite, avec la formule (1), la densité du gaz liquéfié. Ainsi, la densité du protoxyde d’azote liquide, entre — ao°,o6 et + 34 0 , est donnée par

On a de même, pour l’anhydride carbonique liquide, entre — 34 0 et + 32°.

Pour l’éthylène, on n’a pu faire qu’un petit nombre de mesures, à cause de son extrême mobilité.

Avec le même appareil, ces expérimentateurs ont étudié ensuite le gaz sulfureux, dont le point critique est très élevé, 156° environ. Ils ont employé en outre, dans ce cas, la méthode thermoraétrique,déjà utilisée paris. Pierre, par Andréef et par Drion pour l’étude de la dilatation de ce corps. Les nombres obtenus sont compris entre ceux d’Andréef et ceux de Drion. A l’aide des densités, on a calculé la dilatation.

Expériences de M. Amagat. — La méthode employée par MM. Cailletet et Mathias, dans le travail que nous venons d’analyser, pour obtenir la densité de la vapeur saturante, a été examinée, en 1892, par M. Amagat. Ce physicien a reconnu qu’il est extrêmement difficile de saisir avec certitude le moment exact de l’apparition ou de la disparition du liquide; en outre, il suffit d’une trace d’air absolument insignifiante pour retarder beaucoup le point de liquéfaction totale, qui correspond toujours à une pression notablement supérieure à la tension maxima. Pour se mettre complètement à l’abri des retards relatifs aux changements d’état, il importe de n’opérer que sur des corps en équilibre normal. Pour cela, M. Amagat liquéfie d’abord une partie du gaz, de sorte que le volume du liquide soit par exemple le dixième de celui de la vapeur, et lit ces deux volumes lorsque l’équilibre est parfaitement établi. On liquéfie alors une nouvelle quantité de gaz, de manière à tripler ou quadrupler le volume du liquide, et l’on mesure de même les nouveaux volumes.

Soient v et v’ l’augmentation du volume de liquide et la diminution du volume de vapeur quand on passe du premier équilibre au second, D et D’les densités absolues du corps sous les deux états.

Si V et V’ sont les volumes du liquide et de la vapeur pendant l’un des deux équilibres et P la masse du gaz sur lequel on opère,