EXCEPTIONS AUX LOIS DE L EBULLITION : ETAT SPHER01DAL OU CALEFACTIOX

711. Définition des phénomènes de caléfaction. — Les liquides versés sur des surfaces métalliques incandescentes présentent des phénomènes remarquables qui paraissent être en contradiction avec les lois de l'ébullition ci-dessus exposées. Ils furent observés pour la première fois par Leidenfrost, il y a plus d'un siècle, et étudiés ensuite par quelques physiciens, principalement par Boutigny, qui en a donné l'explication.

1° Si l'on chauffe jusqu'au rouge une capsule d'argent ou de platine à parois épaisses, et qu'on y verse quelques grammes d'eau au moyen d'une pipette, on remarque que le liquide ne s'étale pas dans la capsule et ne la mouille pas, comme il le ferait à la température ordinaire, mais qu'il prend la forme d'un globule aplati : c'est ce que Boutigny exprime en disant que le liquide passe à Vétat sphéroïdal. A cet état, l'eau est animée d'un mouvement giratoire rapide sur le fond de la capsule, et non seulement elle n'entre pas en ébullition, mais elle se vaporise 50 fois plus lentement que s'il y avait ébullition. Enfin, si la capsule se refroidit, il arrive un moment où elle n'est plus assez chaude pour maintenir l'eau à l'état sphéroïdal. Ses parois sont alors mouillées par le liquide, et une ébullition violente se manifeste tout à coup.

2° Tous les liquides peuvent prendre l'état sphéroïdal ; ils l'atteignent à une température d'autant plus haute que leur point d'ébullition est plus élevé. Pour l'eau, la capsule doit être chauffée au moins à 200°; pour l'alcool, à 134°.

715. Expériences de Boutigny. — 1° Boutigny a observé que la température des liquides à l'état sphéroïdal est constamment inférieure à leur point d'ébullition. L'eau, par exemple, reste à 95°, 5; l'alcool, à 75°,5; l'éther, à 34° ; l'acide sulfureux, à — 10°, 5. Mais la température de la vapeur qui se dégage est égale à celle de la capsule; d'où l'on doit conclure que cette vapeur ne se produit pas dans la masse du liquide.

2° Cette propriété des liquides à l'état sphéroïdal, de se maintenir à une température inférieure à celle de leur point d'ébullition, a conduit Boutigny à une expérience remarquable, celle de la congélation de l'eau dans une capsule incandescente. On chauffe au rouge blanc une capsule de platine et l'on y verse quelques grammes d'acide sulfureux anhydre. Ce liquide, qui ne bout qu'à — 10°, se comporte dans la capsule comme on l'a vu ci-dessus, c'est-à-dire que sa température s'abaisse au-dessous de — 10°. Si alors on ajoute à l'acide sulfureux une petite quantité d'eau, celle-ci, refroidie par l'acide, se congèle instantanément, et, la capsule étant encore rouge, on en retire un morceau de glace.

3° A l'état sphéroïdal, il n'y a point contact entre le liquide et le corps chaud. Boutigny s'en est assuré en faisant rougir une plaque d'argent disposée bien horizontalement, et en versant dessus un gramme d'eau colorée en noir. Ce liquide passe à l'état sphéroïdal. Or, si l'on place la flamme d'une bougie à une

GALEFAGTION.

certaine distance sur le prolongement de la plaque, on distingue nettement (fig. 737) et d'une manière continue cette flamme entre le sphéroïde d'eau et Ja plaque. On conclut de là que le liquide se maintient à une petite distance

Fig. 737.

«le celle-ci, ou qu'il fait des vibrations assez rapides pour que l'œil ne puisse es distinguer.

716. Explication de l'état sphéroïdal. —Pour expliquer tous ces faits, on admet que le globule liquide est soutenu à distance du vase par la tension de la vapeur qui se produit continuellement à sa surface, en sorte que le liquide

Fig. 738.

n'est pas chauffé par contact, mais seulement par rayonnement ; or, l'eau étant diathermane, c'est-à-dire transparente, pour les rayons émis d'une source incandescente, une grande partie de la chaleur rayonnante la traverse sans l'échauffer, de telle sorte qu'elle s'évapore très lentement. C'est par suite de

cette évaporation continue qu'il se produirait, entre le métal incandescent et le liquide ne le mouillant pas, une force répulsive d'autant plus intense que la température est plus élevée.

Cette hypothèse s'accorde avec l'expérience suivante, faite par Perkin.s, en Angleterre. Un robinet ayant été posé sur un générateur de vapeur, au-dessous du niveau de l'eau, le liquide ne s'écoulait pas par le robinet lorsque les parois du générateur étaient portées à une très haute température, quoique la pression intérieure fut considérable; mais à une température moins élevée le liquide jaillissait avec force.

La figure 738 montre l'apparence d'un globule liquide à l'état sphéroïdal.