AUTICLE II. — ÉPROUVETTES GRADUÉES

Les éprouvettes graduées sont ou à pied (fig. Il) , ou SOUS la forme de cloche (fig. 12). Les premières servent à mesurer les liquides, les autres à mesurer les gaz. On les trouve dans le commerce, mais avant de les employer, il faut être certain de leur exactitude. Ainsi les degrés, qui représentent ordinairement de 1 à 5 centimètres cubes, doivent avoir la même capacité. On fait cette vérification en fixant sur une balance l’éprouvette que l’on veut essayer, et en y versant successivement de l’eau ou du mercure que l’on pèse. Si l’éprouvette est bien graduée, les degrés de l’instrument doivent rester dans le même rapport avec les quantités de mercure qu’on a ajoutées.

Pour s’assurer que les degrés des diverses éprouvettes dont on fait usage ont tous la même capacité, on y verse différentes quantités de mercure mesurées avec un tube gradué que l’on construit soi-même.

Si l’on voulait connaître exactement le poids des gaz par les volumes qu’ils occupent, on remplirait l’éprouvette ou le tube gradué jusqu’au dernier degré, avec de l’eau distillée à h degrés, et l’on en déterminerait le poids. Si l’instrument est bien gradué, le nombre de centimètres cubes d’eau distillée représentera un nombre égal de grammes. Mais les éprouvettes et les tubes n’étant pas toujours parfaitement calibrés, cet accord manque assez souvent. Il faut, dans ce cas, noter les différences pour en tenir compte dans les expériences, et dresser une table de réduction, afin de pouvoir calculer le poids du gaz.

Les éprouvettes destinées à mesurer les gaz ont ordinal-

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rement une capacité de 150 à 300 centimètres cubes, un diamètre intérieur de 2 à 3 centimètres et 2 à 3 décimètres de longueur (fig. 13). Chaque degré de l’échelle correspond à 1 ou 2 centimètres cubes. Il est utile que les éprouvettes aient deux graduations en regard, pour qu’on puisse observer deux côtés oj)posés, lorsqu’on détermine le volume des liquides et des gaz. La surface du liquide mercure ou de l’eau doit coïncider avec les deux divisions opposées, si l’on amène l’œil au niveau du liquide.

Pour les observations, la graduation et la vérification, on doit compter la hauteur du bas de la courbe et non de la ligne supérieure. Si l’on se servait de mercure, on aurait

une dépression, mais il faudrait encore prendre la hauteur du niveau général du liquide.

. Lorsqu’on veut calculer la quantité de gaz en poids d’après leur volume, il est nécessaire de graduer soi-même les éprouvettes. Pour cela, on dispose le vase dans une direction perpendiculaire, de manière que l’ouverture soit tournée en haut. D’un autre coté, on prend un tube de verre fermé à la lampe à l’un de ses bouts, et l’on en fait une petite mesure en usant bien les bords sur une pierre de grès. On emplit cette petite mesure de mercure, et l’on applique une lame de verre sur l’ouverture, afin de faire sortir l’excès du mercure. On verse ensuite le liquide dans l’éprouvette que l’on veut graduer, et, après avoir chassé les bulles d’air, on marque un trait bien fin au niveau du mercure; on trace un nouveau trait, et l’on continue ainsi jusqu’à ce que l’éprouvette soit remplie. Les intervalles compris entre deux traits représentent des capacités égales, et si l’éprouvette est régulière, le diamètre doit être le même dans chaque intervalle. On couvre alors l’éprouvette d’une couche mince et bien unie de- vernis liquide ou même tout simplement de cire jaune, et à l’aide d’une machine à diviser, on trace sur la couche de vernis des divisions, de manière que chaque intervalle contienne le même nombre dé divisions. On fait les traits un peu plus longs de cinq en cinq, ou de dix en dix, et l’on place un chiffre à côté, (’.ela étant fait, on passe sur les degrés et sur les chilfres un pinceau chargé d’acide lluorhydrique, qui attaque le verre et trace les divisions.

La partie principale de la machine à diviser est une vis très longue et très régulière. On arrive à connaîti’e exactement l’étendue du pas de la vis, en mesurant la longueur totale de cette dernière; et en divisant le nombre obtenu par le nombre de pas,’ qu’il est facile de compter.

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Cette vis est fixée à demeure, par ses deux extrémités, dans un clicâssis de fer, de telle sorte qu’on peut la faire tourner sur elle-même sans qu’elle change de place. A l’une de ses extrémités se trouve un cercle gradué, mobile, contre lequel glisse un vernier qui est fixe, et qui sert à indiquer de quelle fraction de tour le cercle a tourné.

Sur la vis se trouve un écrou qui peut avancer ou reculer, mais non tourner avec elle. 11 résulte de cette décomposition que si l’on fait faire à la vis un tour complet, l’écrou avance d’une quantité égale au pas de la vis, quantité qui est appréciée avec une grande exactitude.

Lorsque la vis tourne, l’écrou entraîne avec lui un diariot qui porte le couteau destiné à graver les traits, et toutes les pièces qui dirigent le mouvement de ce couteau dans un plan perpendiculaire à Taxe de la vis, ou qui limitent sa course dans ce plan. Ces pièces consistent en ressorts et en charnières d’une construction spéciale.

Devant la vis se trouve un banc de fer sur lecjuel on fixe, au moyen d’un peu de cire molle, finstrument à graduer. Ce banc peut lui-même se mouvoir de manière à permettre de fixer l’instrument parallèlement à la vis.

Le cercle divisé, qui est à l’une des extrémités de la vis, n’entraîne celle-ci que dans un sens. Lorsqu’on lui imprime un mouvement contraire, ce mouvement n’est jilus transmis. On obtient facilement ce résultat au moyen d’une roue il rochet, très finement dentée, et à dents obliques. Un arrêt s’engage entre les dents de cette roue, dans un sens, et glisse sur elles dans f autre.

Le cercle divisé porte sur son limbe un taquet ou butoir qui est fixe et proéminent; il vient buter contre un arrêt qui limite ainsi son mouvement dans ce sens. Un autre taquet semblable au premier, mais susceptible d’être hxé sur tous les points du cercle, limite le mouvement de ce

deiniGi dans 1 autre sens. On conçoit ([u’en faisant frapper alternativement les deux tacjuets contre l’arrêt, le chariot, à chaque double choc, avancera d’une quantité constante, et des lors on pourra tracer avec le couteau des divisions parfaitement égales.

Pour l’exemple suivant, nous supposerons que nous nous servons de la machine de M. Perreaux, qui est une des meilleures.

Dans cette machine, la vis, présente 1 mètre de longueur, 2000 pas. Le jras est donc égal à 1/2 millimètre.

Le cercle présente ZiOO divisions ; à mesure qu’il tournera d’une division, le chariot avancera de 1/800® de millimètre.

On commence par mesurer l’espace à diviser à l’aide d’une règle ; supposons que cette longueur soit de 31"’”% 7 et qu il faille la diviser en 77 parties : chacune de ces parties

= ■ ’ — 0””",&0903. Nous avons vu qu’il fallait tourner

le cercle de 800 divisions pour faire avancer le chariot de

1 millimètre ; le nombre de divisions dont il faudra le tour-

nerpour une distance de 0,/i0903 est donné par la propor-

tion — — =

ce nombre est 327'’’'^ ,224. On né-

glige les derniers chilfres, qui ne peuvent pas être évalués par le A^ernier. Il suffit donc de mettre l’arrêt mobile sur ce chiffre ou sur son complément pour aller à 400, si la graduation est inverse; on obtient ainsi la grandeur

cherchée.

Dans le calcul précédent, il peut arriver qu’on obtienne un nombre de degrés supérieur à 400. Dans ce cas, il faut retrancher de ce nombre autant de fois 400 que cela se peut opérer sur le reste, comme il vient d’être dit, et faire exécuter à la vis autant de tours qu’on a retranché de fois 400 divisions. Ce résultat s’obtient du reste très facilemen

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à l’aide d’uire gouttière en hélice tracée sur le limbe du cercle, et dans laquelle glisse l’arrêt.

Le couteau dont on se sert pour tracer les divisions ne doit nullement être tranchant; il est au contraire nécessaire que son extrémité soit carrée et bien d’équerre, de manière que les traits aient une largeur suflisante et qu’on puisse les apercevoir facilement. Les aiguilles à coudre de différentes grosseurs, et dont on aiguise l’extrémité convenablement, sont d’un emploi commode.

Au lieu de se servir d’une machine à diviser, on peut fixer, à l’aide d’une vis, sur les éprouvettes, un cercle de cuivre qui présente sur deux points placés vis-à-vis l’un de l’autre une échancrure; celle-ci correspond à un petit diamant avec lequel on trace un trait. Pour cela, on fait glisser le cercle de bas en haut jusqu’à ce qu’on aperçoive la lumière à la surface du mercure, à travers les deux échancrures ; alors on le visse et l’on trace un trait avec le diamant.

Pour faire le trait, on peut employer un archet de fil de fer qu’on enduit d’émeri ou même de sable fin et d’eau.

Dans les laboratoires, on peut suppléer aux machines à diviser par de petits diamants à graver, des pierres à fusil et des limes triangulaires. On trace d’abord sur l’instrument à graduer, à l’aide d’une règle, une ligne droite qui la ])arcourt dans toute sa longueur, puis on y verse successivement des poids égaux de mercure, et l’on marque les divisions par de petites lignes transversales.

On peut employer l’eau pour la graduation des éprou- Aettes, mais en prenant quelques précautions : ainsi, la mesure doit être préalablement lavée et égouttée seulement, par la raison que lorsqu’on verse dans l’éprouvette l’eau contenue dans la mesure, celle-ci retient toujours la quantité de liquide qui sert à la mouiller et qu’on ne pourrait pas évaluer.

32 DÉTERMINATION Dü VOLUME DES LIQUIDES ET DES GAZ.

ARTICLE Iir. — Tl'des gradués.

Lorsqu’on veut déterminer le volume des gaz ou en faire l’analyse, on se sert de tubes gradués divisés en millimètres cubes, ayant un diamètre intérieur de 1 à 3 centimètres et une capacité de 25 à 50 centimètres cubes (lig. lù). Ces tubes doivent être très forts, bien calibrés et fermés par un bout en hémisphères réguliers. L’extrémité ouverte est passée sur la meule, ou bien usée avec du sable et de l’eau.

Lorsqu’on veut graduer des tubes étroits avec le mercure, ou observe que ce métal y prend une surface très convexe, et le trait, qui correspond à la surface supérieure , ne donne pas exactement la capacité du tube. Pour éviter cette cause d’erreur, M. Faraday a proposé de faire usage de mercure contenant une partie de plomb ou d’étain sur 4 ou 5000 parties de mercure. 11 se forme une jJellicule à la surface de ce métal qui acquiert ainsi de l’attraction pour le verre, et qui forme une surface jiarfaitement plane. On peut alors marquer le volume avec Fig. i i - précision. Du reste, si l’on se règle, dans la graduation, d’après le sommet du mercure, toutes les divisions, excepté la première, sont exactes. Il suffit, pour corriger l’erreur, qui ne porte que sur la première division, de déduire chaque fois 1/3 de la capacité du tube qu’occupe la partie hémisphérique du mercure.

Il n’est pas indispensable de peser le mercure pour chacune des divisions de l’échelle, lorsque celles-ci sont très petites. On peut les tracer à l’œil, et, si 1 on a 1 habitude de ce genre d’opérations, on obtiendra des divisions secondaires plus exactes.- On divise chaque intervalle en deux parties égales, puis chacune de celles-ci en deux autres.