SPÉCIFIQUE. CONDUCTEUR

Argent

Eau saturée de sun de cuivre.

Eau sstutés de chlôruré de s0dium, à 9°,50 Docs

Eau saturée de nitrate F cui- Vre-

Eau saturée de sulfate des zinc. ne. | 1,4400 4°, 5,77

POIDS POUVOIR 0o 100,000,000

2505" eau, 30%: iodure de PO

y 200 11,20 tassium.

Dissolution d'acide mine “À ES DOS acide. 20°:

Acide azotique ordinaire. . ... je 3% 93,77

Protochlor. d’antimoine. 305" eus. 120% ÿ 112,01

Acide chlor hy drique.. 100°° | | / |

3° En général, le pouvoir conducteur d’une dissolution saline augmente avec la quantité de sel contenue dans la dissolution, mais cela n’a pas toujours lieu. Les dissolutions de sulfate de cuivre et de

(*) M. Pouillet avait indiqué les nombres suivants pour la conductibilité comparative de divers liquides :

Dissolution saturée de sulfate de cuivre... 1 — de sulfate de zinc. .....,..... 0,417 EAU UISUTIÉR Reese... NS 0,0025

Eau avec —

— d'acide azotique. ,..,,.,,. 0,015

PHÉNOMENES GÉNÉRAUX, b3

chlorure de sodium sont des exemples de liquides dont la conductibilité croît avec le degré de concentration jusqu’au point de saturation. Mais il y a des sels déliquescents, ou qui se dissolvent en grande quantité dans l’eau, dont le pouvoir conducteur augmente d’abord avec le degré de concentration , atteint bientôt un maximum, puis diminue ensuite quand cette concentration augmente : le nitrate de cuivre et le sulfate de zine sont dans ce cas. On peut donc avoir une solution saturée de ces derniers sels qui ont le même pouvoir conducteur qu'une solution très-étendue (E. Becquerel) (*).

4 L’élévation de température diminue beaucoup la résistance à la conductibilité des liquides, au lieu de l’augmenter comme dans les métaux; en outre, cette augmentation de conductibilité est beaucoup plus rapide. En effet, pour quelques-uns des liquides cités plus haut, les cocfficients d’augmentation de conductibilité par suite d’une élévation de 1°, par rapport au pouvoir conducteur du liquide à 0°, sont :

Solution saturée de sulfate de cuivre.... 0,0286

Solution étendue de sulfate de zinc. .... 0,022: Acide azotique ordinaire. ....... oo 0,0263

C'est-à-dire qu’en passant de 0 à 100°, ces dissolutions acquièrent une conductibilité environ trois fois et demi plus forte (en moyenne 1 + 100.0,025).

Dans les métaux au contraire, comme on Pa vu page 87, la résistance augmente à peu près entre les mêmes limites de température dans le rapport de 10 à 11 pour le mercure, et de 10 à 16 pour l’étain. Ce sont les deux limites extrêmes; les autres métaux sont intermédiaires.

*) Pour les premières Substances qui n'ont pas de maximum de conductibilité, el même pour les auliés quand elles sont très-étendues, entre certaines limites, on peut établir une relation très-simple entre la résistance ct la quantité de sel dissous à différents degrés de concentration, Cette relation est :

Rest la résistance à la conduclibilité de la dissolution ; g la quantité de sel dissous dans l'unité de volume; A, B, deux constantes pour un même sel et une température déterminée.

Celte formule ne doit pas être considérée comme exprimant la loi du changement

de résistance, mais bien comme pouvant lier assez approximativement es résultats donnés par l'expérience entre certaines limites (E. Becquerel).

3° La conductibilité électrique des liquides semble liée au pou-

ol voir que possède l'électricité de les décomposer; toutes les circonsui tances qui facilitent leur décomposition facilitent le passage de Li = l'électricité. Mais nous ne pouvons actuellement traiter la question £ | de savoir de quelle manière cette conductibilité peut s’opérer; nous

‘Î ne nous occuperons de ce sujet que lors des décompositions chi-

miques dues à l'électricité.

Résistance des gaz. Si un certain nombre de corps solides et liquides laissent circuler l’électricité au travers de leur masse, les | Ë gaz, à la température ordinaire , sont rangés parmi les substances non conductrices. Les expériences sur lesquelles -on se fonde pour à établir ce fait sont les suivantes : si l’on dispose un ou plusieurs ! couples voltaïques isolés, et terminés par des conducteurs dont les | deux extrémités sont placées en face l’une de Pautre, dans l'air ou dans un gaz, même à une distance fort petite, et que dans le circuit se trouve un galvanomètre extrêmement sensible, l’aiguille de celui-ci se maintient au zéro. En raréfiant le gaz de façon que les deux extrémités des conducteurs ne soient plus séparées que par un milieu très-raréfié, il n’y a pas non plus de transmission d’électricité, et le galvanomètre n’accuse aucune déviation. On suppose, bien entendu, que la pile se compose d’un petit nombre d'éléments, et que l'électricité n’ait pas une tension suffisante pour donner lieu à une décharge et pour laisser établir l'arc voltaïque entre les extrémités des fils métalliques. On sait, en effet, qu'avec un certain nombre de couples bien isolés, et à une très-petite distance dans l'air, à la température ordinaire , il se produit des étincelles entre les deux extrémités des conducteurs; dans ce cas, c’est alors en vertu de l’excès de tension de l'électricité que les décharges ont lieu, et il ne s'opère pas une circulation continue dans le gaz, à la manière de celle qui s’établit dans les métaux et dans les liquides. Sauf ces conditions particulières, on peut donc dire qu’à la tem- | pérature ordinaire et quelle que soit leur force élastique, les gaz ne permettent pas à un courant électrique provenant d’une pile à faible tension de passer au travers de leur masse; mais si lon examine avec attention quel est le mode d’action de la chaleur sur les corps, on peut arriver à d’autres conclusions.

On à vu, en effet, que la chaleur agit puissamment pour modifier la conductibilité des différents corps, mais que son action dépend de leur état physique. Les métaux éprouvent une diminution de conductibilité par suite d’une élévation de température ;

certains composés et les liquides, au contraire, donnent lieu à une augmentation de pouvoir conducteur. Il semble donc qu'en élevant la température des différents corps, leur pouvoir de conduire l’électricité tend à devenir de moins en moins différent, puisque les métaux qui sont les meilleurs conducteurs offrent une résistance plus grande au passage du courant quand on les chauffe, tandis que les sels fusibles et les liquides , qui sont moins bons conducteurs que ceux-ci, conduisent d'autant. mieux que leur température s'élève davantage.

Mais comment les gaz sont-ils influencés par la chaleur? Sils sont isolants à la température ordinaire, livrent-ils passage à l’électricité à mesure que la température s'élève?

Erman a montré le premier que les flammes conduisent l’électricité à faible tension, et il a même trouvé qu'il y a inégalité d’action lorsque le conducteur plongé dans la flamme est électrisé positivement ou négativement. Dans la plupart des flammes un conducteur touchant au pôle.positif d’une pile voltaïque isolée est déchargé complétement, et le pôle négatif acquiert son maximum action sur un électroscope à feuilles d’or; dans la flamme du phosphore, au contraire, l'inverse a lieu.

En plaçant dans la flamme deux petites spirales en platine, à une certaine distance l’une de l’autre et sur un même plan horizontal , afin qu’étant plongées toutes deux dans la flamme, et chacune d'elles communiquant à l’une des extrémités d’un couple voltaïque et d’un multiplicateur, l'électricité püt passer, au moyen de la flamme, entre les deux spirales , on est arrivé aux conséquences suivantes (Becquerel) :

1° Les deux spirales étant placées sur un même plan horizontal, dans la flamme d’une lampe à alcool, de façon à rougir sensiblement de la même manière, on a une déviation qui montre que le courant électrique passe entre les deux spirales. En faisant passer le courant en sens inverse, l'aiguille se dévie d’un même nombre de degrés dans l'autre sens.

2° Quand, à l’aide d’un chalumeau et d’une autre lampe à alcool que l’on tient à la main, on chauffe au rouge blanc une des spirales, si celle que l’on chauffe ainsi touche au pôle positif du couple, alors l’aiguille du multiplicateur se dévie beaucoup plus et marche vers 90 degrés; si la spirale surchauffée est négative, la déviation n’augmente que de quelques degrés.

3° Avec la flamme du soufre, un seul couple ne donne que 1

degré de déviation au galvanomètre ; mais avec une pile à auge de trente éléments, on a une déviation de ‘30 degrés.

4 La flamme d’une bougie donne le même effet que la flamme d’une lampe à alcool.

5° En brülant de Palcool contenant du chlorure de strontium , on sait que la flamme présente une coloration rouge indiquant la présence de la strontiane; on a alors, dans les mêmes conditions que celles du n° 1, une déviation par première impulsion de 45 degrés dans le galvanomètre, au lieu de 21 degrés que l’on observe quand Palcool est pur.

k | Ces expériences mettent donc en évidence , indépendamment du

+ pouvoir conducteur des flammes, laugmentation d'effet que lon | obtient quand elles renferment un corps étranger, et aussi quand : le conducteur positif est échauffé davantage.

Cette propriété que possèdent les flammes de conduire lélectricité à faible tension appartient également aux fluides aériformes portés à des températures élevées.

Afin de pouvoir élever la température des gaz soumis à l'expérience, et modifier facilement leur pression, on a fait usage de l'appareil suivant (E. Becquerel) :

Fig. 48.

FS

AB est un tube en platine tiré à la fière et sans soudure , ayant 65 centimètres de longueur et 1 centimètre de diamètre intérieur; son épaisseur est telle, que Pon peut faire le vide dans l'intérieur sans le déformer, même quand une partie de sa longueur

est portée à la température rouge-blanc. Ce tube est renfermé dans un autre tube en terre A'B', qui traverse un fourneau horizontalement, afin que le charbon ne touche pas au platine. et que ce métal ne soit pas altéré.

Cette disposition permet donc d’échauffer un gaz au milieu du tube de platine; on peut en outre à l’aide de tubes de verre munis de robinet f, j, faire circuler le courant de gaz ou le raréfier dans l'intérieur de ce cylindre métallique.

Le tube de platine a presque toujours servi de conducteur dans ces expériences , mais, comme il est nécessaire d’un second conducteur, on s’est arrêté aux dispositions suivantes :

Quand on opère sur l'air, on se sert d’un fil de platine tendu au moyen d'un petit poids et maintenu par deux supports isolants placés, chacun d’eux, à plus d’un mètre du foyer de chaleur et dans le prolongement de la direction AB ; ce fil passe dans l’axe du tube de platine AB, de sorte que si ce tube communique à l’un des pôles d’une pile, et le fil à l’autre pôle, du moment ou une circulation d'électricité s’établit dans le circuit, elle ne peut avoir lieu que par l'intermédiaire du gaz placé dans le tube, puisque, pendant tout le cours de l'expérience, le fil demeure parfaitement isolé , et que les supports isolants situés loin du ‘oyer de chaleur restent toujours dans les mêmes conditions de température. On a fait usage également de deux fils de platine isolés parallèles servant d’électrodes , et passant, sans le toucher, au milieu d’un tube de porcelaine chauffé au rouge.

Quand on emploie d’autres gaz que lair, tels que l'oxygène, l'hydrogène , etc., on prend pour conducteur d’abord le tube de platine AB, puis, au lieu du fil tendu, une tige de platine ab, également placée dans l’axe du tube. Mais cette tige a une longueur telle, qu’elle n’arrive que jusqu’au milieu de AB; elle est formée de platine contenant un peu d'iridium, afin qu’elle soit assez rigide pour qu’une partie de sa longueur étant portée à la température rouge , elle ne puisse se courber. Elle est maintenue isolée dans l'axe du tube, &’abord par le tube de verre isolant e soudé en e, au milieu duquel elle passe, puis à l’aide d’un petit anneau de verre garni de gomme laque d, et placé dans le tube de platine à une distance telle du fourneau B" que la gomme laque ne soit pas altérée.

D’après cette dernière disposition, on ne peut craindre que la circulation de l'électricité s’établisse, à un moment donné, par le

le SE

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petit support 4, dont la température s'élève; car, en opérant également avec le fil de platine isolé, on obtient, les mêmes effets.

La pile P se compose d’un ou de plusieurs couples suivant les expériences, mais elle doit toujours être posée sur un support iso- Jlant. En HH' se trouve un commutateur destiné à changer le sens du courant de la pile.

Un galvanomètre M à long fil (24,000 tours) , est placé à côté de la pile P. Il est nécessaire-de lui donner une extrême sensibilité pour ce genre d’expériences.

Près du galvanomètre, se trouve un rhéostat CC’ DD’ d'une nature telle à cause de la grande résistance des gaz échauffés qu'il s’agit de mesurer. Ce rhéostat est formé simplement d’une colonne liquide d’un très-petit diamètre, dont on fait varier la longueur à volonté. Il se compose d’abord d’un gros tube de verre CD’ vertical, que l’on peut remplir de liquide. Un tube capillaire CD, parfaitement calibré, d’égal diamètre dans toute sa longueur , et divisé sur verre par demi-millimètres comme une tige de thermomètre, plonge dans cette éprouvette de manière à en occuper l'axe. Il est ouvert par les deux bouts, et se trouve maintenu à la partie supérieure C' du gros tube parun bouchon de liége. On comprend aisément qu’à l’aide de cette disposition, le liquide placé dans l’éprouvette CD’ pénètre dans le tube capillaire , et forme dans ce dernier une colonne d’égal diamètre dans toute sa longueur. Une lame métallique L de platine ou de cuivre, suivant les expériences, plonge dans l’éprouvette et vient se présenter à la base du tube capillaire ; elle est attachée à un fil métallique K qui vient communiquer au galvanomètre. Un long fil de platine STT', le plus rigide possible, est introduit dans le tube capillaire CD par la partie supérieure, de sorte qu’en l’enfonçant plus ou moins, on fait varier la longueur de la colonne liquide T' D comprise entre l'extrémité inférieure du fil de platine et la base B du tube capillaire. Le fil est attaché en S au support R, de manière qu’on peut interposer dans le circuit voltaïque , à l’aide des fils IK et ST, la colonne liquide T'D variable de longueur.

Actuellement, il est facile de comprendre le mode d’ expérimentation adopté:le courant électrique développé dans P traverse le galvanomètre M, le rhéostat C'D', puis vient se présenter pour traverser l'intervalle qui sépare le tube de platine AB de la tige «b ou du fil tendu parallèlement suivant son axe. Si le gaz placé dans le tube transmet le courant électrique, le circuit se trouve fermé, et l’ai-

PIHÉNOMÈNES GÉNÉRAUX. 99

guille du galvanomètre se dévie. La déviation ainsi observée dépend de l'intensité de la pile, de la régistance du gaz renfermé dans le tube de platine, et de Ja longueur de la petite colonne liquide T'D du rhéostat. Si la pile et le gaz restent dans les mêmes conditions, on allonge ou l’on diminue cette colonne en élevant ou en enfonçant le fil dans le tube de verre divisé CD; alors la déviation de l'aiguille aimantée diminue ou augmente,

Supposons qu’au commencement d’une expérience on place un petit are métallique en EE, alors le courant passe seulement par le galvanomètre et le rhéostat, et le gaz se trouve en dehors du cirenit. La déviation de l'aiguille aimantée, dans ce cas, peut être amenée et maintenue à tel degré que Fon veut, en faisant varier la longueur de la colonne liquide. Admettons, par exemple, qu'on ait amené l'aiguille à vingt degrés : on note avec soin la position de Pextrémité T’ du fil dans le tube de verre divisé. Si maintenant on Ôte l’arc métallique EE’, et qu’on introduise dans le cireuit les fils métalliques F'G et FA, et le gaz intérieur qui transmet l'électricité, alors la résistance du circuit étant augmentée , la déviation de Faiguille aimantée diminue; mais on abaisse l'extrémité T’ du long fil de platine du rhéostat dans le tube de verre divisé CD, et la déviation de l'aiguille aimantée augmente de nouveau. Lorsqu'on est arrivé à un point tel, que la déviation de l'aiguille est à vingt degrés, comme précédemment, on est certain que, Pintensité du courant étant la même, la longueur de la colonne liquide comprise entre les deux positions de l'extrémité T' du fil est équivalente à la résistance du gaz contenu dans AB augmentée de la résistance au passage des fils métalliques F'G et FA dans le gaz, car la résistance propre des fils situés entre le fourneau et le commutateur n’est pas appréciable en présence des résistances que l’on évalue.

D’après cette méthode d’expérimentation, il est évident comme on vient de le dire, que l'en a en même temps et la résistance propre du gaz et la résistance au passage des conducteurs dans le gaz, en admettant que cette dernière soit mesurable en présence de la résistance du gaz.

Quand on opère ainsi, on trouve que les gaz conduisent les courants électriques lorsqu'ils environnent des électrodes métalliques parfaitement isolées et que leur température est suffisamment élevée. Les gaz acquièrent cette faculté à la température rouge naissant, et, à partir de cette limite, ils transmettent d'autant mieux Pélectricité que leur température s’élève davantage ; is livrent alors

passage même aux plus faibles courants électriques que l’on puisse produire à l’aide d’un couple de pgfite dimension.

Cette propriété est générale à tous les fluides aériformes. En opérant avec l'hydrogène, l’oxygène, l'acide carbonique, l'azote, le chlore , la vapeur d’eau, etc., comme avec l'air, on observe des effets analogues , mais plus ou moins marqués suivant leur nature.

La chaleur agit dans le même sens sur chacun d'eux, et inégalement; à mesure que l’on chauffe les gaz davantage, les rapports des nombres qui expriment leur résistance au passage des courants tendent sans cesse à se rapprocher de l’unité.

Les dimensions relatives des électrodes en platine qui servent à transmettre les courants électriques au travers des gaz ont une influence telle, que la proportion d'électricité qui passe est plus grande quand on augmente la surface de l’électrode négative. On observe un effet du même genre lors du passage de l'électricité dans les liquides.

La résistance d’un gaz à la transmission de l'électricité varie avec le nombre de couples de la pile et avec l’intensité du courant électrique qui le traverse.

Au-dessous de la température rouge , il n’y a pas de différence appréciable entre un gaz raréfié et un gaz à la pression ordinaire : l'électricité ne peut cheminer entre les électrodes métalliques isolées qui s'y trouvent plongées ; au-dessus de cette limite, les différences commencent à se manifester, et le gaz dilaté transmet toujours mieux l'électricité.

Lorsqu'on diminue la force élastique de Pair ou d’un gaz porté à la température rouge, sa résistance diminue, et, une fois arrivé au plus haut degré de raréfaction que puisse produire la machine preumatique , le milieu gazeux ainsi raréfié atteint son minimum de résistance , qui néanmoins est encore facilement appréciable. La diminution de force élastique dans chaque gaz, à égalité de température, rend leur résistance de moins en moins différente lune de l'autre, et, quand on arrive à une faible pression de trois ou quatre millimètres de mercure (au vide de la machine pneumatique), tous les gaz raréfiés transmettent également bien les courants élec-

triques.

Ainsi la chaleur agit dans le même sens que la diminution de pression pour donner aux gaz des pouvoirs conducteurs de moins en moins différents ; mais néanmoins elle a une action propre bien évidente, puisque à la température ordinaire, dans le vide le plus

parfait que puissent produire les machines pneumatiques, il n’y a pas de transmyÿssion électrique appréciable , tandis qu’à la température rouge, l'électricité peut traverser un gaz, même quand il est condensé , alors que la masse soumise à l'expérience est plus grande.

Il'est aisé de comprendre combien la comparaison des résistances des gaz est complexe, puisque ces résistances varient avec la température , la pression et l'intensité du courant qui passe dans le circuit; en outre, les résultats sont influencés par la nature des métaux qui servent à transmettre l'électricité dans les gaz, et il serait nécessaire d'éliminer la résistance au passage des électrodes, afin d’avoir l’action propre des gaz. Ne pouvant donner dans ce résumé les nombres relatifs aux différentes conditions des expériences, nous nous bornerons à citer, par ordre de résistance, les gaz qui ont servi aux observations faites à la température rougeblanc et à la pression de l’atmosphère lorsque les électrodes sont en platine, ainsi que les limites eutre lesquelles ils sont compris (la résistance de l'air est prise pour unité) :

Hydrogène (la résistance est comprise entre 0,3 et 0,4 de celle de l’air, suivant les circonstances des expériences) ;

Hydrogène protocarboné ;

Oxygène (la résistance est comprise entre 0,5 et 0,7);

Chlore (la résistance ne dépasse pas 0,92);

Protoxyde d’azote |

AZote nr A5 5 6 |

Acide carbonique (résistance comprise entre 1, 2 et 2).

On peut se demander comment cette transmission des courants électriques au travers des gaz peut s’opérer ?

L’électricité ne peut traverser un milieu gazeux que par la conductibilité des particules fluides , ou à l’aide de décharges. Dans le premier cas, la résistance des gaz à la transmission des courants est toute physique et analogue à celle que les métaux et les conducteurs opposent au passage de l'électricité. Dans le second cas, cette résistance est en quelque sorte mécanique, et provient de ce que les molécules gazeuses font obstacle aux décharges électriques. ;

Il semble, de prime abord, que les résultats des observations soient difficiles à interpréter dans l'hypothèse de la transmission par conductibilité. En effet, dans l’état actuel de nos connaissances, on admet que l'électricité ne chemine dans les corps conducteurs

résistance peu différente de celle de Pair;