Thennoaiètre de ■• Blees. — ToUtcfois, l'appareil de

M. Harris manque un peu de sensibilité, parce que le fil, étant rectiligne, ne peut avoir une grande longueur; il n'absorbe qu'une

*) PhU. Trans, (1827). p. 18.

iU TRAITE D'ËLCCTRICnt STAIIQUE.

petite fraction de la chaleur totale de la décharge et la communique à une masse de gaz trop grande.

M. Riess (') y a apporté deux moditications ingénieuses. Le fil de métal a été remplacé par une hélice en platine S (fîg. 147), qui peut présenter une très-grande résistance, suspendue à deux bornes A et B. Le tube capillaire, au lieu d'être vertical, est posé sur une planchette que l'on peut incliner d'un angle quelconque à l'aide d'un arc K et d'une vis de pression, et il communique avec un tube vertical E d'un grand diamètre par lequel on introduit une certaine quantité de liquide; le liquide employé par

M. Riess était un mélange d'acide sulfurique et d'alcool auquel on avait ajouté un peu de matière colorante.

L'excès de pression du gaz produit par réchauffement se traduit ainsi par un déplacement plus long dans le tube capillaire, et l'on peut modifier la sensibilité à volonté. Sur la boule est mastiquée une tubulure C fermée par un bouchon, par laquelle on peut mettre l'air du thermomètre en communication avec l'atmosphère et le ramener à la pression extérieure au commencement de chaque expérience.

Comme l'échaufTemcnt du gaz esttrès-rapide, le liquide atteint, presque aussitôt après la décharge, son maximum de déplace-

'1 ReibuagKelcktricital, M. 1. p. 301.

INSTRUMENTS DX)BSERYATION ET DE MESURES. 4tô

ment, et Ton peut négliger la perte de chaleur qui a lieu par conductibilité ou par rayonnement. Le changement de pression et le changement de volume du gaz sont proportionnels à la quantité de chaleur dégagée et au déplacement du niveau dans le tube capillaire. Ces déplacements sufQront donc pour indiquer les rapports des quantités de chaleur dégagées dans dilTércntes expériences.

32«^. Le calcul de la quantité absolue de chaleur dégagée est à peu prés inutile ; il ne présente, d'ailleurs, aucune difficulté.

Soit V le volume primitif du gaz, / sa température et Q sa pression évaluée en colonne du liquide employé, d le nombre de divisions dont le liquide s est déplacé, u le volume de chaque division, h le changement de pression correspondant, et t la nouvelle température. On aura, en appelant a le coefficient de dilatation des gaz,

VH (V -h dîi) (II + /i)

ou

on

Comme l'élévation de température f — / est très-faible, peut reii! placer cette équation parla suivante :

Si s est la section du tube E, s la section du tube capillaire, X le changement de niveau dans le tube E et ^ Tangle du tube capillaire avec Thorizon, on a

Sur = du

A — X ^ sm p = rfii h^ 4 - = A-rf,

en posant

, /i sin 3\

436 TRAITE D'ËLECTRIGITË STATIQUE:

En remplaçant h par cette valeur dans l'équation (1), il vient

D'autre part, appelons P le poids du fil, C sa chaleur spécifique et T la température qu'il aurait atteinte s'il eût gardé seul la quantité de chaleur Q que lui fournit la décharge, p le poids de l'air et c sa chaleur spécifique, on a aussi

(3) Q = PC(T - 0 = (PC -^-pc) (/' — /).

On en déduit

Toutes les quantités comprises entre parenthèses étant constantes quand on ne modifie pas l'appareil, on voit que la quantité de chaleur dégagée et réchauffement théorique du fil sont proportionnels au nombre de divisions dont le liquide s'est déplacé. On remarquera aussi que, pour une même décharge, l'effet est sensiblement indépendant des petites variations que peuvent éprouver la pression primitive H et la température initiale t.

Toutefois, si l'on voulait se servir de cette formule pour des mesures absolues, il faudrait faire attention que la masse de gaz qui constitue le thermomètre change en même temps de volume et de pression ; par suite, la chaleur spécifique que l'on doit introduire dans les formules est une quantité intermédiaire entre la chaleur spécifique de l'air à volume constant et sa chaleur spécifique à pression constante, et la valeur de cette chaleur spécifique particulière dépend des dimensions de l'appareil et de l'inclinaison du tube. Pour éviter toute difficulté, il vaudrait mieux, dans des expériences del cette nature, mettre le tube horizontal, afin que la pression du gaz reste constante.

526. Thcrmoiiiètrc insoripteiir. — On peut cucorc employer les méthodes dUnscription (^) qui permettent de réaliser

(*) Journal de Phytique, V. W, p. 315.

INSntUHENTC D*OBSERVATIO:< ET K NESURES. 437

rapidement une si-ne d'expériences dont on examine ensuite les nl-sutUls à loisir. Pour cela, le thermomètre (lig. 148) est formé d'un tube de verre terminé par deux garnitures entre lesquelles est suspendue une hélice de fil de plalioe. Les garnitures sont munies de crochets C et C cl de bornes à vis de pression Pet P", par où l'on produira les décharges dans le fil. La garniture supérieure porte, en outre, une tubulure S que l'on met en communication, par un tube de caoutchouc, avec un tambour à lcvi<>r comme ceux dont M. Marvy a tint' un si grand parti dans ses expériences de physiologie.

Ce tambour est lormi- d'une rapsuie de mêlai (lig. 14<Jf munie d'un

lube T, et Termin; par une meiubrane de caoutclioup sur laquelle repose une plaque de métal munie d'une petite tige. Quand la

pression du gai dans le tambour augmoiilo pour une cause quelconque, comme l'échaulTeinctil produit par la décharge

dans le thermomètre, la meiubrane se gonlle et soulève un levier OAB dont l'extrémiti- csl munie d'une pointe. La figure 15U

498 TRAITE D'ËlECmiCITË STATIQUE,

montre d'une manière plus complète le détail de cet ingénteui instrument. La pointe du levier, dont le déplacement est Irèsnolable pour un petit changement de pression, s'appuie sur un cylindre couvert d'une feuille de papier enfumé et md par un mouvement d'horlogerie.

527. Si la quantité de chaleur dégagée est faible, on peul élre assuré, sans faire aucun calcul, que les changements de volume du gaz, les variations de pression et les déplacements du levier sont proportionnels entre eux et proportionnels à la quantité de chaleur fournie par la décharge. Dans la ligure 1 51 , par exemple, qui est une reproduction aussi fidèle que possible des courbes obtenues par les décharges d'une batterie, les traits horizontaux

fl( 151.

correspondent à la position de la pointe avant la décharge ;Ja courbe se relève brusquement au moment où l'explosion a lieu. On voit par la forme des courbes que l'échaufTcment de l'air n'est pas instantané ; il atteint rapidement son maximum, puis le refroidissement lent se produit d'une manière régulière.

La figure correspond à des expériences dans lesquelles l'explosion provenait d'une batterie chargée de quantités d'électricités variables; les numéros des dilTérentes courbes indiquent les nombres des élincettes d'une bouteille de Lane qui servait à mesurer la charge électrique. Pour comparer les quantités de chaleur, il sufnt donc de mesurer sur le papier les ordonnées maxima de ces différentes courbes.

On obtient ainsi :

UtSTRUMENTS D OBSERVATIOiN ET D£ MESURES.

HOMBBS

OBDOXNÉE MAXIM LU

REPBOIOIMBMINT

On peut encore faire le calcul d'une manière plus complète en tenant compte des pertes subies par l'appareil pendant la période d'échauffement. La courbe de refroidissement permet de déterminer, soit par le calcul, soit par une construction graphique, la déperdition qui a lieu pendant la période ascendante. En ajoutant cette perte à l'ordonnée maximum, on obtiendra le déplacement qu'aurait fourni l'appareil s*il e.ût été à l'abri de cette cause d'erreur. La quatrième colonne du tableau indique cette perte, et les calculs de la cinquième ont été faits avec des nombres ainsi corrigés. On voit, d'après la troisième et la cinquième colonnes , que la quantité de chaleur est sensiblement proportionnelle au carré du nombre des étincelles.

Je n'insiste pas, d'ailleurs, sur l'expérience elle-même, qui n'a pas été faite avec des soins particuliers; j'ai voulu seulement donner un exemple de la méthode d'inscription, et montrer que l'examen de pareilles courbes, même au point de vue des évaluations numériques, présente parfois des ressources que r/ctlie pas l'observation directe.

OALVAMOMÈTIŒS.

3.8. L'écoulement d'électricité qui a lieu dans un conducteur, pendant les décharges électriques, est un phénomène tout a fait comparable aux courants que l'on obtient en réunissant par un (il les deux pôles d'une pile de Yolta. Dans les deux cas, en effet, on peut décomposer les corps tels que l'eau, dévier l'aiguille aimantée et provoquer l'aimantation; il y a cependant

une distinction à établir entre les deux genres de phénomènes. Un courant électrique ordinaire est continu et produit des effets réguliers : la décomposition des corps s'eflectue avec séparation des éléments; Taiguille aimantée est déviée de façon que le pôle Nord se porte à la gauche du courant, et l'action qu'elle éprouve est proportionnelle à Tintensité du courant, c'est-à-dire à la quantité d'électricité qui passe dans le fil pendant l'unité de temps. Les décharges électriques, au contraire, sont en général un phénomène tellement brusque, qu'il est difficile de prévoir et d'en régulariser les effets : le passage d'une décharge au travers de l'eau ou d'un composé chimique produit bien une décomposition partielle, mais le plus souvent les éléments de la combinaison restent mélangés; d'autre part, une aiguille aimantée, située dans le voisinage d'un conducteur traversé par la décharge, n'est généralement pas déviée, mais son magnétisme peut être profondément modifié.

329. Expérienees de Coiiadoii. — CoUadou a montré (') que, si la décharge est continue, comme celle que l'on obtient en maintenant en communication avec le sol le conducteur d'une machine électrique en mouvement, ou bien en réunissant les armatures d'une batterie par un corps médiocrement conducteur, ce genre de décharges agit sur l'aiguille aimantée comme un courant électrique ordinaire, en portant le pôle Nord vers la gauche du courant d'électricité positive. On peut alors employer, pour observer ces phénomènes, les galvanomètres ordinaires, dont nous ne donnerons pas ici la description.

CoUadon s'est servi d'abord d'un galvanomètre de Nobili à deux aiguilles (fig. 1 52) dont le cadre était entouré par cent tours de fil recouvert d'une double couche de soie. 11 est nécessaire, en effet, dHsoler le mieux possible les différentes spires du multiplicateur, pour éviter que la décharge ne passe d'une spire à l'autre sous forme d*étincelle. Les deux fils du galvanomètre étant terminés par des pointes très-effilées, on les approcha dès deux armatures d'une batterie électrisée, composée de trente jarres, dont la surface totale était de 4000 pieds carrés. L'aiguille du galvanomètre commença à se déplacer quand les pointes furent à 4 ou

(^) AimaUê de Chimie et de Phytiquet 2« série, t. XXXUI, p. 6S.

INSTRUMENTS D'fffiSESTATION ET DE HESURES. 451

5 cenlimèlres des armalures ; pour une distance de 1 ou 2 centimètres, la déviation atteignit 25* et l'aiguille revint à sa position primitive au bout de quelques secondes.

CoHadon a constaté, en intervertissant l'ordre des iîls ou en chargeant la batterie d'i^lectricité différente, que la déviation de l'aiguille se fait toujours du cdté prévu par la direction suivant laquelle s'écoule l'électricité positive.

La durée de la décharge augmente avec la dislance des pointes , et l'on peut ainsi maintenir l'aiguille déviée pen- Fig. 151.

dant plus d'une minute. 11 faut seulement éviter d'approcher les pointes assez prés des armatures de la batterie, pour que la décharge ait lieu sous forme d'explosion.

Comme la résistance du fil de communication nécessaii-e pour ralentir la décharge est considérable par rapport à celle du galvanomètre, on peut multiplier le nombre des tours sans inconvénient. CoUadon s'est servi d'un galvanomètre de 500 tours dont le fil était doublement recouvert de soie et dont les difl&renles couches de spires étaient séparées par des feuilles de taffetas; il obtint ainsi des déviations dix fois plus grandes.

En réunissant les deux tîls du galvanomètre aux deux conducteurs d'une machine de Naime, il a vérifié que la déviation de l'aiguille est proportionnelle à la vitesse de rotation de la machine, dans les limites entre lesquelles la proportionnalité a lieu aussi pour les courants ordinaires. La même expérience réussit avec les machines de Ramsden quand les coussins communiquent bien avec le sol et que le fil du galvanomètre communique, d'une part avec le sol et, d'autre part, avec le con-

ducleur de la machine. Si les communications des coussins sont insuffisantes, l'aiguille est agitée sans déviation permanente.

On obtient des effets plus réguliers en approchant seulement du conducteur de la machine Tune des extrémités du fil du galvanomètre terminée en pointe ; la vitesse de rotation de la machine étant supposée constante, l'intensité du courant varie alors avec la distance de la pointe au conducteur, comme on le voit d'après les expériences suivantes.