SECONDE PARTIE

DE L'AÉROMÉTRIE.

417. Nous établirons dans Yaérométrie, science du mouvement des fluides aériformes , et qu'en conséquence on nommerait plus conrenablement aérodynamique, les mêmes divisions que dans l'hydraulique proprement dite ; et nous aurons à y traiter des lois du mouvement : 1 .^ lorsque ces fluides sortent , par Feffet d'une compression , d'un réservoir où ils étaient renfermés : 2.^ lorsqu'ils se meuvent dans des tuyaux de conduite : 5.^ lorsqu'ils agissent comme moteurs. Ici , on n'aura pas de section correspondante à celles des machines fui élèvent l'eau.

Avant d'aborder ces matières, rappelons succinctement quelques propriétés de l'air qui s'y réfèrent : c'est lair de l'atmosphère dont il va être principalement question.

PRÉLIMINAIRES

PROPRIÂTâS MÉGANIQUBS DB I^'AIIU

418. L'air atmosphérique, quoique compose le deux substances essentiellement différentes et <^^^ Amplement mélangées , le gaz azote et le gaz oxi-

486 PROPHIÉTÉS MÉCANIQUES DE l'aIIL

gène, est regardé en mécanique comme mi corps homogène.

Elutîrit^. 4 ^ 9* U ^^ 9 ainsi que tous les fluides aérifoi^nes , éminemment élastique.

Par suite de cette élasticité , il tend continuellement à occuper un plus ^nd espace; de manière que celui qui est contenu dans un yase clos, exerce, en vertu de cette tendance, un effort ou une pression sur les parois de ce yase. D'après les principes de lli jdrostatique , et abstractioli fiiite de la pesanteur du fluide, la passion est ^le »ar tous les points des parois : de sorte que ii sur uii d*euit on place un manomètre {i)t la hauteur k laquelle le mercure et en général le liquide dont il est garni s'y élèvera, indiquera htjbrûe élastique de l'air renfermé dans le vase. Compre»- ^20. L'air se comprime sous les poids dont -aUtr' ^^ ^^ charge et proportionnellement à ces poîds. Cette loi établie par Mariette, vérifiée depuis long-tems pour les petites charges , vient d'être confirmée, et d'une manière directe, par les

(1) Le manomètre dont je me suis servi dans les expériences qui vont être rapportées , est représenté ii la figure 90 : il consiste en un tube dé verre doublement recourbé, et enchâssé dans une pièce déboSft portant un couvercle^ charnière. Des trois branches A, B et G du tube, la première passe derrière la seconde : elle est vide, et les deux autres con* tiennent, dans leur moitié inférieure, du mercui'e ou de Feau colorée qui y est naturellement de niveau. L'instrument s'introduit par le bout conique dans un trou circulaire pratiqué sur le réservoir d'air. Lorsque ce fluide est comprimé, comme il communique, par la branche A, avec le haut de la branche B, il y presse de haiit en bas lé liquide, et il le force i. s'élever dans la branche G : alors la différence de niveau du liquide dans les deux branches est la hauteur manométri^ue , mesure de là force élastique.

PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES DE L^Àlll* 4^7

belles expériences de MM. Dulong et Arago(i), jusqu'à rénorme charge ou pression d'une colonne de mercure, de 20™499 de haut, pression de 27 atmosphères ^ c'est-à-dire égale à 37 fois celle qui est due au poids de notre atmosphère , et qui est indiquée pa,r la hauteur du baromètre au niveau de la mer, hauteur qu'on estime généralement à 0^76. (Les observations les plus exactes donnent , d'après mes supputations, 6^q62^ le mercure étant réduit à zéro de température thermométrique. )

4^1. Toute pression exercée sur une sur&ce équivaut à on poids qui serait placé dessus ^ et ce poids peut être représenté a son tour par une colonne de fluide pesant. Soit ç la surface pressée qui sera la base de la colonne, h sa hauteur, ta le poids du mètre cube du fluide qui la constitue : choè sera son poids f ainsi que Ja mesure de la pression sur la surface 0*. Ce poids 9 comme cette mesure, se réduira k heof sous Tunité de surface. De plus , pour un même fluide , elle sera simplement proportionnelle à A, et comme représentée par h. C'est dans ce sens, arec ces réserves et de l'unité ou de l'égalité de •orfiice et de l'identité de fluide manométrique, que dans l'écoulement des eaux, dans les tuyaux de conduite, dans les pompes^ dans ce que nous venons de dire et dans ce qni va suivre, A, ou son équivalent, représente respectivement la charge, la pression piézom étriqué, la résistance au mouvement, Ift pression atmosphérique et la force élastique; car dPaillearB la mesure absolue de ces quantités est 0*^^.

4^2. L'air se dilate par la chaleur ; et d'un Dilatabil 267.*, ou des 0,00575 de son volume pour chaque j^ ^^ degré du thermomètre centigrade, à partir du zéro de ce thermomètre. De sorte que le volume

(1) jànnales de chimie et de ptysi^ue. Ton». 43. 1630.

488 nomÈrts mècasiuvis de l'air.

d'une masse d air , qui serait représenté par i à o\ le sera par i +o,oo375f à f.

Tous les fluides aériformes suivent cette loi de dilatabilité, ainsi que celle d'une compression proportionnelle aux poids, îds de 4^3. La densité des corps, la masse demen- J!?^ rant la même, est en raison inverse du volume: de sorte que les densités d'une même masse de fluide, à o^ et à f^, seront entre elles comme 1 +0,00375 à 1. Les poids, sous même volume, suivent le rapport des densités : il en sera ainsi des poids spécifiques du corps, qui sont leur poids sous l'unité de volume.

Le poids spécifique d'un fluide aériforme sera donc une fonction de la charge qui le comprime et de la chaleur qui le pénètre : il au^ mentera avec la charge et il diminuera avec k chaleur dans les rapports que nous venons d'indiquer.

D'après des expériences de MM. Biotet Arago, un mètre cube dair atmosphérique sec, à 0^76 de charge ou pression barométrique et à 0° de température, pèse 1*299. Ainsi, sous une pression barométrique représentée par è™ et à une température t, le poids d'uu mètre cube ou le poids spécifique de l'air atmosphérique sec sera

La vapeur aqueuse qui existe toujours dan$ l'atmosphère, en plus ou moins grande quantité, étant plus légère que l'air, diminue son poids