LOI DE MARIOTTE

zote. Ces gaz obéissent sensiblement à la loi (le Mariotte comme l’air lui-même, jusqu’à des pressions de 100 atmosphères environ. 11 reconnut d’autre part, comme l'avaient déjà fait Oerstedt, Despretz, Régnault, que les gaz liquéfiables et les vapeurs se compriment plus que ne l’indique la loi de Mariotte, en opérant à la température ordinaire; l’écart est déjà très notable lorsque la pression dépasse quelques atmosphères. Cela a lieu pour le gaz carbonique, le protoxyde d’azote, le gaz ammoniac, l’anhydride sulfureux, ainsi que les vapeurs d’éther, d’alcool, d’eau, etc., etc. Pour l'air lui-même, il y aurait un écart apparent (en raison du changement de capacité du tube) d’un quart d atmosphère pour 24 atmosphères, d’après Régnault, et environ 1 atmosphère pour une pression de 107 atmosphères d’après Natterer. Ce dernier a poussé beaucoup plus loin l’étude des altérations que subit la loi de Mariotte en comprimant peu à peu, dans un même espace, les gaz oxygène, hydrogène et azote jusqu’à obtenir la pression énorme de 2,790 atmosphères.

En réduisant à 1 volume 78 volumes d’hydrogène, Natterer a observé une pression de 78 atmosphères, conformément à la loi de Mariotte; avec 128 volumes, la pression s’est trouvée portée à 134 atmosphères au lieu de 128. Pour comprimer 828 volumes, la pression a du être de 1,701 atmosphères, soit le double de ce qu’indiquait la loi de Mariotte. Enfin à la pression extrême de 2,790 atmosphères correspondait une compression de 1,008 volumes d’hydrogène.

Pour l’oxygène, la loi de Mariotte s’est encore vérifiée pour une pression de 167 atmosphères, tandis que pour 657 volumes d'oxvgène on a atteint 1,354 atmosphères, limite des expériences sur ce gaz, soit le double de la pression théorique. Pour la même compression de 657 volumes, l’azote exerce une pression de 2,156 atmosphères et l’hydrogène, de 1/104 atmosphères.

On voit que pour ces trois gaz la compressibilité va rapidement en diminuant; mais pas de même pour chacun d’eux. Si l’on traduit les résultats obtenus par Natterer par des courbes dont les abscisses représentent les volumes comprimés et les ordonnées les pressions correspondantes, on remarque une tendance manifeste à une limite de compressibilité. L’introduction nouvelle d’une très petite quantité de gaz doit alors augmenter la pression d’une quantité infinie. Ce point est probablement atteint lorsque

les molécules gazeuses se trouvent en contact direct et que les espaces intermoléculaires sont devenus nuis. Ces résultats remarquables auxquels est arrivé Natterer sont en relation intime avec les phénomènes que nous allons passer en revue.

19. Point critique. Continuité entre les états liquide et gazeux. — Cagnard de la Tour observa en 1822 que l’eau, chauffée en tubes scellés aune température élevée peut être réduite en vapeur n’occupant que deux à quatre fois son volume à l’état liquide, tandis que sous la pression normale la vapeur occupe environ 1700 fois le volume de l’eau liquide. Il montra que cette vapeur est loin d’avoir l’élasticité indiquée par la loi de Mariotte.

Quelques années plus tard, Thilorier, qui avait liquéfié et solidifié l’anhydride carbonique, reconnut que ce corps liquide possède un coefficient de dilatation beaucoup plus fort que les gaz. Drion fit voir en 1859 {Annal. Ghim. Phys. (3), t. LVI, p. 1) que ce fait, qui paraissait paradoxal, s’observe pour tous les liquides volatils. Ayant opéré sur trois corps de constitution chimique très différente, l’anhydride sulfureux, le chlorure d'éthyle, le peroxyde d’azote, il observa que :

1° Les coefficients apparents de dilatation de ces liquides croissent avec la température suivant une loi très rapide;

2° Qu’ils atteignent la valeur du coefficient de dilatation des gaz à des températures encore assez éloignées de celle où ces liquides sont susceptibles de se réduire en vapeur dans un espace restreint ;

3° Qu’à partir de ce moment leurs coefficients de dilatation dépassent rapidement celui de l’air et peuvent même devenir égaux à plusieurs fois ce coefficient.

Ainsi, 1 anhydride sulfureux liquide possède le coefficient de dilatation de 1 air à la température de 80°, le double de ce coefficient vers 120° et presque le triple à 130°.

De 0° à -|- 30° l’anhydride carbonique se dilate de telle façon qu il occupe 14 fois son volume. Son coefficient de dilatation moyen entre 20 et 30° est 0,0207 ; celui du gaz est 0,0367.

L expérience suivante de M. Andrews donne l’explication de ce fait remarquable [Annal. Ch. Phys. (4), t. XXII, p. 208). En liquéfiant en partie de 1 anhydride carbonique par compression dans un tube capillaire et élevant ensuite doucement la température à 30 surface de séparation entre le gaz et le liquide s’efface peu à peu et finit par disparaître. Le tube se trouve alors rempli