Liquéfaction des gaz dits permanents. — On a vu

que ces gaz, dont la température critique est très basse, ne peuvent être liquéfiés qu'avec l’intervention d’un froid considérable joint à une pression puissante. Ces conditions ont été remplies pour la première fois en 1877 par M. Cailletet et par M. R. Pictet, mais par des procédés fort différents.

Lorsqu’un gaz préalablement comprimé se détend brusquement, sa température s’abaisse, par suite de la transformation de la chaleur en travail. C’est là le principe sur lequel s’est appuyé M. Cailletet pour liquéfier les gaz permanents. La liquéfaction se manifeste par un brouillard ou par l’apparition de fines gouttelettes ; mais elle ne persiste que quelques instants, le froid n’étant que momentané.

M. Pictet, de son côté, a imaginé un appareil dans lequel le gaz est refroidi par la volatilisation de l’anhydride carbonique liquide dans le vide. Enfin MM. Wroblewski et Olszewski, ainsi que M. Cailletet, sont parvenus à liquéfier l’oxygène sous une pression relativement faible par l'ébullition de l’éthylène liquide dans le vide.

22. Appareils de M. Cailletet. — 1° Appareil a détente. — La pièce fondamentale de cet appareil (fig. 23) est une éprouvette T, se terminant par un tube presque capillaire, destinée à recevoir le gaz à condenser. Elle est fixée par un écrou dans un réservoir en acier, supporté par un trépied et contenant du mercure aux deux tiers de sa hauteur, le reste de la capacité du réservoir étant occupé par de l’eau. Le haut de ce réservoir est en communication par un tube capillaire en acier TU avec une pompe hydraulique, qui puise l’eau dans le vase représenté à droite de la figure et la comprime dans le réservoir jusqu'à atteindre une pression de 200 à 300 atmosphères ; la vis V permet de comprimer l’eau jusqu’à 500 atmosphères; la pression est accusée par le manomètre.

Avant de mettre le tube T en place, il est ouvert à sa partie supérieure; on le remplit du gaz à comprimer pur et très sec, puis on scelle l’extrémité capillaire à la lampe et on le fixe dans le réservoir. En faisant manœuvrer la pompe, le mercure pénètre dans la partie inférieure du tube qui, supportant la même pression à l’intérieur et à l’extérieur, n’a pas besoin d’une grande résistance ; par contre, les parois du tube capillaire doivent être très fortes. Ce tube est entouré d’un manchon destiné à recevoir un liquide très volatil comme l’anhydride sulfureux ou le chlorure de méthyle.

INTRODUCTION

Quant à l'enveloppe G, elle reçoit une couche de chlorure de calcium desséché pour empêcher le dépôt de givre sur le manchon.

La vis Y', dont est pourvue la pompe hydraulique, est la vis de détente ; elle permetla sortie brusque d’une certaine quantité d’eau.

L’expérience étant préparée et le manomètre marquant, par exemple, 300 atmosphères et le thermomètre — 29°, on desserre la vis Y'. La pression descend, immédiatement à 1 atmosphère, ce qui, d’après le calcul, produit un froid de — 200° environ; en même temps, si l’on a affaire à l’un des gaz dits permanents,

Fig. 23. — Appareil à détente de M. Cailletet.

1 espace visible du tube T se remplit d'un brouillard qui persiste quelques instants. Pour les autres gaz, leur liquéfaction peut se faire sans qu’il faille recourir à la détente.

Même 1 oxygène a pu être amené à l’état d’un liquide homogène par MM. Wroblewski et Olszewsky en refroidissant le tube par de 1 éthylène liquide bouillant dans le vide et l’hydrogène, en le refroidissant par 1 oxygène liquide bouillant. L’éthylène bout à — 105° sous la pression ordinaire ; sa volatilisation dans le vide produit un froid de 136° (le point critique de l'oxygène n’est qu’à — 118°).