CHAPITRE XIV

Phénomènes qui se produisent dans la transmission de la chaleur de la surface intérieure de la chaudière à, Teau.

1482. Les phénomènes dont il est question sont très-compliqués, beaucoup plus qu'on ne serait tenté de le croire au premier abord ; malheureusement, ils ne sont connus que très-incomplétement, et c'est une chose d'autant plus fâcheuse, que c'est au mode de transmission de la chaleur du métal à l'eau qu'on doit attribuer un certain ordre d'explosions des générateurs. Je résumerai ce qu'on sait à ce sujet.

1483. La température de l'ébullition de l'eau dans les vases est toujours supérieure à celle de la vapeur produite. Dans les vases métalliques, la différence est de 0°,lo à 0%20; dans des vases de verre ou de porcelaine, la différence varie de 1° à 1°,2, et l'ébulhtion a lieu par intermittence, en produisant des soubresauts; le sable ou les métaux en limaille, introduits dans le vase de verre, produisent une ébuUition passagère et par suite un abaissement de température ; on reprodjiit l'ébuUition par l'addition d'une nouvelle quantité de sable ou de Hmaille, et on peut la maintenir d'une façon permanente jusqu'à ce que le liquide se soit abaissé au point précis de la température d'ébullition, en maintenant une atmosphère gazeuse sur quelques points de la masse intérieure du liquide. Lorsqu'un ballon de verre à moitié plein d'eau recouverte d'une couche d'huile a été maintenu en ébullition pendant quelques minutes pour chasser l'air contenu dans l'eau, si on laisse refroidir le ballon, et qu'on le chauffe ensuite graduellement dans un bain-marie, la température peut être portée jusqu'à 123° sans que l'ébuUition se manifeste ; mais à une température supérieure, il se produit subitement un grande quantité

i^de vapeur qui brise le vase quand son orifice est étroit, et qui, dans le cas contraire, s'échappe en entraînant beaucoup d'eau. Enfin, ' nous avons vu que l'eau ne mouille pas les vases métalliques lors- ' qu'ils ont atteint une certaine température.

1484. Tous ces faits ne paraissent pouvoir s'expliquer qu'en admettant une force attractive qui s'exerce entre les molécules d'eau et entre ces molécules et les corps solides en contact ; cett« force attractive se change en force répulsive quand la température aug-

234 LIVRE VII. — Vaporisation.

mente, et cette force répulsive est d'autant plus grande que la température est plus élevée. C'est le sens de la différence de l'attraction des molécules d'eau entre elles, et pour les corps solides en contact, qui fait qu'un liquide mouille ou ne mouille pas un corps solide. C'est la force répulsive de la chaleur croissant avec la température qui produit la vaporisation de l'eau à une température variable avec ia pression exercée sur l'eau. Enfin, c'est la répulsion des corps échauffés qui s'oppose au contact de l'eau et des corps solides, dans les phénomènes de l'état sphéroïdal.

1485. Gomme les métaux sont très-bons conducteurs de la chaleur, et que les chaudières n'ont jamais qu'une faible épaisseur, la différence de température des deux surfaces est toujours très-petite et peut être négligée. Au commencement du chauffage, lorsque l'eau est à une température peu différente de la température extérieure, comme l'eau est un corps mauvais conducteur, la chaleur se transmet peu de couche en couche ; elle ne se répartit dans la masse que par de doubles courants, résultant des différences de température et, par suite, de densité, quand réchauffement du vase a lieu par la partie inférieure. Quand les couchés de hquide qui touchent le métal ont atteint la température de Tébullition, correspondant à la pression dans le réservoir de vapeur, elles s'élèvent encore à l'état liquide, parce que la pression qu'elles supportent excède celle du réservoir de toute la hauteur de l'eau, et elles se transforment en partie en vapeur au niveau de l'eau; mais à mesure que leur température augmente, elles se vaporisent à des hauteurs décroissantes; bientôt elles se forment sur le fond du vase, et la vapeur se détend à mesure qu'elle s'élève. Ainsi, la température de la vaporisation au fond du vase est plus grande que celle du réservoir de vapeur ; mais la différence est en général très-petite ; car, pour une chaudière renfermant une hauteur d'eau de 10", 33, la différence de température serait celle qui correspond à une difïérence de pression de 1 atmosphère; la pression dans le réservoir étant de 1 atmosphère 1/2, la différence de température serait de 16° ; si la^ pression était de S atmosphères dans le réservoir, l'excès de température serait seulement de 7°.

Dans ce que nous venons de dire, nous n'avons pas fait intervenir l'attraction du liquide pour le métal, mais il est évident que si cette attraction est notable, elle s'opposera à la vaporisation, qui n'aura lieu qu'à une température plus élevée, quand la force répulsive de la chaleur aura contre-balancé cette attraction ; alors lébuUition ne sera plus continue; elle aura lieu brusquement, à des intervalles