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it> DE LA TAPEUR COMME FORCE MOTRICE ,

L'accroissement rapide de la force de la vapeur, par l'ac-: lion ; du calorique sur Veau qui la produit , fait naître une question importante : c'est de savoir si la densité de la vapeur croît comme sa force , c'est-à-dire si, dans un espace donné, la vapeur s'élevant à une tension double, il se trouve une quantité double de molécules d'eau; une quantité quadruple, avec une tension quadruple, etc.

Cette question est présentée comme résolue, dans la table anglaise que nous avons donnée plus haut ; cependant il était resté quelques doutes sur l'exactitude- de cette solution, quoiqu'on pût se dire que, dans l'hypothèse où, par compression,, l'on réduirait à la moitié, au quart, etc., le volume d'une vapeur toute formée, saturant l'espace , et sans quelle pût perdre de la chaleur , il paraissait certain , d'après la loi de Mariotte, que la densité croîtrait comme la tension j que, dans un espace sous-double , il y aurait un nombre double de molécules, avec une tension double. Mais en est -il de même lorsque la tension de la vapeur est doublée > triplée, etc. , dans un espace donné, par l'action successive du calorique sur une masse d'eau qui fournit à la saturation de cet espace ; et comme le calorique peut sseul augmenter la tension de la vapeur, sans que la densité de celle-ci soit augmentée , il restait à reconnaître si, dans les accroissemens successifs de la force, l'espace étant supposé saturé, le calorique et l'eau conservaient la même part respective j si l'un des principes constituai ne l'emportait pas sur l'autre, dans les proportions de la combinaison , à divers degrés de température.

Nous avons fait un grand nombre d'expériences , dans la vue d'éclaircir ce point j il serait trop long de les rapporter ; plusieurs observateurs s'en étaient occupés aussi avant nous) nous nous bornerons à dire que les résulUts obtenus mettent

ET DES MACHINES A VAPEUR. 243 en droit de conclure, du moins pour la pratique , qu'effectivement la densité est sensiblement proportionnelle à la tension , dans tout espace saturé, et que, lorsque la force de la vapeur est double, son volume contient une quantité d'eau qu'on péul, sans erreur grave, évaluer au double de celle que contiendrait le même volume de vapeur, dont la tension serait moitié moindre.

Rappelons-nous qu'il n'est question ici que de vapeur formée, s'il est permis de le dire , en présence de l'eau, ou, en d'autres termes, qu'il n'est question que d'espace saturé. Nous savons que , lorsque la chaleur agit sur de la vapeur hors de toute communication avec de l'eau alimentaire, la tension de la vapeur augmente, sans que la densité change, si le volume de cette vapeur ne peut s'étendre. Il ne serait donc pas exact de dire que toujours la densité de la vapeur est proportionnelle à la tension, ceci n'étant vrai que pour un espace saturé.

Le raisonnement vient, selon nous, fortifier les indications de l'expérience sur ce sujet : si la densité n'était pas proportionnelle à la tension, il s'ensuivrait de deux choses l'une : ou qu'il y aurait plus , ou qu'il y aurait moins d'eau proportionnellement dans un volume donné de vapeur à 100 degrés qu'à 122 j à 122 qu'à i44» etc. Mais d'abord il faudrait que, dans les deux cas , il ne fût plus vrai qu'un poids donné de vapeur contient, à toutes les températures, les mêmes proportions de calorique et d'eau j ensuite, si, dans le premier cas, il y avait plus d'eau proportionnellement, on serait amené à conclure qu'il faudrait moins de calorique pour faire passer une certaine quantité d'eau à l'état de vapeur élastique , sous une pression forte , que sous une pression plus faible, ce qui répugne aux idées reçues sur la formation de la vapeur.

Dans le second cas, s'il y avait moins d eau , il faudrait ad-

meure que la vapeur formée au-dessus de la surface de l'eau alimentaire , de l'eau d'une chaudière, pâr exemple, acquerrait un tel surcroît de pression , en se sursaturant de calorique , qu'elle empêcherait graduellement l'eau de se réduire en vapeur; qu'il y aurait dès lors une répartition inégale du calorique entre la masse d'eau et la masse de vapeur exposées au même foyer. Or, il résulterait de là qu'un volume isolé de vapeur, saturant l'espace à ioo degrés, échauffée, par exemple, jusqu'à i44 degrés, sans pouvoir se dilater, n'admettrait plus d'eau, si on lui en présentait à ce dernier degré de chaleur, ce qui serait contraire aux faits tes plus Incontestables concernant la vapeur.

Elle en admettrait, pourrait-on dire, mais' peut-être moins proportionnellement quentre ibo degrés et 122 degrés. Cette supposition , repoussée déjà par ce que nous venons de dire , l'est encore par les faits et le raisonnement suivans : l'expérience nous a montré qu'à compter de ï bo' degrés centigrades , Il faut un nombre égal de degrés ile chaleur sensible pour dbuBler la force qu'a la vapeur à 10b degrés, à 122 , à i4i, etc. Si le calorique était admis en plus grande proportion , à diverses températures, dans la composition de la vapeur , il y existerait à l'état latent, et il s'ensuivrait que, plus la vapeur vièndrait se comprimer sur elîe-même, par l'action ou feu sùrTfeaUqui la produit, plus elle admettrait prbportibnnenenient dte ' caloriquelatent. Ôr, cette conclusion serait en b^pbsitibri directe avec les phénomènes que la vapeur nous présente, sbît: <iu\m la comprime, soit quelle se raréfie.

"Puis donc que les expériences dîrectés tentées' sur' CétW ma'ue'rej expériences extrêmement dîmcites ;à faire avec exactitude, s'accordent avec ces ràîsbnnêmëàs, U est permis , ce semble, de ne plus élever de' 'doute' sur' la proportionàauV de la densité delà vapeur avec sa tension ; ce qui rëvién^ à minime

ET DES MACHINES A VAPEUR . 2 4 j

dans les chapitres précédens, que toute vapeur qui saturel'espace, quelle qu'en soit la température, contient, sous le même poids, les mêmes quantités d'eau et de calorique; proposition importante dont nous aurons lieu plus loin de faire l'application au service industriel des machines à vapeur (i).

Enfin , il résulte de ce qui précède, et particulièrement de nos expériences, que la pratique peut faire usage de la réduction que nous avons donnée précédemment de la table anglaise sur les poids de la vapeur par décimètres et mètres cubes , à divers degrés de température; qu'ainsi, sous la pression atmosphérique, à ioo degrés centigrades, un mètre cube de vapeur pèse 578r*m""*

à 122 degrés i *' , i56

ou à peu près la 54*« partie du poids de l'eau à l'état liquide ; on aura 10 grammes de plus par mètre cube, si l'on adopte la densité de la vapeur, comme nos chimistes.

Nous allons , pour terminer ce chapitre , rapporter , dans un tableau, les résultats obtenus par divers expérimentateurs , sur la tension de la vapeur. Ce tableau est dressé d'après celui que M. Taylor a fait insérer dans le 69*. vol. , pag. 453 du Journal the philosophical Magasine. Nous avons cru devoir ajouter aux résultats des auteurs anglais les résultats trouvés par M. Iki tan court , et ceux auxquels nous sommes parvenus nous-mêmes.

(1) Nous croyons que MM. Clément et Desormes §ont les premiers qui aient fait connaître en France cette proposition et qui l'aient démontrée par l'eipérience.

i\r* DE LA VAPEUR COMME FORCE MOTRICE,

M. Taylor pense que MM. Robison et Watt n'ont point consulté l'expérience au delà du terme où il s'est arrêté dans son tableau. 11 craint que les résultats de M. Dalton ne soient incertains, parce qu'ils ont été déduits par le calcul seulement, d'après des expériences faites au-dessous du terme de 1 ebullition.

Il regrette que M. Southern n'ait point fait connaître des expériences qu'il a répétées devant la Société royale de Londres. Il ne dit rien des travaux de M. Ure.

M. Taylor, dans son tableau, ne donne qne l'excès de la force de la vapeur sur la pression ordinaire de l'atmosphère, pression qu'il suppose, avec ses compatriotes, équivalente au poids d'une colonne de mercure de 3o pouces anglais =763 millimètres, ce qui revient à iw-,o36 par centimètre carré.

Les résultats de M. Bettancourt offrent une anomalie : en effet, la force y croit moins de i3o à i35 degrés, que de 125 à i3o.

Nous avons ajouté à côté des nombres que nous ont fournis nos expériences, ceux qui proviennent de la table calculée dont il a été question précédemment.

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