NOMS DES GAZ

d'après

réelle du sou

du gaz a pres-

tant ,

la formule de

sion constante

celle de l'air

Newton.

et à volume constant.

étant prise pour unité.

Air atmosphérique.

Gaz, oxygène.. .. .

Hydrogène

Acide carbonique.

lOxyde de carbone.

r,ooo

Oxyde d'azote.. . .

|Gaz oléfiaut. .....

3i4,oo

Les Tésultats consignés dans ce tableau nous montrent que les capacités calorifiques des gaz simples, à volumes constants, sont égales, de même que celles des gaz simples à pression constante. On peut remarquer encore, comme il est facile de le concevoir, que les uorabies consignés dans la quatrième colonne sont plus grands que l'unité ; la quantité de chaleur nécessaire pour produire une même élévation de température avec dilatation est plus grande en effet que celle qu'il faut employer pour arriver à la même température quand le volume ne change pas.

Des expériences ont été faites aussi par M. Avogrado sur la capacité calorifique des gaz composés, dans le but de savoir jusqu'à quel point elle était soumise à des lois semblables à celles qui régissent les capacités calorifiques des gaz simples; ce physicien a cru devoir tirer de ses expériences la loi dont voici l'énoncé :

« La chaleur spécifique des gaz composés, à volume égal , est exprimée par la racine carrée du nombre entier ou fractionnaire de volumes des gaz simples qui entrent dans la formation d'un volume de gaz composé^ en prenant pour unité des chaleurs spécifiques celle d'un volume d'un des gaz simples. » Cette loi peut être énoncée d'une autre manière, en admettant la correspondance entre les volumes des corps gazeux, sous une même température et une même pression : « la chaleur spécifique d'un atome gazeux composé est exprimée par la racine carrée du nombre entier ou fractionnaire des atomes gazeux simples qui concourent à la formation. »

Les développements dans lesquels nous sommes entré , relativement à la chaleur spécifique des corps^ sont bien évidemment du res-

sort de la physique générale ; mais comme les résultats obtenus intéressent également la chimie , nous avons dîi les rapporter tous comme preuve de l'importance de l'étude des chaleurs spécifiques dans les phénomènes moléculaires. Nous citerons à l'appui les faits suivants : les décompositions électro-chimiques s'opèrent eu proportion définie, c'est-à-dire que la même quantité d'électricité décompose ou plutôt met en liberté des quantités atomiques égales de diverses substances , de sorte que si l'on soumet à l'action d'un courant des sels de plomb, de cuivre, d'étain, ce même courant mettra en liberté des quantités atomiques égales de plomb , de cuivre , etc. ; de là résulte cette vérité, que les atomes sont associés à des quantités égales d'électricité; or, comme on reconnaît que les capacités calorifiques des atomes paraissent être égales quand on prend les corps aux mêmes points de leur échelle thermométrique, c'est-à-dire aux points où leurs propriétés physiques ont de grandes analogies, il en résulte que la capacité calorifique des particules élémentaires des corps suit la même loi que leur capacité électrique. Ce rapprochement doit être pris en considération eu raison des rapports nombreux existant entre la chaleur et l'électricité , rapports qui tendent à faire dépendre l'une et l'autre d'un seul et même principe.

Mais si l'étude de la chaleur spécifique des corps doit faire partie de la chimie , elle n'intéresse pas moins la partie des sciences naturelles qui s'occupe de la production de la chaleur dans les phénomènes de la vie , production dépendante de la capacité calorifique des corps qui concourent à ce phénomène. Malheureusement cette question a encore peu attiré l'attention des physiologistes ; nous en ferons sentir l'importance en traitant de la chaleur dans les corps organisés.

De la mesure des températures.

On est souvent dans la nécessité d'évaluer dans les corps les quantités de chaleur perdues ou gagnées dans le cours d'une expérience ou d'une observation , attendu que les propriétés physiques de ces corps éprouvent alors des changements tels qu'il n'est pas possible de reconnaître les lois auxquelles les phénomènes sont soumis. Cette détermination constitue la mesure des températures, dont on lait une étude spéciale en physique. Les instruments employés à cet effet sont les thermomètres, les pyromètres et les thermoscopes, dont on trouve la description et l'emploi dans tous les traités élémentaires. Il serait donc inutile d'entrer dans aucun détail à cet égard; cependant nous rappellerons les principes généraux sur lesquels repose leur construction ,

parce qu'on doit les invoquer pour la confection de quehfiies appareils dont on a besoin dans la physique appliquée, et nous décrirons ensuite rapidement le thermomètre à air qui nous servira à les graduer.

On est dans l'usage de mesurer la température d'un corps au moyen de la dilatation d'un autre corps qui jouit de cette propriété, que pour des quantités égales de chaleur , acquises ou perdues , il se dilate ou se contracte de la même fraction de volume entre certaines limites de température. On prend ordinairement pour terme de comparaison ou degré de chaleur une fraction déterminée de l'accroissement que prend le volume du corps en passant de la température de la glace fondante qui est constante, à celle de l'ébullition de Teau, qui est également invariable à la même pression atmosphérique. Cette fraction varie d'un corps à un autre, puisque les corps ne se dilatent pas tous de la même quantité , entre les mêmes limites.

On peut prendre pour corps thermométrique un solide, un liquide ou un gaz ; le choix dépend de la nature des expériences et du degré d'exactitude que l'on veut obtenir dans les résultats. Dès que l'on eut avancé que les gaz se dilataient de la même manière, dans les mêmes circonstances, et que la capacité calorifique des gaz simples à volume et à pression constante était la même , on dut penser , et l'expérience est venue depuis confirmer cette conjecture, qu'il valait mieux se servir de ces corps que de tous autres pour mesurer les températures au moyen de la dilatation. Effectivement, en se servant du thermomètre à gaz , les lois des phénomènes de la chaleur se présentent d'une manière plus simple qu'en faisant usage des thermomètres métalliques. Ainsi , l'on est parti de ce principe que depuis les températures les plus basses jusqu'aux plus élevées, des changements de volumes égaux correspondent à des quantités égales de chaleur communiquée ou enlevée.

Après les gaz viennent les métaux sous le rapport de la régularité de la marche de leur dilatation , en y comprenant le mercure. Mais un gaz ou le mercure, lorsqu'on veut déterminer sa dilatation , doit être renfermé dans un vase quelconque qui participe aux mêmes effets de dilatation et de contraction. Si ce vase se dilate de la même quantité que le gaz ou le liquide, le volume apparent de chacun d'eux ne paraît pas changé ; tandis qu'il est plus grand que le volume réel si la dilatation du vase est plus petite. On admet que la dilatation apparente est égale à la dilatation absolue, diminuée de la dilatation du vase ; de sorte que celle-ci étant connue ,

on a la dilatation absolue en ajoutant à la dilatation apparente celle du vase.

De même , on peut trouver la dilatation du vase , qui est ordinairement de verre, eu déterminant par des moyens particuliers la dilatation absolue du gaz ou du liquide. Pour y arriver, Dulong et Petit ont opéré avec du mercure, au moyen d'un appareil très-simple dont ou peut voir la description dans leurs Mémoires ( ou bien dans le Traité de phijsique de M. Pouillet, 3*^ édit. , tom. F% page 226). Il résulte d'expériences faites avec les plus grands soins que de zéro à 100° la dilatation absolue du mercure pour chaque degré est de -^iy de son volume à zéro, qu'au-dessus de 100°, cette fraction de volume , à laquelle on a donné le nom de coefficient de dilatation , augmente quand on compare la marche du thermomètre à mercure à celle du thermomètre à air. Le thermomètre à air, en raison de la régularité de sa marche, qui n'a pu être vérifiée cependant pour des températures très-basses et très-élevées , doit être considéré comme le thermomètre étalon , non-seulement pour les appareils thermométriques ordinaires, mais encore pour ceux dont on fait usage spécialement dans la physique appliquée, et dont il sera parlé ultérieurement. C'est pour ce motif que nous allous entrer dans quelques détails sur la construction et l'emploi du thermomètre à air.

Cetinstrument(fig. l,pl. VII) se compose d'un tube capillaire, court, ouvert par un de ses bouts et terminé en boule del'autre. Après avoir fait dessécher parfaitement l'intérieur, on y introduit une bulle de mercure. Vient-on à chauffer la boule, môme très-faiblement, l'air qu'elle renferme se dilate, et la bulle de mercure est chassée ; «t si l'on connaît, d'une part, le rapport entre la capacité de la boule et celle du tube, et de l'autre, celle de la bulle, le chemin parcouru par celle-ci, on peut déterminer la quantité dont l'air s'est dilaté. En admettant que les dilatations soient proportionnelles aux quantités de chaleur transmises, on peut évaluer facilement la température de la source de chaleur. Le tube doit être, à cet effet, gradué en parties égales de capacité, relativement à celles du réservoir. On a reconnu que toutes les fois que la capacité de la boule est plus que trois fois celle du tube, la bulle de mercure sort à 100°, et rentre au contraire dans la boule quand la température est à zéro. Pour parer à cet inconvénient, on donne au thermomètre à air la disposition suivante. Le bout du tube capillaire est plongé dans un vase contenant du mercure qui s'élève à une certaine hauteur, dépendant de la capillarité du tube. La colonne de mercure descend ou monte dans le réservoir, suivant que l'on

âJ TBAITK DB PHYSIQUE.

chauffe on que l'on refroidit la boule. Cet appareil , à la vérité, a moins de sensibilité que le précédent; mais aussi il n'a pas les inconvénients qui en restreignent l'emploi. Au lieu de mercure , on peut employer un liquide coloré. On peut consulter les traités de physique ordinaires pour tout ce qui concerne la construction de ces appareils. Quand on veut s'en servir, on commence par placer l'index à l'origine des divisions , à l'aide d'un fil de platine , et l'on note le volume occupé par l'ah*, la température extérieure et la hauteur du baromètre, puis l'on plonge la boule dans le milieu dont on veut trouver la température, et l'on tient note du changement de volume. On a alors tous les éléments nécessaires pour avoir la température, en supposant toutefois que la dilatation de l'air soit constamment uniforme. Désignant le volume du gaz à zéro et à la pression h par v , le volume à t degrés sous la pression h' par v\ le coefficient de dilatation du verre par k, il est bien évident que le volume v\ corrigé de la variation de pression et de la dilatation du verre, aura pour expression

v\\-\-kt)j et sa dilatation

v' {i-{-kt) j —V.

Si l'on divise par v , on aura la dilatation correspondant à l'unité de volume , pour la pression h et la température t.

En suivant ce mode d'expérimentation, M. Gay-Lussac a trouvé que tous les gaz se dilatent également de 0 à 100*, et qu'entre ces deux limites leur coefficient de dilatation a pour valeur O^ZIH.

M. Rudberg, ayant repris cette question, a trouvé que ce coefficient était compris entre 0,364 et 0,365.

Enfin M. Regnault, il y a peu de temps, a assigné pour valeurs aux coefficients de dilatation de l'air et de différents gaz, les nombres suivants :

Air atmosphérique 0,3665

Azote 0,36682

Hydrogène 0,36678

Oxyde de carbone 0,36667

Acide carbonique 0,36896

Cyanogène 0,36821

Protoxyde d'azote 0,36763

Acide sulfureux 0,36696

Gaz acide chlorhydrique 0,36812

CHALEUE. 83

Ces résultats montrent que le coefficient de dilatation pour les gaz ci-dessus, dans les mêmes circonstances, varie depuis 0,36G5 jusqu'à 0,:3G85,et tendentdoncà démontrer que la loi de M. Gay-Lussac devrait subir une légère moditication. Quant au coefficient de dilatation du verre, Dulong avait trouvé qu'il était égal à 0,00254. M. Regnault vient de faire des expériences pour le détermruer de nouveau, lesquelles l'ont conduit à cette conséquence, que la dilatation des diverses espèces de verre varie entre des limites très-étendues 5 de sorte que Ton est dans la nécessité de déterminer le coefficient de chaque verre avec lequel on construit des thermomètres. Voici quelques-uns des résultats obtenus :

Verre blanc en tube 0,002648

Verre soufflé en boule 0,002592

Verre vert en tube 0,002292

Cristal ordinaire en tube 0,002 101

Le premier usage que l'on a fait du thermomètre à air a été de comparer sa marche à celle du thermomètre à mercure , et de différents thermomètres métalliques.

Températures indiquées par un tliermometre a mercure^ un therinouwtre à air et difjérents tliennometres, dans les n/é/nes eirconstances [MM. Dulong et Petit).

Tlirr.MOMKTRF. A MEHCURF.

THERMOMETRE 1 AIR

corrij^é (le In dilatation du verre,

aSo.

3oo.

DIFFEREIfCES.

Températures données par différents tliermomctres pour une même source de chaleur,

TLcnnornitre à air 3oo

de verre 35 1, 9

de fer 372,0

de cuivre 329

de platiuc; 3ii,f>

à incrcurc ordinaire. .. 3o7,8

Jîion qu'on no puisse savoir au juste lequel des thermomètres prccédcn'is exprime le plus exactement la température, c'est-à-dire le rapport entre les dilatations et les quantités de chaleur acquises, néanmoins, d'après ce qui a élé dit précédemment , nous devons prendre pour termes de comparaison les résultats donnés par le thermomètre à air. Nous voyons d'abord que celui-ci et le thermomètre à mercure s'accordent parfaitement jusqu'à lOO"; qu'au delà il n'en est plus de même; à 150" le thermomètre à mercure est en avance de 1°,30 sur l'autre; à 200°, l'avance est de a^OS; à 250% elle est de 4'',95, etc. Quant aux thermomètres métalliques, les différences sont beaucoup plus considérables.

La loi de dilatation étant la même pour les gaz chargés de vapeur que pour les gaz , il s'ensuit que les vapeurs se comportent comme les gaz.

L'application que nous allons faire du thermomètre à air est de l'employer à l'évaluatioii des plus hautes et des plus basses températures ; question qui a occupe successivement Princcps et M. Pouillet.

Princeps s'est servi d'un tliermomètre à air, d'une construction particulière, pour déterminer le point de fusion de plusieurs métaux , entre autres de l'argent. Cet appareil se composait d'une cornue d'or pur pouvant contenir 196 cent, cubes d'air, et à laquelle était adapté un tube d'or et un autre tube d'argent également pur, muni d'un robinet. Ce dernier tube communiquait avec un réservoir en verre, afin de ne pas donner trop de longueur au tube gradué qu'on y avait adapté. Le réservoir, presque rempli d'huile, était muni d'un tube de sûreté et d'une cucurbite destinée à recevoir l'air de la cornue quand il commençait à s'échapper. A ce récipient était adapté, au moyen d'un robinet , un tube gradué rempli d'une petite quantité d'huile servant à indiquer les dilatations de l'air contenu dans la cornue, et par suite les températures. Avec cet appareil, Princeps a obtenu les résultats suivants :

Chaleur rouge. * 649» centigr.

Orangé • 809

Fusion de l'argent 999

Argent avec -^ d'or î 048

Argent avec | d'or 1 1 22

M. Pouillet s'est servi d'un moyen à peu près semblable pour éva*

CHALEUR. Si;

încr les hantes températures ; son appareil se . composait des parties suivantes :

l" Un réservoir de platine, d'une seule pièce, de forme ovoïde , qui est le réservoir de chauffe ;

2^ D'un tube de communication en platine , sur une longueur de 20 à 2-5 centimètres, perforé d'un petit trou d'un à deux millimètres de diamètre. Le reste du tube, qui est d'une longueur égale , peut être en argent ;

3" D'un tube de verre divisé, destiné à recevoir, par son extrémité supérieure , l'air qui est chassé du réservoir de platine par la dilatation. Ce tube, semblable h un tube de baromètre, est placé verticalement à côté d'un autre tube pareil, ouvert par le haut; ils communiquent par leur partie inférieure ; avant de commencer l'expérience, ils sont remplis l'un et l'autre de mercure ; au fur et à mesure que la pression de l'air renfermé dans le pyromètre augmente , lorsque l'on chauffe , le mercure monte dans le second tube. Connaissant la capacité exacte du réservoir, celle du tube de communication et la quantité d'air primitivement contenue dans Is tube divisé, à une température et sous une pression connues , on peut calculer la température du réservoir de platine. Au moyen de ce pyromètre, M. Pouillet a obtenu les résultats suivants :

Température. Degrés du tberm. à air.

Rouge naissant , ôSS"*.

Rouge sombre 700".

Cerise naissant 800^

Cerise , 900^

Cerise clair -. 1 ooo».

Orangé foncé , . . . . li oC

Orangé clair 1200°.

Blanc 1 300°.

Blanc éclatant 1400".

Blanc éblouissant 1 500".

Les indications des nuances de la température rouge sont vagues , car tout le monde ne juge pas des couleurs de la même manière ; mais une personne habituée, par des expériences réitérées, à comparer ces nuances, finit par les reconnaître sans trop s'écarler de la vérité.

Les phénomènes thermo-électriques, aujourd'hui bien connus, permettent d'employer, pour mesurer les températures les plus basses

36 TRAITÉ DF, PHYSrQtlM.

e'f les plus élevées, doux appareils qui ontravantnsc sur tous !es antres thei-niometres d'accuser des changements instantanés de température, qui ne pouvaient pas être observés avant leur découverte; c'est principalement dans l'étude de la chaleur animale, où ces changements se manifestent quelquefois, qu'on est à même d'apprécier tout le parti que l'on peut tirer de l'emploi des appareils thermo-électriques, pour remontera quelques-uues des causes qui concourent à la production de la chaleur dans les corps organisés. Mais avant d'exposer tout ce qui concerne la description et l'emploi de ces appareils en physiologie, indiquons la disposition qu'on leur a donnée pour mesurer les hautes températures. Les premières expériences ont été faites par nous sur les flammes, près de dix ans avant qu'on eût songé à appliquer notre procédé à la mesure des hautes températures ; mais, pour ne pas interrompre l'ordre que nous avons adopté, nous allons décrire de suite l'appareil employé par M. Pouillet , lequel se compose d'un pyroraètre thermo -électrique et d'une boussole électro-dynami- que.

Ce pyromètre, fig. 2, pi. VII, est formé d'un tube de fer, ou plutôt d'un canon de fusil. Du milieu de la culasse c part un fil de platine qui est incorporé dans la masse de fer, traverse l'axe du canon pour venir se souder à la pièce de cuivre rouge x; de la culasse annulaire cl part un second fil de platine qui vient se souder à la pièce de cuivre y. Le premier fil de platine est maintenu par uu corps mauvais conducteur au milieu de la culasse annulaire (/, pour qu'il ne puisse la toucher; / est une pièce de bois fixée sur le bout du tube, et destinée à porter les deux pièces de cuivre x et 7j. L'extrémité a du pyromètre est destinée à être placée dans le foyer de chaleur; on la recouvre d'un lut réfractaire , pour que le fer ne s'altère pas au feu. La communication est établie entre ce pyromètre et une boussole pyrométrique ou multiplicateur thermoélectrique, au moyen de deux fils de cuivre de 1 millimètre de diamètre environ, terminés par dos douilles de cuivre qui viennent se planter d'une part dans les pièces x et y, et de l'autre dans les extrémités du ruban formant le circuit du multiplicateur, qui n'est autre que la boussole des sinus, dont nous avons donné la description, t. I de cet ouvrage, p. 384.

Au moyen d'une table construite préalablement, on connaît l'intensité du courant correspondant à une température évaluée en fonction des degrés d'un thermomètre à air. Ce thermomètre ebt un véritable parcmètre à air qui est placé le plus près possible de lai

culasse, de sorte que lorsque celle-ci est exposée à une certaine température, la déviation de l'aiguille aimantée donne immédiatement la différence de température existant entre les deux jointures fer et platine ; or, l'une d'elles se trouvant dans l'air, dont la température est connue, ou a immédiatement celle du foyer de

En comparant la marche du thermomètre à air à celle du multiplicateur, M. Pouillet a reconnu que l'intensité du courant n'est pas toujours proportionnelle à la température. Suivant lui, la force électro -magnétique moyenne correspondant à chaque degré, décroît depuis la température ordinaire jusqu'à celle du rouge naissant, ensuite elle augmente, pour reprendre à lOOO" environ l'intensité qu'elle avait près de zéro, et elle continue à s'élever assez rapidement au delà de ce point. Nous ferons observer à cet égard que nous avons trouvé depuis longtemps que, dans un couple thermo-électrique dont le for fait partie, la loi à laquelle est soumise l'intensité du courant est très-irrégulière. Au surplus, peu importo la loi que suivent les intensités, car une fois la table des températures et des intensités du courant établie, rien ne s'oppose à ce qu'on obtienne des mesures de température très-exactes. Nous rapportons ici les résultats obtenus par M. Pouillet.

Diflcrcncc de tciiipcraturc entre les Intensité moyeunc du courant

deux: soudures, Tune d'elles étant pour i degré.

à la teuipérature de i5 ou 20".

GOO 720

88 TnAITÉ DE PHYSIQUE.

UOO 885

En terminant ce que nous avons à dire sur l'uvaluatiou des hautes températures , nous donnerons la détermination de la température de fusion de divers métaux ou alliages, obtenue par différentes méthodes^ nous réservant d'y revenir ultérieurement.

Argent 1000

Or 1200

Fonte blanche très-fusible. 1050

— peu fusible 1100

Fonte grise très-fusible 1 1 00

— peu fusible 1200

Aciers les plus fusibles 1300

■— moins fusibles 1 400

Fer. 1500 à 1600.

La température de fusion de l'argent est la même dans les expériences de M. Pouillet que dans celles de Princeps.

Il nous resterait encore à décrire le procédé qui nous a conduit à la détermination de la température des diverses parties d'une flamme ; mais comme cette description ne saurait être séparée des résultats obtenus, nous n'en parlerons qu'eu traitant des flammes.

Des instruments destinés à mesurer la température des mers, des lacs et de l'intérieur de la terre.

Les instruments que l'on descend à des profondeurs plus ou moins grandes dans les mers , les lacs ou la terre , pour en connaître la température , doivent être construits de telle sorte que les indications ne changent pas en les retirant, ou bien qu'elles puissent être connues immédiatement sans avoir besoin de déranger les appareils. Dans le premier cas, on emploie les thermomètres à maxhnum et à minimum et le thermo métrographe; dans le second, les appareils thermoélectriques. Nous décrirons les thermomètres à maximum et à minimum, tels qu'ils ont été disposés par M. Walferdm, parce qu'ils sont assez généralement employés.

Le thermomètre à maximum est tout simplement un thermomètre

ordinaire terminé à sa partie supérieure par une ampoule renversée servant de réservoir de déversement (iig. 3, pi. Vil). Le tube du thermomètre se prolonge en pointe b dans ce réservoir. Admettons que cet instrument donne des indications de tem.pérature jusqu'à 50% et que l'on veuille observer une température maximum de 30 : on commence par incliner le thermomètre de manière que le mercure vienne toucher la pointe 6, comme on le voit (iig. 4, pi. Vil) ; on fait chauffer le réservoir du thermomètre et l'on refroidit ensuite audessous de la température que l'on doit observer, de manière à faire rentrer du mercure dans le réservoir ; puis on relève le thermomètre et on lui domie une petite secousse pour faire tomber dans le réservoir a la gouttelette qui termine la pointe b. On plonge ensuite le thermomètre dans un bain dont la température, par exemple, est de 25". Une partie du mercure provenant de la dilatation se déversera dans la pointe; alors on sera certain que l'instrumeut sera complètement plein à 25''. Ces dispositions faites, l'appareil est placé dans un étui , et on descend le tout dans le milieu dont on veut connaître la température que l'on suppose croissante au fur et à mesure que l'on s'enfonce : le mercure de la tige se déversera nécessairement dans a , jusqu'à ce que la température soit stationnaire. On donne alors une secousse pour faire tomber la bulle adhérente à la pointe (Iig. 5), et l'on remonte l'instrument; la colonne de mercure descendra nécessairement dans le tube ; on le retire de sou étui , et on le plonge de nouveau dans le bain à 25° , mesurés avec le thermomètre étalon.

Supposons que la hauteur du mercure corresponde à 15" à partir de la pointe , il s'ensuit que la quantité de mercure déversée dans a correspondra à celle qui convenait pour faire monter le thermomètre de 15 à 25 ; dès lors la température cherchée serait de 25+10 ou 35°. On conçoit qu'au moyen de cet appareil on puisse avoir des indications très-exactes. Cet instrument a l'avantage, sur les anciens thermomètres à maximum , de pouvoir être tenu dans une position verticale.

Thermomètre à minimum, conslruît d'après les mêmes p?incipes que le précédent.

Ce thermomètre, représenté fig. G, pi. VU, est, de même que le précédent, un thermomètre ordinaire auquel ou a fait les modilicatious suivantes :

40 IKAITÉ DE PHYSIQUE.

Dans In partie inférieure de la tige se trouve un petit réservoir rempli d'alcool, dans lequel vient plonger la pointe isolée qui termine le tube; à la partie supérieure se trouve une ampoule renversée remplie d'alcool. Supposoiîs que l'on veuille observer la température d'un lac qui soit de 4 à ô" dans sa partie la plus profonde; on refroidit d'abord l'appareil ù zéro , et même au-dessous. On incline également , pour que le mercure vienne toucher la pointe (fig. 7). On chauffe ensuite pour forcer le mercure à monter dans la tige, de manière à ce que la quantité qui passe occupe une longueur de lo à 15". On redresse ensuite l'appareil et on le plonge dans un bain dont la tempe ratin'c , mesurée avec un excellent thermomètre , est supérieure à G°. Supposons cette température égale à 10"; on tient note de la hauteur du mercure; l'appareil est alors disposé pour l'expérience. Après l'avoir mis dans un étui, on le descend dajis le lac ; au fur et à mesure que la température baisse , le mercure tombe dans le réservoir inférieur jusqu'à ce que l'équilibre de température soit établi. Vient-on à remonter l'instrument, la dilatation soulève nécessairement la colonne de mercure, et on lit sur l'échelle le nombre de degrés correspondant. Ce nombre retranché de 10°, température du point de départ, donne le nombre de degrés dont la source est abaissée.

Bu thenno métrorjraphe (fig. S, pi. YII).

Cet appareil se compose d'un réservoir r rempli d'alcool, d'un tube recourbé rempli de mercure et de deux petits cylindres de fer entourés de verre. L'alcool renfermé dans le réservoir remplit également les deux branches du tube jusqu'en m; la colonne de mercure occupe la partie inférieure et se relève jusqu'en ?«'; au-dessus de ce point se trouve encore une colonne d'alcool qui remplit en partie le réservoir /; nous représentons ici, fig. 9, l'un de ces index, pour que l'on puisse bien connaître sa construction. L'enveloppe du cylindre est aplatie à l'extrémité par laquelle elle repose sur le mercure; on y adapte une boucle élastique en cheveux, qui , par la pression exercée contre la paroi du tube, retient l'index quand il flotte dans l'alcool. Dès que cet index est poussé par le mercure, l'élasticité du cheveu étant vaincue , l'index marche ; c'est au moyen de cette addition très-simple qu'il chemine ou s'arrête, selon que le mercure le pousse ou l'abandonne. La partie intérieure, corps principal de la pièce, est en fer, afin d'avoir le moyen de faire descendre les index jusqu'au mercure à l'aide d'un aimant. La fig. 8 indique que l'in-

de\ b est dispose pour donner les plus basses températures, et l'index h les plus hautes.

Ces appareils doivent être renfermés dans des étuis ù parois assez résistantes pour ne pas être brisées par les fortes pressions qu'ils ont à supporter dans les mers profondes; ils doivent être fermés hermétiquement, dans la crainte que l'eau pénétrant, la pression extérieure ne soit transmise à l'intérieur par son intermédiaire, et ne brise l'instrument. Nous donnons ici, tig. 10, la figure d'un de ces étuis. Avant d'expérimenter, il faut avoir l'attention de remplir en grande partie l'étui d'eau, afin que l'équilibre de température puisse s'établir plus promptement.

Il ne reste plus qu'à décrire l'appareil thermo-électrique, dont l'avantage sur les précédents eot d'indiquer les changements de température à l'instant même qu'ils sont produits dans les milieux où cet instrument est plongé. L'appareil se compose d'un fil de cuivre et d'un fil de fer soudés par un de leurs bouts, et en communication par les deux autres avec les deux extrémités du til formant le circuit d'unmultiplicateur électrique trés-sensible. Le fil de fer ne doit pas dépasser 1 60 à l'OO mètres en longueur, quand il n'a que l millimètre de diamètre, attendu que le fer est si mauvai.* conducteur, et le courant thermo-électrique résultant de la différence de température des deux soudures si peu intense, qu'on éprouve des difficultés à bien l'observer, quand les différences de température varient de 1 à 15°. Aussi ne doit-on pas dépasser ces dimensions, si l'on veut avoir des résultats sur l'exactitude desquels on puisse compter. Les deux fils doivent être étaniés dans toute leur longueur, recouverts de soie et goudronnés, afin de les soustraire ù l'action chimique de l'eau. Avec ces précautions, on est assuré que l'appareil n'accuse plus que des courante thermo-électriques, quand les deux soudures ne possèdent pas la même température.

Pour opérer facilement, le système des deux fils est enroulé sui une roue à gorge (fig. 11 , pi. VII) traversée par un axe appuyé sur deux montants, et auquel on imprime un mouvement de rotation au moyen d'une manivelle appliquée à l'extrémité.

L'appareil thermo-électrique peut être employé avec avantage lorsqu'il s'agit d'étudier les variations qu'éprouve la température de la terre à une profondeur trop grande pour y placer à poste fixe un thermomètre; dans le cas où elle n'excède pas une vingtaine de mètres, on obtient des fractions de degré. La meilleure méthode d'opérer est d'introduire une des soudures dans une cavité couve-

nablcmc'iit pratiquée, que l'on remplit avec les substances retirées. L'autre soudure restant dans l'air, les déviations de l'aiguille aimantée indiquent nécessairement la différence qui existe entre la température de l'air et celle de la région où se trouve la seconde soudure ; la température de l'air étant connue , on en déduit immédiatement , au moyen de la table des températures {Traité de l'éleciricité et du magnétisme, t. Il, p. 30) , celle de la région intérieure.

Si l'on veut avoir la température d'un lac , on commence par attacher à la soudure un lest de nature quelconque du poids de plusieurs kilogrammes, afin de pouvoir descendre le système de fds dans l'eau. La déviation de l'aiguille aimantée accuse immédiatement l'abaissement de température , à mesure que l'on descend l'une des jonctions fer et cuivre. Cet instrument a l'avantage sur le thermomètre à minimum, d'accuser Immédiatement la température du milieu inférieur, sans avoir à craindre des dérangements dans l'appareil.

Comme application , nous rapporterons les résultats que nous avons obtenus, conjointement avec M. Breschet , en mesurant la température du lac de Genève, à six mètres environ de l'escarpement d'un rocher sur lequel est construit le château de Chillon (le multiplicateur avait peu de sensibilité).

L'une des soudures se trouvant dans l'arsenal, dont la température était de 14°,80, l'autre a été successivement descendue à diverses profondeurs dans le lac. Des essais préalables avaient indiqué qu'un degré de déviation de l'aiguille aimantée correspondait à l°,10 de température centigrade. On a obtenu les résultats consignés dans le tableau suivant :