IIG TRAITE DE PHYSIQUE

le mercure, l'explosion a lieu. Si l'on met un mélange d'oxygène et de gaz hydrogène biphosphoré qui fait explosion à une température un peu supérieure à celle de l'eau bouillante , dans un récipient communiquant avec une pompe foulante, puis qu'on le condense sur le mercure de manière à ne lui plus faire occuper que le cinquième de son volume primitif, il n'y a ni détonation ni aucun changement chmuque , comme on peut s'en assurer en ramenant les gaz à leur premier volume ; mais alors , si on l'approche d'une lampe à alcool , l'explosion a lieu. On peut tirer de là la conséquence que la chaleur, abandonnée par la compression des gaz, est la vraie cause de la combustion qu'elle produit, et qu'à certaine élévation de température, soit dans des atmosphères raréfiées et condensées, il y a explosion ou combustion, c'est-à-dire, combinaison avec dégagement de chaleur et de lumière. Les phénomènes de l'explosion et de la combustion, à l'aide de la chaleur, sont modifiés par le mélange de divers gaz.

A quelques degrés au-dessous de zéro , le phosphore luit faiblement. Dans le gaz oxygène pur, il ne devient lumineux que lorsqu'on a élevé la température vers 24 à 28°, et ne larde pas à prendre feu. L'effet lumineux cesse par le refroidissement, et reparaît eu introduisant une petite quantité de gaz azote. D'où vient l'influence de ce gaz? Le pouvoir refroidissant des mélanges gazeux, pour empêcher la combustion , doit augmenter par leur condensation et diminuer par leur raréfaction. La quantité de matière qui entre en même temps en combinaison dans des espaces donnés augmente ou diminue d'une manière relative.

En résumé, lorsque des gaz purs brûlent avec flamme, la lumière est extrêmement faible ; la densité d'une flamme ordinaire est proportionnelle à la quantité de charbon solide qui se dépose d'abord et brûle ensuite. La flamme a la forme d'un cône, parce que la plus grande chaleur est au centre du mélange explosif. L'endroit où la matière combustible se volatilise parait obscur en comparaison de l'endroit où elle commence à brûler; là, cette vapeur se mêle tellement à l'air qu'elle en devient explosive ; la chaleur diminue ver' le sommet de la flamme, parce que c'est là qu'il y a le moins d'o^^y" sène. Quand la mèche devient d'une grosseur considémblp par l ac cumulation du charbon, elle refroidit la flamme par rayonneme» et empêche une quantité d'air de se mêler à sa partie centrale, lors le charbon, dégagé du sommet de la flamme, ne fait que* gir, et s'échappe en très-grande partie sans être consumé.

L'intensité de la lumière des diverses flammes dans l'atmosphère augmente par la condensation et diminue par la raréfaction; les atmosphères devenant plus denses, contiennent plus de particules capables d'émettre de la lumière; et d'ailleurs la plupart de ces particules absorbent de la chaleur pour devenir lumineuses.

Ces faits généraux ont conduit Davy à des expériences très-curieuses qui ont mis M. Dobereiner sur la voie des propriétés des éponges métalliques. L'oxygène et le gaz inflammable en contact avec un fil suffisamment chaud se combinent sans flamme , et produisent cependant assez de chaleur pour maintenir le fil dans un état d'ignition et entretenir leur propre combustion. Il suffit d'une température bien au-dessous de l'ignition pour produire ce phénomène. On peut l'obtenir avec des mélanges de gaz oléfiant et d'air, avec ceux d'oxyde de carbone, de cyanogène et d'hydrogène. Dans ce dernier cas, il y a production rapide d'eau. Avec un fil de même diamètre, l'ignition est plus grande dans l'hydrogène que dans les mélanges de gaz oléfiant, et plus intense dans les mélanges de gaz oléfiant que dans ceux de gaz oxyde de carbone.

Avec un fil de | de mill. de diamètre, la chaleur dans les mélanges très- combustibles augmente au point de les faire détoner. On peut produire ce phénomène avec de l'alcool et de l'éther. Si l'on met une goutte d'éther dans un verre froid, ou une goutte d'alcool dans un verre chaud, et que l'on chauffe un fil de platine de i à 5 de raillim. de diamètre roulé en spirale, puis qu'on le plonge dans le verre, il devient resplendissant, presque d'un rouge blanc, et reste tel tant qu'il y a une quantité suffisante de vapeur et d'air.

Si l'expérience est faite dans l'obscurité avec l'éther, on aperçoit au-dessus du fil une lumière pâle, phosphorescente , qui est très-visible quand le fil cesse d'être en ignition. Ce phénomène est accompagné de la formation d'une substance volatile et piquante, possédant les propriétés acides , et qui est composée d'hydrogène, de carbone, d'oxygène.

Davy, en mettant à profit les propriétés dont nous venons de parler, a composé une lampe sans flamme, à laquelle il a donné '» nom de lampe aphlogistique, et dont voici la construction : on enl'oulfc autour de la mèche d'une lampe à alcool un fil de platine de 0™,025 de diamètre, en ayant l'attention qu'une partie du fil la défasse. On ailume le coton, et le fil rougit aussitôt, puis on éteint la

èche; mais la portion du fil située au-dessus est entourée d'un raé-

ige d'air et de vapeur d'alcool fournie par la mèche, lequel con-

tinue à brûler en répandant une faible lueur qui permet de distinguer les objets environnants. Une lampe construite d'après ce principe ne consume guère plus de 16 grammes d'alcool en huit heures; elle ne répand aucune odeur désagréable. Il est nécessaire de nettoyer de temps à autre le fil.

Une combustion lente produit des changements chimiques intéressants. Un lil de platine introduit dans les circonstances ordinaires, dans un mélange de cyanogène et d'oxygène, s'échauffe jusqu'au blanc ; il y a formation de vapeur jaune et d'acide nitreux. Il se forme beaucoup d'oxyde de carbone dans un mélange de gaz oléfiant. Le platine et le palladium produisent seuls le phénomène. Une couche mince de matière carbouacée empêche totalement l'ignition du platine ; une légère couche de sulfure produit le même effet sur le palladium. Davy attribue cet effet à ce que ces couches augmentent le pouvoir rayonnant de ces métaux. Une grande surface de platine peut rougir dans la vapeur de l'éther lorsque les lames sont minces.

Des propriétés des toiles métalliques.

Rappelons-nous que la lumière des flammes ordinaires dépend presque entièrement de l'ignition et de la combustion du charbon solide qui se dépose, et que la quantité de chaleur dégagée pendant la combustion est proportionnelle à la quantité de matière qui brûle et qui est en contact avec le corps que l'on veut chauffer. Or il est possible, tout en conservant à la flamme sa lumière, de lui enlever une portion de sa chaleur en y introduisant un lil , et à plus forte raispn une toile métallique. La quantité de chaleur enlevée par celle-ci suffit pour lui ôter en même temps une partie des propriétés qu'elle possède d'enflammer d'autres corps ; or, comme dans la même circonstance la flamme perd peu de sa faculté éclairante, on conçoit sur-le-champ l'avantage qu'il y a à se servir des toiles métalliques pour empêcher l'inflammation des gaz au milieu desquels une lampe allumée peut se trouver; c'est à Davy que l'on doit cette belle application des propriétés des toiles métalliques dont nous allons indiquer les principes généraux. La diminution de la température étant proportionnelle à Ip masse de la toile, et par conséquent en rapport avec la petit-sse des ouvertures, le pouvoir d'une toile métallique, pour prévenir l'explosion, dépend de la chaleur requise pour produire la combustion, comparée avec celle acquise par le tissu. Il résulte de là que plus lai flamme dégage de chaleur dans la combustion , plus la texture doir

être serrée. Ainsi , le même tissu peut laisser passer une flamme et en intercepter une autre qui dégage moins de chaleur.

Une toile de 1 4 ouvertures par centimètre carré , formée avec un fil d'un demi-millimètre de diamètre , intercepte à la température ordinaire la flamme d'une lampe à alcool , et non celle de l'hydrogène ; si on chauffe ce tissu , il n'arrêtera pas la flamme de la lampe à alcool. On pourrait citer un grand nombre d'exemples du même genre.

La combustibilité comparative des diverses substances gazeuses est, jusqu'à un certain point , en raison de la masse que doit avoir le corps échauffé pour que l'inflammation ait lieu. Un fil de fer de 7 millimètres de diamètre chauffé, au rouge cerise, n'allume pas le gaz oléfiaut , tandis qu'il enflamme le gaz hydrogène ; mais s'il a 3 millimètres, chauffé au même degré, il enflamme le gaz oléfiant. Un fil de 5 millimètres doit être chauffé jusqu'au blanc pour allumer l'hydrogène; à une chaleur à peine rouge, il enflamme le gaz hydrogène biphosphoré. On voit pourquoi il faut un tissu très-fin et très-serré pour empêcher l'explosion d'un mélange d'oxygène et d'hydrogène, tandis qu'un tissu lâche et grossier suffit pour prévenir l'explosion de l'air inflammable des mines , qui est le moins combustible des gaz inflammables connus.

Les effets obtenus sur la flamme du soufre mettent en évidence l'action des toiles métalliques : une toile de 85 à 100 ouvertures par centimètre carré placée au-dessus de la flamme , produit les effets suivants. Il passe d'abord au travers des vapeurs de soufre condensées , et la flamme est interceptée. La fumée continue quelques instants , diminue à mesure que la chaleur augmente , et au moment où elle disparaît, ce qui arrive bien avant que le tissu soit rouge, I3 flamme passe ; la température qui convient à la combustion du soufre étant celle à laquelle il devient gazeux.

Quand des courants rapides de mélanges explosifs agissent sur un tissu métallique, ils s'échauffent très-promptement 5 c'est pourquoi le même réseau (|ui arrête les flammes des mélanges explosifs en repos, les laisse passer lorsqu'ils se -meuvent avec rapidité; mais si l'on agrandit la surface refroidissante en diminuant la grandeur de l'ouverture , ou en en augmentant la profondeur, on peut arrêter toutes les flammes , malgré 1 1 rapidité de leur mouvement. Ces faits et quelques autres démontrent que si la flamme est interceptée par des tissus solides, perméables à la lumière et à l'air, cette propriété dépend uniquement de leur pouvoir refroidissant. On voit maintenant ce

i^O TRATTÉ DE PHYSIQUE.

qui doit arriver avec une lumière renfermée dans une cage de toile métallique, introduite dans une atmosphère de gaz explosibie en repos : les fils ne tardent pas à arriver à leur maximum de chaleur; leur pouvoir rayoïmant et la faculté refroidissante de l'atmosphère devenant plus efficaces par le mélange de gaz inflammable , ue leur permettent plus d'arriver à une température égale à celle du rouge qui est nécessaire pour Tinflammation. On peut donc, en employant des tissus suffisamment serrés , empêcher le rouge obscur et éviter la détonation, qui cause souvent de funestes accidents dans les mines de houille ou autres , où il se dégage une grande quantité de gaz hydrogène carboné.

Nous donnerons ici, d'après M. Baillet, la description d'une lampe de sûreté (fig. 1, pi. IX), construite d'après les principes que nous venons d'exposer, et qui réunit tous les avantages que l'on peut désirer, solidité, simplicité et confection peu dispendieuse.

On distingue dans une lampe de sûreté trois parties principales : 1° le réservoir à l'huile; 2" la toile métallique; 3° la cage qui sert à fixer la toile sur le réservoir et à la garantir de tout choc.

Le réservoir a est cylindrique, plus large que haut, afin que l'huile qu'il renferme soit moins éloignée de l'extrémité allumée de la mèche, et puisse l'alimenter facilement; le fond supérieur de ce réservoir est percé d'une ouverture circulaire de 18 à 20 millimètres de diamètre , que recouvre la plaque horizontale du porte-mèche , et il est surmonté d'un anneau cylindrique dont la surface verticale intérieure est taillée en écrou. On introduit l'huile dans le réservoir au moyen d'un tube extérieur dont l'orifice extérieur est fermé avec une vis en cuivre, et l'ouverture inférieure s'approche le plus près possible du fond.

Un tube d (fig. 2 , pi. IX), ouvert par les deux bouts, est soudé sur le fond du réservoir et s'élève jusqu'au-dessus de la plaque du porte-mèche, qu'il traverse ; il est destiné à contenir une tige cylindrique, qui le remplit entièrement, et dont le bout supérieur est recourbé en forme de crochet pour serA ir à régler la mèche. L'extrémité inférieure de cette tige est repliée à angle droit , afin qu'on puisse la placer et l'arrêter sur la languette ou plaque /, dont un bout est libre , et dont l'autre est soudé sous le réservoir.

Un autre tube g traverse les deux fonds du réservoir, et il y est soudé hermétiquement; il sert au passage d'une tige à vis (fig. 3) qui tient la lanterne fermée et ne permet de l'ouvrir qu'avec la clef (fig. 4) qui convient à la tête de cette vis. L'orifice de ce tube est

bouché au moyen d'une plaque ou cache-entrée u , qui tourne sur un clou rivé.

Le porte-mèche /* est un petit tube vertical de 5 millimètres de diamètre et de 30 millimètres de lonyucur; il est soudé au centre d'une plaque horizontale / de 45 millimètres de diamètre; il a sur le côté , un peu au-dessous de son extrémité supérieure , une ouverture rectangulaire h., pour y introduire à volonté le crochet qui sert à relever ou à noyer la mèche.

L'enveloppe/, ou toile métallique, contient 140 ouvertures par centimètre carré; sa hauteur est de 15 à 17 centimètres; son extrémité supérieure a 35 millimètres de diamètre, et son extrémité inférieure 38 ou 40. Elle a la forme d'un cylindre un peu conique, ce qui permet de la faire entrer dans la cage et de l'en retirer facilement ; elle est ouverte , et son bord m. est replié en dehors, sur une largeur de 2 à 3 millimètres ; ou , ce qui vaut mieux, ce bord est serré étroitement par un lien de fer dans la gorge d'une rondelle de cuivre. Dans la crainte que la partie supérieure de l'enveloppe ne soit trouée, ce qui provoquerait une explosion , on la recouvre par une seconde enveloppe o, longue de 3 à 4 centimètres, et dont le fond est élevé de 12 à 15 millimètres au-dessus du fond de la première; les jointures de ces enveloppes doivent être doubles ou à bords repliés l'un sur l'autre pour qu'il n'y ait aucune ouverture plus grande que les interstices du tissu. Au lieu de la seconde enveloppe, on peut adapter au sommet de l'enveloppe ou cheminée e , un chapiteau cylindrique de cuivre p, et percé de trous aussi petits que les mailles de la toile métallique, lig. 5. La cage q est composée de quatre ou cinq gros fils de fer, longs de 18 ou 19 centimètres , fixés par leur bout inférieur sur le bord d'un anneau de cuivre r, et par leur autre bout sur une plaque de tôle s, de 7 à 8 centimètres de diamètre. L'anneau r porte sur sa surface verticale extérieure quatre ou cinq pas de vis.

La plaque .s est assez large pour couvrir le cylindre et le réservoir, et empêcher que des gouttes d'eau qui peuvent tomber d'en haut ne pénètrent dans la lanterne et n'éteignent la lampe ; elle est munie d'un anneau et d'un crochet /, pour qu'on puisse porter la lampe à la main , l'accrocher à la boutonnière de l'habit ou l'attacher ou l'on veut.

On fait entrer le cylindre de toile métallique dans cette cage jusqu'à ce que son bord inférieur m ou la virole n , sur laquelle ce bord est fixé, soit en contact avec l'anneau r; cet anneau se visse ensuite dans

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l'écrou du réservoir, et il fixe ainsi en même temps la cage , le cylindre et le porte-mèche, et les maintient en place.