BAROMÈTRE

quement; ce niveau cesse alors de correspondre au zéro de la graduation. Cet inconvénienta peu d'importance, quand il ne s'agit pas de déterminations précises; il peut d'ailleurs être beaucoup atténué en donnant à la cuvette une large surface.— A cet effet, et pour ne pas trop augmenter la masse du liquide, on adopte, pour les baromètres d'appartements, la forme de cuvette représentée par la figure 104. Cette cuvette est fermée par une peau de chamois qui donne passage à Tair, tout en empêchant la poussière de pénétrer.

iS7. Baromètre de Fortin. — La disposition précédente est loin de comporter toute la précision que réclament les recherches exactes ; on doit *^*

à Fortin un baromètre à cuvette (fig, 105), qui offre le double avantage de fournir des indications très-précises, et d'être facilement transportable d'un lien dans un autre.

La cuvette du baromètre de Fortin est représentée en coupe par la figure 106. Elle se compose d'un cylindre de verre RR, fixé à sa partie supérieure dans une monture métallique NN qui est garnie de bois à Tintérieur et donne passage au tube T; ce cylindre est assujetti à sa partie inférieure dans un autre cylindre BB, en bois de buis, qui est fermé par un sac de peau de chamois PP. Le cylindre de buis et le sac sont entourés d'un étui de laiton MM, relié à la monture supérieure par des tringles métalliques. Le fond de cet étui est traversé par une vis V, dont l'extrémité s'appuie contre un disque de bois D fixé à la peau de chamois ; en tournant la vis dans un sens ou dans l'autre, on peut faire monter ou descendre le niveau du mercure dans la cuvette. — La monture supérieure N est traversée par une pointe d'ivoire; c'est à rextréraité a de cette pointe que Ton amène le niveau mn du mercure à chaque observation, en faisant mouvoir la vis. On reconnaît que le contact est établi, lorsque la pointe semble toucher son image, vue par réflexion dans le mercure. — La communication entre l'air extérieur et l'intérieur de la cuvette se fait par une très-petite ouverture, ménagée près du point d'insertion de la pointe d'ivoire.

La graduation part de l'extrémité inférieure de la pointe a; elle est tracée sur un tube de laiton qui entoure le tube de verre dans toute sa longueur (fig. 105). Deux fentes longitudinales opposées l'une à Tautre permettent d'apercevoir le sommet de la colonne de mercure. L'instrument est supporté par un trépied; une suspension particulière, dite sitspengion de Cardan, lui permet de se mouvoir librement, et de prendre de luimême une position rigoureusement verticale. — Quand le baromètre doit être transporté, on soulève le fond mobile de la cuvette à l'aide de la vis V, jusqu'à ce que le mercure remplisse d'une manière complète et la cuvette et le tube ; on le place ensuite dans un étui, qui peut contenir aassi le trépied démonté.

DMOR ET FERKET. .7

s PBSAfiTEUR Itl HYDROSTATIQUE.

Pour mesurer avec exactitude la hauteur de la colonne mercurielle, on se sert du curseur C, représenté à part daoa la figure 107: onpeut.enlet

Fig. 105. — Baromètre de Fortin.

■aisissant par la partie supérieure e, le faire glisser le long du tube métallique gradué, el amener le plan horizontal passant par les bords supérieurs h de deux petites fenêtres opposées, à être exactement tangent au

BAHOHËTRE. «»

somiiKtdii ménisque mercuriel. Le numéro de la graduation qui conres-, pond à la ligne k donne, en millimèlres, la hauleur de la colonne kirométrique (').

lâS. BanMaèire ■>«. — Quand le baromètre doit tire installé à poste flie, on peut en simplifier la construction et atteindre une précision supérieure encore â celle du baromètre de Fortin.

On emploie une large cuvelte de fonle HN (fig. 108), portant une pièce coudée, k angle droit, que traierse une vis verticale ab terminée par deux pointes. On fait mouvoir cette vis jusqu'à ce que la pointe inférieure a vienne toucher la surface du mercure. Pour mesurer la hauteur baramétrique, il suffit de déterminer : 1* la dislance du sommet du ménisque G à la pointe supérieure b; 3' la distance des deux pointes; et d'ajouter ensemble ces deux distances (*').

' 129. CarrceUiMB tÊmwn^étHtfmt». — Les hauleurs barométriques, déterminées comme on vient de le - dire, doivent subir, si l'on veut qu'elles soient comparables entre elles, diverses corrections.

Et d'abord, l'action capillaire, qui s'exerce au sommet de la colonne dont le ménisque est convexe, produit une dépression dépendant surtout du diamètre du tube. De là, la nécessité d'augmenter d'une certaine quantité la hauteur observée. Cette correction est n^ligeable dans les baromètres fixes, dont les tubes ont un diamètre assez considérable ; elle n'est jamais négligeable dans les baromètres de Fortin. Pour la faire d'une manière rigoureuse, il est nécessaire de tenir compte, uon-seu- pj^, lOg,

lement du diamètre du tube, mais aussi de la forme du Baramjtre an. ménisque au moment de l'observation; le ménisque éprouve en ellet,

(T Le curseur C, dam le baromélre qui est iai raprtsenlé, se compose de trois |(sr lies: Il partie iupéri«ure« glisse, i (touement juste, le long du tube métallique; l'inférieure g, dans Uquelle sont pratiquées les lenflres, > un dtamélre un peu plus grand que ce lube ; enfin, la pi*ce mojenne est une sorte de bague f i-etenun par l'annMU f, sur lequel d'ailleurs elle peut librement lourner: elle engrène, par un pas de (ii, avec II pitee inférieure g, ainsi que le montre la coupe longitudinale jointe i la figure 101. Celte disposilion esl Irés-commode pour amener le plan des lignes h en contart aiec le ménisque; il suffit, en elTet, d'établir d peu prit (a cofncidcni^e comme nous l'aions dit plus haut, puis d'achever l'opéraUon en tournant la bague f, ce qui n'imprime i la piice g qu'un mouvement tr^leul, jusqu'à ce que l'œil placé dans le plan dea bords supérieurs des lènéires, juge qne la ligne Formée par la superposition de ces bords est langente 1 la surFace du mercure.

Pour obtenir plus de précision dans les mesuies, on (race sur le cA(é verUcal de la lenètre antérieure, en regard de la graduation dn tube, une division faisant ver- Mier avec elle (note, )iag. TÎ).On peut ainsi évaluer,! un vingtième de miUl-néUepré», K hauteur de la colonne mercuriel le.

C^ Ces délermlnilions s'elTectuenl au moTendo calhéloméir«. |Note de lip. 71.)

IW PESANTEUR ET IIVDROSTJlTI<|lie.

dans un même tube, des variations de forme qui liennent, soit aux impuretés liu mercure, soit aui mouvements du sommet de la tolonne biu'ométrique : on détermine la hauteur mn de la fiéche du ménisque (fig. 109), en amenant le bord k de la fenêtre successivement dans le plan tangent au sommet du ménisque et dans le plan du cercle de contact. On foil aiorsusage de tables qui donnent la correction decapillarité, au moyen du diamètre et de la fiéche du ménisque. On trouvera plus loin (liv. Il, chap. u) les corrections que l'on devra taire subir aux colonnes baroraé- Iriques observées à diverses températures, pour rendre ces colonnes comparables entre elles ('). 130. Wm»»tmétn * «Iphi». — Le baromètre h Fjg. 109. siphon consiste en un tube recourbé ABD [fig. lift),

formé de deui branches inhales ; la plus grande AB est fermée à la partie supérieure, la plus petile BD est ouverte. On emplit d'abord de mercure la grande branche, en inclinant à diverses reprises le tube; on chasse, par l'ébullition, l'humidité et les bulles d'air restées adhérentes au tube ; puis on re- dresse l'instrument, el on l'amène dans une position verticale.

Le mercure s'abaisse dans k grande brandie jusqu'en C et s'élève dans la petite jusqu'en nt. La di^ tance verticale de ces deux points mesure la pression atmosphérique; en effet, menons par le point m un plan horizontal mn : le liquide mBn serait en équilibre s'il n'était sollicité que par pesanteur (83) ; or i) est encore en équilibre dans le cas actuel, où il supporte en m la pression de l'atmosphère et en n la pression due à la colonne mercurielle nC: donc ces deux pressions sont équivalentes.

Pour mesurer la distance verticale des deux niveaux Cet 171, on établit, entre les deux branches, une échelle divisée en millimètres : le zéro est placé vers le milieu de celte échelle ; une graduation ascendante donne la dislance h du léro au niveau C; une graduation descendante donne la distance /r du même zéro au niveau m. La somme h + h' est la hauteur baro- '^' ' métrique cherchée.

* L'action capillaire s' exerçant en sens contraire aux deux extrémitéstn

C) Quand on vcul rendre compmblv les obiervitians bammtiriques [ïiUi en di-

verilieui. on doit, en oulre, tenir compte de ca q " '" ' " " '

lollicilc les rolonnes merturietles «ïrie d'un lieu (1« correction! dont le d^reloppemenl eicéderaitle

SAROHËTRE.

IM

«I C de ]a colonne mercurielle, Gay-Uissac avait pensé que, si les deux branches du tube avaient exactement le même diamètre, on en pourrait négliger l'influence. Hais cette condition est diflîcile à réaliser avec eiac- Ulude; il n'arrive d'ailleurs presqueianuis que les deux ménisques aient rigoureusement la même flèche.— On aurait donc tort de croire que l'emploi du barontètfe i siphon comporte une précision plus grande que celui du baromètre i cuvette.

1 3t . ■arcMBétra de CJar-I^HMc^ PerfeeUoBHMaeMt 4e Bw»- •mi. — On doit i Gay-Lussac un baromètre à siphon d'un transport facile; le prix en est d'ailleurs moins élevé que celui du baromètre de Fortin. Lesdeux branches A et E {(ig. ill) SMit réunies par un tube capillaire D; Doe ouvejiure très-fine, pratiquée en o, permet > la pression atmosphérique de se transmettre au niveau m du mercure. L'instrument tout entier est enfermé dans une enveloppe de laiton, qui pMte la graduation : deux fentes longitndinales opposées laissent apercevoir les deux ménisques ; enQu, deux curseurs semblables à celui du baromètre de Forlin servent â mesurer les distances h et k' du léro aux niveaux du mercure dans les deux brandies.

Pour transporter ce baromètre d'un lieu dans un autre, on l'amène, en l'incUnant graduellement et avec précaution, dans la position de la figure 1 13, de manière que la grande brandie soit entièrement pleine de mercure. Lorsqu'on veutfaire une observation, on retourne de nouveau le tube pour le placer dans sa première position. Dans ces deux mouvements, la capillarité du tube D empêche l'air de diviser la colonne liquide et de s'introduire dans la chambre barométrique.

Pour plus de sûreté encore, le constructeur Bunten, au lieu de souder directement l'extrémité du tube capillaire Dà la petite branclieE du baromètre, a imaginé delà terminer en une pointe ePTilée P(/Σf. 113), et de l'envelopper d'un renflement soulTlé dans un tube de verre un peu plus gros. Il est alors impossible qu'une bulle d'air, si peLte qu'elle soit, parvienne k s'introduire par celte pointe et à gagner la chambre barométrique ; elle va se loger à la partie supérieure du renflement, où sa présence n'a aucun inconvénient.

Fig. 111. Fig, 1

rig,«5.

m PESAKTEUA ET IITDROSTATIQUE.

133. BarcKtMreActtdnta. — Dans le baromètre à cadran {fig.HSf, on retrouve le baromètre à siphon lel que nous l'avons itécrit en commençant; mais, au lieu d'observer sur une échelle divisée les mouvements des niveaux du mercure, ou les ampliQe en les Iransmeltant à une aiguille mobile sur un cadran. A cet elTet, sur le mercure de la petite branche repose un poids p, suspendu par un fil qui passe en H sur une poulie et supporle à son autre eitrémilé uncontre-poids />' un peu moindre que^. L'aiguille est ri\ée ï l'axe de la poulie. Sile mercure baisse en m, l'aiguille tourne dans un sens, enlrainée par le poids p, qui suit le mercure . elle marche dans le sens contraire quand le niveau monte. — Urdinairement le tube barométrique est masqué par la planchette qui porte le cadran : l'axe de la poulie traverse celui-ci en son centre, et l'aiguille est fixée à son extréraité

Fig. tu. — Bantmélre i cidnn. Fig. 115. — Baromètre de H. Bourdon.

antérieure; on marque sur le cadran, en face des positions diverses de l'aiguille, les hauleursde la colonne barométrique qui leurcorrespondenli

Cet instrument n'est employé que comme baromètre d'appartement ; il est trés-peu sensible, à cause du frottement de l'axe de la poulie sur ses supports.

133. Baronètrc métalUqn« de M. Boardon. — On emploie depuis quelques années des baromètres métalliques, dont le principe est dillérenl de celui des baromètres k mercure. Dans le baromètre de H. Bourdon (/îy. H5), amb est un tube métallique vide d'air, à parois très-minces el tré9-élasliques : on en voit la secliou, représentée dans des dimension»

BAROMETRE. 103

un peu plus grandes, à droite de la figure. Ce tube est soutenu en son milieu m par une pièce fixée aux parois de la boite; ses deux extrémités libres a et t s'articulent, au moyen de deux petites bielles, avec un levier e mobile autour d'un axe passant par son milieu : à cet axe est fixé un secteur métallique, dont l'arc denté gh engrène en o avec un pignon : enfin. Taxe de ce pignon porte une aiguille cd, mobile sur un cadran divisé. — Les variations qui surviennent dans la pression atmosphérique déterminent des changements de forme du tube élastique. Si la pression augmente, le tube s'aplalit, et en même temps ses deux extrémités se rapprochent ; i'aiguille marche donc dans un sens. Si la pression diminue, l'élasticité du tube ramène Taiguille en sens contraire.

Ce baromètre se gradue par comparaison avec un baromètre à mercure. Il se recommande par son peu de volume, et par la facilité avec laquelle on peut le transporter d'un lieu à un autre.

1S4. Hetiiire des haotears |iar le baromètre. — La hauteur barométrique diminuant à mesure qu'on s'élève dans l'atmosphère, il serait intéressant d'obtenir une relation entre ces variations de la colonne mercunelle et les difTérences d'altitude correspondantes : une pareille relation permettrait, par exemple, de calculer la hauteur d'une montagne au moyen de deux observations faites simultanément. Tune au sommet, Fautre au pied.

Or, si l'on connaissait exactement la loi suivant laquelle décroit la densité des couches successives de l'atmosphère, on pourrait trouver par le calcul la relation cherchée ; mais ces densités dépendent de plusieurs éléments, dont l'un surtout, la température, varie suivant une loi encore inconnue. On n'a donc pu établir une formule mathématique qu-en ayant recours à certaines hypothèses, et l'on a dû calculer, à l'aide de déterminations expérimentales directes, les valeurs des coefficients que cette formule renferme. — La formule qui parait la plus précise est celle qui est due à Laplace :

X=18 o95-{H- 0,002837 cos2x) fi +?C^n log?.

X est la hauteur cherchée, >. la latitude du lieu, T et H la température et la pression au pied de la montagne, ^ et ^ la température et la pression au sommet.

Quand la hauteur X ne dépasse pas iOOO ou 1200 mètres, on peut employer la formule plus simple, donnée par M. Babinel :

(*} Voir é la fin du volume, livre VI Météorologie, ce qui concerne les variations barométriques en un même lieu ou aux divers pomts du globe.