MANOMÈTRES

manomèlres à air [libre, longtemps exigés par les règlements pour foutes les machines où la pression ne devait pas dépasser 4 ou 5 atmosphères, ont l'avantage d'offrir une précision qui demeure la même en tous les points de Téchelle. Us ont l'inconvénient de présenter une grande longueur, et d'être assez encombrants.

145. Maaométres * air comprimé. — Le manomètre à air comprimé le plus simple se rapproche, par sa forme, du manomètre à air libre de la figure 128; il en diffère en ce que le tube de ^^^ verre est beaucoup plus court et fermé à sa partie supérieure M (pg, IM). L'air enfermé dans ce tube se comprime quand le mercure monte, et, pour évaluer la pression qui s'exerce en A, il faut ajouter à la pression de la colonne de mercure la force élastique de cet air, qui varie en raison inverse de son volume. On voit donc que la pression de 2 atmosphères doit être indiquée à une distance du sommet M un peu plus grande que la moitié de MA ; celle de 3 atmosphères, à une distance un peu plus grande que le tiers de MA, et ainsi de suite (*).

Les avantages de cet instrument sont manifestes : il peut n'avoir qu'une petite hauteur, et, par suite, il est plus facilement transportable que le précédent. Mais les chiffres qui marquent les pressions un peu grandes, 8, 9, 10, arrivent à être tellement voisins les uns des autres, qu'une petite erreur dans l'observation du niveau du mercure correspond à une erreur considérable dans l'évaluation de la pression.

146. Manomètres métalliques. — Aux manomètres à mercure on substitue, pour la plupart des machines à haute pression et pour les locomotives, des manomètres dont le jeu repose sur l'élasticité des métaux. Nous en indiquerons deux des principaux.

C) Ces distances peavent être déterminées par le calcul, en supposant que le tube soit bien cylindrique à l'intérieur, de sorte qu'on puisse représenter les volumes de rair par les longueurs qu'il occupe. —Soit / la longueur du tube depuis le sommet M jusqu'au niveau du mercure, supposé invariable ; soit x la longueur du tube qui est occupée par l'air sous une pression H ; cet air occupe d'abord un volume représenté par l sous la pression atmosphérique h, puis un volume représenté par x sous la pression H — ({ — ar) ; on a donc, d'après la loi de Uariotte,

IK ;.l

•if

Fig. 131.

Manomètre

à air comprimé.

d'où l'on tire l'équaUcn

2^^x{E — l)^lh^0

Ces deux valeurs de z sont réelles, mais celle qui correspond au signe— du radical est négative et ne peut évidemment pas convenir; le signe + doit donc seul être conservé. En prenant successivement pour valeurs de H les multiples de 0*,76, on saura à

ne PESANTEUR ET UTOROSTATIQUE.

Manomètre de M. Bmodon. — Ce manomètre [fig. 133 et ] 53) se compose , comme le baromèlre déjà décrit (^. 1 15), d'un tube métallique k parois minces et élastiques, dont la section est semblable à celle qui est indiquée à droite de la figure 115, page 102. Le tube est enroulé en spirale, et communique avec la chaudière pai' une de ses extrémités qui est flie, comme ou le voit dans la figure 153; lorsque la pression intérieure aug~ mente, la spirale tend à s'ouvrir, et l'extrémité libre du tube entraîne une aiguille qui se meut sur un cadran divisé, où les pressions sont marquées en atmosphères [fig. 133). La graduation est faite par comparaison avec un manomètre déjà construit.

Jfanom^e de M. Daborde». — La pièce principale de ce manomètre [fig. 134) est une lame d'ar.ier élastique ab, fixée par ses extrémités : la pression de la vapeur s'exerce sur la lame de cuivre mobile D, puis sur la plaquede caoutchouc C qui empêche le cunlnct direct entre la vapeur et le piston P : cette pression se transmettant en e, à la lame d'acier ab, la

qoell» diatancei de U on devra marquer l«s cliiITM qui indiquent Ici pieuloni en ■bnoipbérea.

On pourrait encore tenir romple de l'abBlssement du mercure dans La cutetle, étant donni! le npport de ion diamètre i celui du tuhe : nou> laineroni au lecteur l« Kiin de rfaioudre cetu queilion, qui n'ofira aucune difficulté, et qui conduit, en preiiaDl la même inconnue, k une équation lemblabla. — Cei uuti-umeoU n'ont pas ■ne précision asseï grande pour qu'on doive prendre la peine de faire ceUe dernière

VËLtNUE DES GAZ. Hl

fàtOéchir, et roelen mouvement le secteur denté S et parsuite l'aiguille. Dr ressort R ramène te secteur en sensinverse quand la pression diminue. Ici encore, la graduation ne peut être faite que par comparaison.

ill. — HËLAKGE DES Qkl.

147. MIkaloB des «am. — Les divers liquides ne peuvent pa» toujours être mélangés entre eux ; si l'alcool et l'eau, mis en contact, se m èlent assez intimement pour qu'on trouve bientôt dans tous les points de la masse des proportions égales de l'un et de l'autre, l'eau et le mercure au contraire ne peuvent se pénétrer de la même façon ; lors même qu'on ess>je d'effecluer le mélange par l'agilalioii, le mercure, suspendu d'abcn^ en gouttelettes au milieu de l'eau, se rassemble promptement par le repos à la partie inlérieure du vase. — Il n'en est pas de même des gaz : il est facile de constater, non-seulement que ces corps sont toi^ours miscibles, mais qu'ils tendent toujours k se mélanger lorsqu'ils sont en contact, quelle que soit d'ailleurs leur nature.

Si l'on juxtapose les ouvertures de deui éprouvettes {fig. iZb) contenant, l'éprouvetle inférieure de l'air, l'éprouvette «ipérieure de l'hydro-

gène, on constate au bout de peu de temps que, malgré la diriérence de leurs densités, les deux gai se sont mélangés; on obtient, en elTet, une détonatiwa lorsqu'on approche une bougie de l'ouverture de l'une ou de

118 PBSWTEUR ET HYDROSTATIQUE.

Tsutre éprouvette, ce qui indique un mélaDge de l'hydrogène avec l'oxygène de l'air. — Au bout d'un temps sutnsanl, la composition du mélange deviendrait exactement la même dans toute la masse. Ce fait a été ét^li par une expérience célèbre de Bertholet : on plaça dans les cares de l'Observatoire, c'est-à-dire dans un lieu calme et à température parfaitement constante, deux ballons à robinet {fig. 156) vissés l'un ao-dessns de l'autre : lé ballon supérieur contenait de l'hydrogène, te ballon inférieur de l'acide carbonique, doni la densité e5l vingt-deux fois aussi grande; chacun des gaz avaient été introduit sous une pression exactement égale i la pression atmosphérique. Les robinets ayant été ouverts, le mélange s'effectua de façon que chacun dej deux ballons contint les deux gai en proportions sensiblement égales. — Donc, dans ces expériences, la force élastique de chaque gaz a toujours pour résultat de lui faire occuper la capacité tolale de l'enveloppe, sans que la présence de l'autre gaz soit un obstacle !i celle expansion. Celte pénétration des gaz les uns par les autres a reçu le nom de diffmion.

Il va sans dire que, si les gaz sont superposés de façon que le plus dense soit à la partie supérieure, la diffusion se fait beaucoup plus vite: mais la seule différence est dans la mpidité avec laquelle )a pénétration a lieu, et non dans le résullat déDnitif.

. Ces phénomènes expliquent comment les odeurs dues à des gaz ou i des vapeurs se répandent dans l'air avec tant de rapidité. — Ils nous aideront aussi k comprendre comment les vapeurs d'un liquide volatil peuvent se former el se renouveler dans un espace occupé déjà par un gai, a peu prés comme dans un espace vide.

14S. Loi Àa ■néUuafc des ■;•>. — Dam un mélange de plutiewri gax, la force élatiitpie ett égale à ta somme des force» ilatliquet de tous le» gaz. considéra chacun comme occ»pant le volume du mélange tout entier.— Cette loi, énoncée vers 1805 par Dallon. peut se démontrer de la manière suivante :

Soit plusieurs éprouvetles C, C',

C" {/ig. 137), graduées en parties

d'égales capacités, placées sur le mercure et contenant différents gaz :

ng ,j7. . observons dans chacune d'elles les vo-

lumes des gaz, v, v', r".,., au moyen delà graduation, el les pressions p,p', p"..., au moyen des hauteurs des colonnes de mercure et de la pression barométrique. Introduisons ensuite tous ces gaz dans une même éprouvette, et faisons occuper au mélange UB volume V quelconque; si, le premier gax occupait seul le volume V,

sa force élastique serait p ^; de même, les forces élastiques des autres