CHAPITRE PREMIER

DILATATION DBS COUPS PAR LA CEIALEUR THERKOHËTRE

197. AeerotoMMMB* de loBsaear des hairea MlMea. Marna ■'«eiloB de la eluilMir. — Tous les corps, sauf quelques eiceplions très-rares, se dilatent quand on les échauffe, et se contractent quand ils se reTroLdiss^nl.^ Nuus allons conslaler d'abord que les corps solides ayant la forme de barres s'allongent quand on les échauffe.

Une lige métallique AB [fig. 178), de 50 à 40 centimètres de bngueur.

traterse deux colonnes C et C; elle est fixée en K au mo)'en d'une vis de pression, passe librement dans la colonne C, el vient appuyer en B contre la plus petite branche d'un levier coudé BDE, nwbile autour du point D.

L'extrémité de la grande branche DE de ce levier peut parcourir un arc de cercle gradué FF', dont le centre est en D. —L'instrument est ordinairement désigné sous le nom de pyromètre à levier.

On échauffe la <ige en enflammant de Talcool contenu dans le réservoir GG'; elle s*allonge, et comme son extrémité A est fixe, Tautre extrémité se déplace seule et pousse devant elle la branche DB du levier, en la ÙÂsant tourner autour du point D. La branche DE étant plus longue que DB, le déplacement du point E est lui-même plus grand que celui du point B : si DE est, par exemple, égal à dix fois DB, Tare décrit par l'extrémité E a une longueur égale à dix fois celle de i*arc décrit par l'extrémité B de la petite branche, lequel se confond sensiblement avec le déplacement de l'extrémité de la tige elle-même. On voit donc que l'emploi du levier coudé permet d'amplifier la dilatation de la tige, dans le rapport de la longueur de la grande branche à celle de la petite.

Si, après avoir échauffé la tige, on la laisse refroidir en éteignant Talcool, on voit l'aiguille DE revenir graduellement à sa position primitive. La tige reprend donc sa longueur première, en se contractant par le refroidissement.

198. Accroissemeiit de volvme des eorps solides, sons l'aetlon delaehalear. — Vanneau de S^ Gravesande permet de constater

l'augmentation de volume des corps solides qu'on échauffe. — A froid, la sphère de cuivre S (lig. 179) passe exactement à travers l'anneau de cuivre C : vient-on à chauffer la sphère à l'aide d'une lampe à alcool, sans échaulTer l'anneau, la sphère ne traverse plus l'anneau, dans quelque sens qu'on la présente ; elle â donc éprouvé un accroissement de volume. Quand on la laisse refroidir, ses dimensions redeviennent ce qu'elles étaient avant l'expéfe^S"^^^****"*"^ rience. — Si l'on chauffe en même temps la -'^^^^fs^^:i=^;^.=^"=i^— ^ sphère et l'anneau, on constate que les di-

^*^ S'a* ~ ^"Jj®*" **® niensions intérieures de l'anneau restent égales

aux dimensions extérieures de la sphère. De ces observations, il est déjà possible de conclure : !• Que le volume des corps solides qu on échauffe s^accroU dans tous les sens;

2* Que la capacité des espaces vides que ces corps peuvent présenter s*ac^ croit d'une quantité égale à V accroissement de volume d^un corps solide de même nature, qui remplirait exactement cette capacité.

Cette dernière remarque fait pressentir, par exemple, que la capacité intérieure d'un vase de verre augmente, sous l'action de la chaleur, comme le volume d'une masse du même verre qui remplirait exactement le vase. Ce principe, sur lequel nous reviendrons, et qui peut être dé-

DILATATION DES CORPS PAR LA CHALEUR. > m

montré par des expériences plus rigoureusas, est susceptible de nombreuses applications.

199. Accroi— «aemt de volame des corps Ifqaldes siNisl'aetion de la ébaleor. — La dilatabilité des corps liquides peut facilement se constater sur une masse d'eau colorée, placée dans un ballon de verre B (fig. 180), terminé par un tube étroit. On marque sur un index de papier l'extrémité de la colonne liquide ; on plonge ensuite le r ballon dans un vase contenant de Feau chaude : la dilatation du liquide fait monter rapidement la surface du liquide vers la partie supérieure du tube. '

Lorsqu'on suit attentivement cette expérience, on observe que, à l'instant où l'enveloppe de verre est mise en contact avec l'eau chaude, le niveau du liquide, au lieu de s'élever immédiatement, commence par s'abaisser au-dessous de sa po> sillon primitive ; bientôt cependant il s'arrête, remonte à son point de départ et le dépasse, ainsi que nous venons de le dire. — Ces diverses particularités s'expliquent sans peine, si Ton remarque que l'enveloppe de verre- a dû s'échaufler la ^^ ^^ première: sa capacité a donc augmenté (198), et le niveau du liquide a dû s'abaisser d'abord. Mais le liquide s'est dilaté à son tour . on a vu alors le niveau remonter vers sa position primitive et la dépasser ; cette simple observation suffît pour montrer que le liquide employé est plus dilatable que le verre.

200. Aceroiasemeiit fin Yolame on de la forée élasdqae des ismm, mamm TaeUon delà ehalevr. — Pour les corps gazeux, la démonstration est plus facile encore. Le ballon de verre B (fig. 181) contient de l'air ; une petite colonne de liquide coloré a, introduite dans le tube horizontal, sépare ce gaz de l'air extérieur. — 11 suffît d'échauffer ^ légèrement le ballon, en approchant la maiii, pour voir le li- ( quide se mouvoir vers l'extrémité libre du tube. 11 revient vers le ballon, quand on éloigne la main.

Dans cette expérience, la force élastique du gaz est toujours restée la même et égale à la pression atmosphérique, tandis que le volume s'est ac- „„,

cru. On conçoit que, si ^

des obstacles s opposent plus ou moins complètement à cet accroisse- «. .q. p. .«a

, , rig- loi. rig. 18Î.

ment de volume du

gaz, réchauffement doit avoir pour effet une augmentation de force élastique. — C'est ce que Ton peut constater par l'expérience suivante. Le ballon de verre B {fig, 183) contient de l'air : le tube recourbé et la boule dont il est muni contiennent un liquide coloré : quand on approche la main du ballon, on voit le liquide monter rapidement dans

164 GUALEUR.

la brandie ouverte du tube, tandis que le niveau varie trés-peu dans la boule, si celle-ci a des dimensions suffisantes.

^!. Tcmpératiire. — inexpérience de chaque jour montre que, si deux corps inégalement chauds sont mis en contact, le plus chaud se refroidit, tandis que Tautre s'échauffe. En même temps, le premier se contracte, le second se dilate. —Au bout d*un temps suffisamment long, les deux corps arrivent Tun et Fautre à un volume qui reste sensiblement constant, si aucune cause extérieure ne vient agir sur eux. On dit alors que ces deux corps sont à la même température.

Le sens du toucher permet, dans certains cas, de décider avec certitude si un corps est à une température plus élevée ou plus basse qu'un autre. Mais les impressions de chaud et de froid que nous percevons au contact dépendent, en général, de Indisposition particulière dans laquelle se trouvent nos organes. 11 serait d'ailleurs souvent impossible, à l'aide de ces seules impressions, de reconnaître si, à un instant déterminé, un corps est plus chaud ou plus froid qu'à une époque antérieure: enfin, il est un trèsgrand nombre de circonstances où Ton ne peut songer à employer le sens du toucher comme moyen d'investigation. Les variations de volume, quand on pourra les observer, fournissent un moyen de comparaison dont la généralité est évidente.

202. Therjnométre. — Pour faciliter la comparaison des températures et permettre d'établir entre elles des relations numériques, on a recours au thermomètre.

Soit deux corps M, M', dont on se propose de comparer les températures ; prenons comme auxiliaire un corps m, et supposons-le assez petit pour que, par son contact avec l'un ou l'autre des deux corps M ou M', il ne puisse jamais leur faire éprouver de rerroidissement ou de réchauffement appréciable. On mettra d'abord m en contact avec M : la variation de température de M sera insensible, en sorte que la température finale commune à M et à m pourra être considérée comme égale à la température initiale de M ; soit v le volume acquis par le corps m, dans cette circonstance. On mettra ensuite le même corps m en contact avec M'; la température finale commune à M' et à m pourra être considérée comme égale «à la température initiale de M' ; soit v' le volume acquis par le corps m. Si Ton a r = t>', on en devra conclure que M et M' étaient à la même température ; si l'on a v > v', c'est que la température de M était plus élevée que celle de M'. — Ce corps m, dont les variations de volume permettent de comparer les températures des divers corps avec lesquels on le met en contact, est un thermomètre.

On voit immédiatement que, pour servir aux usages auxquels on le destine, et pour donner des indications exactes, un theimomètre doit remplir les deux conditions suivantes :

!• avoir une masse sufHsanunent petite, par rapport à celle des corps dont il doit servir à étudier les températures ;

TUEMIOMÊTRE.

3* indiquer, par des variations de volume facilement appréciables, de faibles variations de température.

203. Thegiométre ^ mereaurc — Sa coasiractlon. — Le thermomètre k mercure se compose d'un réservoir cylindrique (fig, 185) soufflé ou soudé à la partie inférieure d'une tige capillaire, sur laquelle est marquée une graduation destinée à déterminer la position exacte du sommet de la colonne liquide.

Construction. — Lorsqu'on «veut construire un thermomètre à mercure, il faut, avant tout, faire choix d'un tube capillaire dont l'intérieur soit bien cylindrique, de manière que des traits équidistants tracés sur le tube correspondent à des capacités égales; on reconnaît qu'un tube satisfait à cette condition, lorsqu'une petite colonne de mercure, introduite da2is l'in- n teneur, y présente une longueur constante, dans toutes A les positions qu'on peut lui donner : on dit alors qu'il est bien calibre. — A l'une de ses extréibités, on soude une boule de verre B (fig. 184), surmontée d'un tube effilé ; on fond l'autre extrémité pour la fermer, on la chauffe fortement, et l'on y souflle, aux dépens de lëpaisseur du tube, un réservoir qui prend la forme d'une olive allongée. Le thermomètre est ainsi préparé pour remplissage, et, si l'on ne veut pas procéder immédiatement à cette dernière opération, où ferme à la lampe l'extrémité efûlée, pour empêcher l'humidité et la poussière d'y pénétrer.

Lorqu'on veut introduire le mercure, on brise Textrémité de la pointe, et, après avoir chauffé légèrement le réservoir et la boule pour dilater l'air, on plonge la pointe dans le mercure : l'air intérieur, en se refroidissant, se contracte et laisse entrer dans la boule une certaine quantité de liquide; quand on juge cette quantité suffisante pour emplir au moins le réservoir et une partie de la tige, on redresse l'instrument {fig. 184). — A ce moment, le mercure, malgré sa grande densité, ne peut arriver jusque dans le réservoir ; il pénètre un peu dans la tige, mats il ne peut se diviser dans le tube capillaire pour laisser sortir Fair intérieur. On chaulfe alors le réservoir, en tenant Tappareil incliné, de manière que le gaz, p-^^g- p *^*a en se dilatant, fasse remonter tout le liquide dans la boule et s'échappe dans Patmosphère. On laisse ensuite refroidir le réservoir : la force élastique de l'air qu'il contient encore diminue ; une cei^ laine quantité de mercure peut donc pénétrer dans le réservoir, pour y remplacer l'air expulsé. On achève d'emplir l'instrument en le chauffant

sur la grille inclinée qui nous a servi dans la construclion du barométro (fig. i05) ; on fait bouillir le mercure, dont la vapeur entraine avec elle, non-seulement les dernières traces d*air, mais encore Thumidité. Enfin, on laisse refroidir, en retirant successivement les charbons : la vapeur mercurielle se condense, et le liquide de la boule, qu'on a eu soin de chauffer en même (emps, vient remplir entièrement le réservoir et la

Il reste à régler la course du thermomètre et à le fermer. Pour cela, après avoir détaché la boule B, on porte Tinstrument à une température un peu supérieure à la plus haute température qu'il doive indiquer : Yexcédant de mercure s'échappe, et, tandis que la tige est encore pleine, on en fond à la lampe l'extrémité supérieure, qui se ferme ainsi d'elle-même, el le thermomètre se trouve entièrement vide de gaz. — Quelquefois cependant on préfère y conserver un peu d'air ; on ne ferme alors qu'après avoir laissé le mercure se retirer du sommet de la tige. On a soin,, dans ce cas, de ménager à la partie supérieurelin petit réservoir à air M (fig. 183), qui sert à prévenir la rupture du thermomètre lorsque, dans les usages auxquels on l'emploie, on dépasse par mégarde la température qui amène le liquide au sommet de la tige.

204. DéterminatioB des points flxes. — CradBarion da thermomètre eentiyrode. — Les indications thermométriques doivent avoir une signification bien déterminée, de manière que les évaluations fournies par divers instruments, soient comparables entre elles. On doit donc marquer d'abord, sur les divers instruments, le niveau du liquide correspondant à un certain nombre de températures, adoptées comme points fixes, — L'intervalle de ces points fixes sera occupé par une graduation déterminée, qui servira à évaluer les températures intermédiaires.

La graduation qui est maintenant adoptée en France, et qui est connue sous le nom de graduation centigrade, repose sur les deux observations suivantes :

i * La température de la glace fondante est toujours la même, quel que soit l'état de l'air environnant ; elle demeure invariable pendant toute la durée de la fusion. — Pour s'en assurer, il suffit de plonger un thermomètre, gradué ou non, dans une masse un peu considérable de neige ou de glace fondante. Le sommet de la colonne liquide arrive en un point de la tige, qui est toujours le même; il y demeure fixe, tant que la glace n'est pas complètement fondue.

2* La température de la vapeur qui s'échappe de l'eau bouillante est toujours la même, pourvu que l'expérience soit faite sous la même pression atmosphérique; elle est invariable pendant toute la durée del'ébullition. — La vériOcation expérimentale est semblable à la précédente.

Le point où le mercure s'arrête, quand l'instrument est environné de glace fondante, est le point fixe inférieur ou le zéro du thermomètre; le

THERIIOllÈTflE. lOT

point où parvient le liquide quand le thennomélre est placé dans la Tapeur d'eau bouillante, la pression environnanle étant de 760 millimélres, est le point pxe supérieur ou te centième degré.

Pour déterminer le zéro d'un thérroométre, on emplit de neige ou de glace pilée fondante un vase cylindrique (/ïg. 185], dont le fond est percé de trous; on y enibnce l'instrumenl, de manière que toute ta colonne de mercure soit environnée de glace. Ile temps en temps, on soulève un peu la tige pour observer te sommet de la colonne :

quand il est devenu stationnaire, on marque sa position sur la tige, avec un pinceau, ou bien on fait sur le verre un petit trait au diamant.

La détermination du point Axe supérieur eiige plus de précau-

Fig. 185. . Fig. IgG.

lions. On se sert ordinairement de l'appareil qui est représenté d'epsemble parlafigurelSÔ, el en coupe par la ligure 187. La vapeur se produit dans la chaudière inférieure, s'élève de lA dans la cheminée centrale H {fig. 187), et redescend dans l'espace US qui l'enveloppe de toutes parts : elle s'édiappe fmaiement par l'ouverture G. Le thermomètre T est fixé en A au moyen dun bouchon ; son réservoir se trouve ï peu de distance de la surface de l'eau bouillante. On voit que, par celte disposition, la vapeur qui circule autour de la tige du thermomètre conserve la température qu'elle avait dans la chaudière, car celle qui l'enveloppe en M la préserve

lu CHALEUR.

du refroidissemml eiléfieur. — L'ouverlure C doit être asseï large pour que la pression dans l'appareil soit toujours égale à ta pression extérieure : on s'assure de cette ^alité au moyen d'un petit manomètre à eau, adapté dans une tubulure B qui débouche dans la cheminée centrale; les niveaux m ^ n du liquide dant le manomètre doivent toujours èlre à la même hauteur. — De temps i autre, on soulève un peu le thermomètre en le faisant glisser dans son bouchon; lorsque l'on a reconnu que le sommet de la colonne ne change plus de place, on marque sur la lige le point qui lui correspond : ce sera le point 100 de la graduation, pourvu que la pression almosphèrique du moment soil de 760 millimètres.

.^yant déterminé les deux points lixes de la graduation, on partage en 100 parties égales la dislance qai les sépare; chacune de ces divisions est un degride l'instrument. On prolonge la division, s'il ja lieu, au-dessus du centième degré;on marque de même, au-dessous du zéro, des divisions égales aui précédentes, et on les dési~ ^'*''*^" gne par les chilTres 1, 2, 3, etc.,

qui forment ainsi une échelle descendante pour indiquer les températures inférieures à celle de la fusion de la glace. — Dans les notations, on fait en général précéder les chifTres qui indiquent ces dernières températures dnsigne—, pour les distinguer de cellesqni se rapportent àdes températures supérieures i 0' : ainsi, — 25* désigne une température de 35 degrés au-dessous de léro; tandis que + 25*, ou simplement 95*, désigne une température de 35 degrés au-dessus de zéro.

1 moment de la détermination du 100* degré, la pression soit un peu supérieure ou un peu inTérieure à 760", on peut calculer la correction à laire subir k l'échelle, d'après l'observation suivante de Wollaston : la température de la vapeur d'eau s'élève ou s'abaisse de 1 degré, quand la pression augmente ou diminue de S7", au voisinage de 760"'. On admet alors que les petites ditiérences de pression sont proportionnelles aui différences de températures. — Si, par exonple, on a constaté que la pression au moment de l'expérience eit de 769", l'excès sur la pression normale étant 0", la température de la vapeur

était 100* + s^xV' ou100*+;r; on peut donc déterminer la position du centième degré au-Sessous du point oii arrifait le niveau du mercure dans la lige. — Si, au contraire, la pression était de 751**, la lempéra-

lure serait 100* — ^, et le centième degré serait au-dessus.

306. Béplaer^t«Bt da aévo. -~ Lorsqu'on prend un thermomètre construit depuis un certain temps, et qu'on le plonge dans la glaœ fondante, on constate presque loujoiirs que le point où s'arréle le sommet de la colonne liquide est plus élevé, d'une ou deux divisions, que le point qui avait été primitivement marqué léro.

Celte particularité, signalée par Flaugergues, avait été atlribuée d'abord à un effet successif de la pression almosphérique, sur l'enveloppe vide d'air à l'intérieur. Hais Despretz.en opérant avec des thermomètres ouverts, sur lesquels la pression almosphérique s'eierçait aussi bien a Tin- ,„ teneur qu'à l'eitérieur, a vu le léro „, „■ se déplacer comme dans les lliermométres fermés. Le phénomène est donc indépendant de la pression atmosphérique : il doit èlre attribué « , i aux changements moléculaires que le B 1 É verre éprouve lorsque, après avoir été "g J '■g travaillé à la lampe i une tempéra- 8 '^ * ture élevée, il est ensuite abandonné | I J £ àla température de l'atmosphère. 1 1 i 1

Ondevratoujours, avant deseseï^ g S ï a

vir d'un thermomètre pour une série M h ^ ^

d'observations, déterminer par eipérienceledéplacementqu'apuéprou- » •*

ver le zéro, et diminuer d'autant toutes les températures observées. ''

SOT. AelwUe de ■«■■»». — Vidulle de Réawnur, dont on a fait ^

usage pendant assez longtemps en France, et qui est encore employée dans quelques parties de l'Allemagne, diffère de l'échelle centigrade

en ce que le point correspondant à - -

l'ébuUiUon de l'eau est marqué 80- : "«■ '**■ "«■ '**■

l'intervalle entre ce point et le zéro est divisé en 80 parties égales. La figure 1 88 montre le parallélisme des deux échelles (*).

{') 11 eit ftcile de ronicrtir une Indicitlon dn thermani^lre Réenmur en indication

i70 CHALEUR. .

208. Échelle de Fahrenheit. — Véchelle de Fahreniieit, construite d'après des idées théoriques aujourd'hui abandonnées, est fréquemment employée encore en Angleterre; elle marque 32 d^rés à la glace fondante, et 212 degrés à la vapeur d*eau bouillante. L'intervalle est divisé en 212 — 32 ou 180 degrés égaux. La Ogure 189 montre la correspondance entre cette échelle et l'échelle centigrade (*).

209. Thermomètre * aleool. — Le mercure se congelant à la température de — 40" C, le thermomètre à mercure ne peut servir à étudier les températures très-basses, celles qu'on observe par exemple dans les contrées polaires. On remplace alors le mercure par de Talcool absolu, que l'on colore quelquefois en rouge par la teinture d'orseille.

Construction. — L'introduction de l'alcool dans l'enveloppe thermométrique peut s'effectuer un peu plus simplement que celle du mercure, et sans qu'il soit nécessaire de souder une boule à la partie supérieure de la tige. On chauffe d'abord légèrement le réservoir, pour en dilater l'air,

du Ihermomèire centigrade. — En effet 80* R. valent 100" C; il en résulte que i' \%.

vaut -^r- ou -^ de degré centigrade. Il suffit donc de multiplier par 10 \e nombre de

degrés marqués par le thermomètre Réaumiur et de diviser le produit par 8, pour avoir le nombre équivalent de degrés centigrades. — En opérant ainsi, on trouve par exemple que 3^* D. équivalent à 40* C.

Réciproquement» pour convertir un certain nombre de degrés centigrades en degrés Réaumur, on multipliera ce nombre par 8 et on divisera le produit par 10. — Exemple : U' G. = ll'.î Réaumur.

(*) On peut se proposer de traduire en degrés centigrades une indication du thermomètre Fahrenheit, ou réciproquement. On remarquera d'abord que l'intervalle entre la température de la glace fondante et celle de la vapeur d'^au bouillante comprend 180 degrés de Fahrenheit et 100 degrés centigrades, en soïte que 1 degré de

100 10 Fahrenheit vaut-^ ou j^ de degré centigrade. — Cela posé, quelle que soit la question

é résoudre, il suffira toujours de considérer d'ahord l'intervalle compris entre la

^lace fondante et la température donnée, de l'évaluer en degrés de la nouvelle

échelle, et de compter ensuite ces degrés à partir de leur zéro.

Soit, par exemple, une température marquée 95* F. à évaluer en degrés centigrades.

L'intervalle compris entre la glace fondante et cette tempéi-aturc est de 95^52 ou

63 degrés de Fahrenheit; cet intervalle vaut, en degrés centigrades, 63 x r^ ou 35 de-

grés, et comme les degrés centigrades se comptent à partir de la glace fondante, la température donnée correspond à celle de 35* C. — Soit encore une température marquée 5*. F. à évaluer au moyen de l'échelle centigrade. L'intervalle compris entre la glace fondante et celte température est de 3Ï — 5 ou 27 degi^és de Fahrenheit; cet

intervalle équivaut à 27 x -^ ou 13 degrés centigrades, et comme celle température

est inférieure à la glace fondante, elle correspond à celle de — ir>*G. — En raisonnant tout à feit de la même manière, on trouvera encore que le zéro de Fahi-enheit correspond approximativement à — 17*,78 C.

Inversement, soit une température marquée 23* C. à évaluer au moyen de Téchelle de Fahrenheit. Les degrés centigrades étant comptés à partir de la glace fondante, ou remarquera immédiatement que l'intervalle entre ce point et la température donnée

vaut, en degrés de Fahrenheit, 23x — ou 41,4; comme d'allleurâ l'échelle de Fahrenheit marque 52* à la glace fondante, la température proposée correspond à celle de 41,44-32 ou de 73*,i F. —On résoudra de même toutes les questions analogues.

THERMOMÈTRE. i7i

on renverse Tappareil, et on plonge dans l*alcool Textrémité ouverte dé la tige; lorsque le refroidissement a fait monter un peu de liquide dans le thermomètre, on le redresse, et on le chauffe de manière à faire bouillir Talcool dans le réservoir et à chasser ainî?i tout Tair. L'ébuUition s'eflfec' luanl à une température beaucoup plus basse que pour le mercure (c'est environ 78« C), on peut, sans inconvénient, plonger de nouveau la tige dans Talcool froid, et laisser le liquide arriver dans le réservoir au moment où la vapeur se condense, sans craindre que le verre se brise. — On ferme ensuite Finstrument à la lampe, en laissant toujours un peu d'air an-dessus du liquide.

Le zéro du thermomètre à alcool se détermine comme celui du thermomètre à mercure ; mais en général on ne prolonge pas Téchelle jusqu^à la température d'ébullition de Teau, car, à cette température, supérieure de 22 degrés à celle de rébullition de Talcool, ce liquide émet des vapeurs douées d'une force élastique considérable, qui pourraient déterminer la rupture de Tenveloppe. On se contente alors de marquer un degré de Técfaelle un peu inférieur, en plongeant le thermomètre à Talcool dans un liquide dont la température est donnée par un thermomètre à mercure gradué directement (*).

210. De la sensibilité dans les thermomètres. — On distingue dans les thermomètres deux sortes de sensibilité, correspondantes à des conditions de construction bien distinctes. La première est la propriété de se mettre rapidement en équilibre de température avec les corps environ* nants: elle est d'autant plus grande que les dimensions absolues du réservoir sont moindres. La seconde est la propriété d'apprécier avec exactitude de petites variations de température : elle exige que lé degré occupe sur la tige une longueur suffisante pour pouvoir être subdivisée en un certain nombre de parties égales; un thermomètre satisfait d'autant mieux à cette dernière condition, que son réservoir est plus gros et sa tige plus capillaire. — Suivant les usages auxquels Finstrument est destiné, on cherche à lui donner Tune ou Tautre de ces deux espèces de sensibilité.

* 211. Remari|nes générales sur le eholx des eorps employés dans la eonstmetlon des thermomètres. — Le thermomètre à raer^

(•) Le Ihermomètre à alcool et le Ihermomèlre à mercure s'accordent nécessairo-i ment aux deux points qui ont servi à fixer l'échelle ; mais il n'en résulte pas qu'ils doivent s'accorder à toutes les températures iniermédiaircs. On conçoit en effet que, si le thermomèire à mercure marque 20» par exemple, c'est que la température correspond à une dilatation du mercure, comptée à partir de 0", égale à ^ fois la centième partie de se dilatation totale entre 0' et 100*; lorsque le thermomètre à alcool prend la même température, rien ne prouve que l'alcool doive éprouver une dilatation égale à la même fraction de sa dilatation totale entre 0* et 100*, c'est-à-dire qu'il doive marquer 20» comme le thermomètre à mercure. — L'expérience montre que les deux instruments, placés dans des conditions identiques, donnent, en effet, des indications un peu différentes : mais ces difl'érences sont assez faibles pour qu'on n'en doive tenir compte que dans les recherches d'une grande précision.

cure est, ainsi que nous l'avons dit en commençant, le thermomètre le plus fréquemment employé. U est facile de se rendre compte des raiaoDS qui Tout fait adopter, de préférence à d'autres.

Et d'abord, pourquoi prend-on comme corps thermométrique un liquide, plutôt qu'un solide, ou plutôt qu'un gaz?

Les corps solides, moins dilatables que les liquides, donneraient évidemment des thermomètres moins sensibles que ces derniers ; cet inconvénient pourrait toutefois être atténué par l'emploi d'une disposition analogue à celle du pyromètre à levier (fig, 178), qui amplifierait la dilatation réelle du corps. Mais alors l'instrument se trouverait compli(pié dans sa construction, et, dans un grand nombre de circonstances, ne pourrait être employé que difficilement. — Les corps solides doivent encore être rejetés pour une autre raison, plus importante peut-être que la précédente. On a remarqué que ces corps, lorsqu'ils sont soumis à des alternatives fréquentes de dilatation et de contraction, éprouvent dans leur structure des changements qui peuvent modifier profondément les lois de leur dila* tabilité; un thermomètre formé d'une barre métallique, par exemple, ne serait donc pas, à des époques différentes, un instrument identique à luimême : il pourrait, à diverses époques, donner des indications qui ne seraient nullement comparables entre elles.

Les corps gazeux, beaucoup plus dilatables que les solides et les liquides, se présentent comme éminemment aptes à mesurer de très-petites difiérences de température. Ainsi, un appareil semblable à celui que nous avons employé pour démontrer la dilatation des gaz {fig. i81) serait un ihermomHre à air d'une extrême sensibilité. — Nous étudierons plus loin, comme application des dilatations des gaz, différents thermomètres & air; enverra que ces instruments doivent être regardés cx)mme les thermomètres par excellence, dans les expériences de précision. En outre, les indications de divers thermomètres à air doivent être toujours rigoureusement comparables entre elles ; en effet, la dilatation des gaz est égale à 440 fois environ celle du verre; dès lors, les légères différences que peut présenter, d'une espèce de verre à l'autre, la dilatation des enveloppes, disparaissent à côté de l'énorme dilatation du gaz. Nais la construction de ces thermomètres est compliquée, la manipulation en est longue et réclame un opérateur habile ; en sorte que, pour la pratique ordinaire, il est préférable d'employer des instruments plus simples et moins difficiles à observer. Les thermomètres à liquides remplissent parfaitement cette condition.

Enfin, parmi les liquides, on a choisi le mercure pour de nombreuses raisons. Les principales sont: i* que ce corps peut être obtenu dans un état de parfaite pureté (note de la page 95), condition indispensable pour que tous les thermomètres à mercure soient rigoureusement comparables entre eux; 2* que le point de congélation du mercure ( — 40* G.) est très-éloigné de son point d'ébuUition (4-560* C), et que la plupart des