FORCE ÉLASTIQUE DIS VAPEURS,. «S

395. T«walM de U vape^' «->■■ ■■ jebwi d« tt*. — GogiMxtac a démoalré que la glace émet, au-dessous de 0*, des vapairs ajint une tension sensible ; il a mesuré cette tension pour diverses températures, à l'aide de l'appareil suivant :

A etB [fig. 221) sont deux baromètres plongeant dans une même cuvette C; la partie supérieure du second est recourbée et pénètre dans le nse H, qui contient un mélange réfrigérant dont on évalue In température avec un Ihermomélre. On fait passer, dans le baromètre B, un peu d'eau au-dessus du mercure ; celle-ci émet des vapeurs qui se répandent dans la chambre barométrique. Mais une portion de cet espace étant maiiil^ue à une température inférieure à la température ambiante, à — 10* par exemple, la vapeur n'y peut conserver une tension plus grande que celle qui correspond à — 1U° ; elle s'y congèle donc enparlie, fait place à de nouvelle vapeur envoyée par le liquide, laquelle se congèle à son l«ur, et ainsi de suite : toute l'eau introduite dans le baromètre vient donc, par une véritable distillation, se congeler peu à peu à la partie supérieure. — A ce moment, et bien qu'il

ne reste plus de , ^|

traceduliquide au- ^.^ ^, ^.^ ^ ^p^^^^^ ^^ ^^^^^

dessus du mercure,

le niveau dans le baromètre B se trouve un peu plus bas que dans le baromètre sec. De cette observation, il résulte évidemment que la glace à — 10° émet des vapeurs; la tension de ces vapeurs est mesurée par la dblance verticale des deux niveaux du mercure.

294. TeodsB de la Tapear «'«■■ entre O" et IMI' — HétlMide de •«HoH. — Pour déterminer la tension de la vapeur d'eau aux températures comprises entre 0° et 100*. Dallon employait l'appareil déjà décrit (399) et représenté par la figure 225. L'eau était portée snccessi-

vement à des températures de plus en plus élevées, et ces températures étaient indiquées par des thermomètres tixés dans le liquide (*) ; on déterminait, à l'aide d'une règle métallique graduée, la dépression du mercure dans le baromètre à vapeur au-dessous du niveau dans le baromètre sec.

Cette dépression doit subir plusieurs corrections importantes, pour donner exactement la mesure de la force élastique cherchée. — Il faut tenir compte, en effet, et de la dilatation du mercure, et de celle de ta règle, ainsi que nous Tavons fait pour les observations barométriques (253) ; on doit tenir compte ensuite du poids de la petite colonne d'eau qui presse sur le mercure du baromètre A ; enfin, il faut avoir égard aux actions capillaires qui s'exercent dans les deux tubes.

Remarquons ici que plus la température s*élève, plus le sommet du mercure s'abaisse dans le baromètre à vapeur»; on constate d'ailleurs qu'il vient se placer dans le plan du niveau extérieur au manchon, lorsqu'on atteint la température d'ébullition de Teau sous la pression actuelle de l'atmosphère ; à cette température, la force élastique de la vapeur est donc égale à la pression atmosphérique. — De là résulte que l'appareil précédent ne peut servir à étudier la tension de la vapeur d'eau à des températures supérieures à 100 degrés, puisque, à ces températures, le niveau du mercure dans le baromètre A deviendrait invisible.

295. Appareil de H. Bei^aalt ponr la mesvre des te— lo— de la Tapeur d*eaa entre O* et •O*. — Pour obtenir des résultats exacts, dans les expériences qui précèdent, il serait indispensable de maintenir la température constante pendant quelques instants avant de faire une observation ; sans cela, il est impossible d'être certain que la température de la vapeur est bien celle qu'indiquent les thermomètres. Or l'appareil de Dalton ne satisfait que très-imparfaitement à cette con-^ dition, surtout pour les températures comprises entre 50* et 100*. €e défaut est d'autant plus grave, que, déjà dans ces limites, une faible variation de température entraîne, comme on le verra, une variation considérable dans la force élastique.

Afin d'obtenir plus de précision dans la mesure des températures, H. Regnault a eu recours à la disposition suivante. Les deux baromètres sont fixés dans des tubulures a et b, pratiquées au fond d'une caisse de tèle YV (fig, 226), dont l'une des faces est fermée par une glace de verre EF6U; cette caisse contient de l'eau, qui environne les parties supérieures des baromètres, et que l'on peut échautTer à l'aide d'un fourneau placé au-dessous. Le sommet du baromètre à vapeur communique par un tube capillaire he avec un ballon de verre A, contenant de l'eau : le tube capillaire lui-même est formé de deux parties, qui sont réunies par une pièce

n Pour assurer runirormité de lempéralure dans tout l'appareil, il est indispensable de mélanger sans cesse Teau du manchon, au moyen de Tagitateur D.

FORCE ÉLASTIQUE DBS VAPEURS. i3T

de cuivre f i trois branches ; la troisième branche communique avec one machine pneumatique, par l'intermédiaire d'un tube KM k ponce suirurique.

Pour déterminer la tension de la vapeur dans le vide, on chauiïe légèrement l'eau du ballon, de laçon à en faire distiller une petite quantité dans le tube barométrique ; on fait jouer ensuite la machine pneumatique : l'eau du ballon et celle du baromètre entrent en ébullition , tandis que l'air et lavnpeur traversent le lube HN, où celle-ci se condense. Lorsqu'on a ainsi vaporisé quel~ ques grammes d'eau, on peut admettre que l'air a été complètement expulsé de l'appareil; on ferme alors à la lampe le tube qui s'engage dans la Iroisième branche de ta pièce (, on verse de l'eau dans la caisse, el on la porte successivement à diverses températures. A cliaque fois, on relève, au caihétomélre, la diflërence de niveau du mercure dans les deux tubes barométriques, et on lit la température sur le thermomélre T (*). Enfin, on. corrige les résultats obtenus comme nous l'avons indiqué plus haut (294). ^ï- »«■ — Teniion ds ■■ npeur ct'eiu entre

l'appareil que nous ve- * "*■' 'PP'"" ''* "■ B^»""»-

nom de décrire ne peut guère être employé que jusqu'à fiO". Dès que la force élastique est sudlsante pour déprimer le mercure au-dessous du fond de la caisse, la vapeur n'étant plus toul entière à la température du bain, les indications du baromètre h n'ont plus aucune signification. Poui'

(') La m»ae d'eau contenue dan) la caiHS itint Iréi-contidnnble, il est (ïcile de U maintenir pendant auei ionatemps i une température conitinle. Pour t pansnir.

ittaa du Eoumeiu ; le thermamilre continue 1 monter quelques instant! encare. puii illeinl un maiimum qui ae maintient pendant ptuiieura minulei iTinl qiM la ' - "croUre; on a d'ailleurs aoin d'agJler continuelleiuMit

338 cauEua.

détenDÎner les tensions correspondantes aux lempéralures intemiédiaires entre 60* et 100*, M. Hegnault a employé le nh^me procédé que pour opérer au delà de 100°, procédé que nous allons maintenant indiquer.

396. Tca^oB aie U Tapear d'eaa aax tcap^vatana «evées. — Exp<rlc«cc« fc DbIobk et Ikrmga, — Les premières rechercbe*^ exactes, faites en vue de déterminer les forceti élastiques de la rapenr

L'appareil employé par ces physiciens consistait essentiellement en une chaudière i parois très- résistantes, où se formait la Tapeur, el en un maiKimêtre à air comprimé, qui en mesurait à chaque instant la tension. La température de la vapeur et celle dç l'eau étaient données par des thermomètres contenus dans des tubes pleins de mercure, qui pénélraîenl â diverses profondeurs dans la chaudière. On ctHiunençait par chasser tout l'air de la chaudière, en ouvrant une soupape de dégagement et faisant bouillir l'eau pendant une vingtaine de minutes; on fermait ensuite cette soupape, et l'on rendait la température stationnaire successivement à divers degrés de l'échelle, en réglant convenablement le feu. A chaqnr ■'■/'^ fois, on lisait sur les thermomètres la tenn-

^'- L ^ ; pérature, et sur le manomètre la tensicvt

correspondante de la vapeur.

Ce procédé est sujet à deux objections. — La première résulte de la difficulté qu'il y avait à maintenir constantes, pendant un temps suffisamment long, des température): élevées-, la seconde tient au défaut de sensibilité du manomètre à air comprimé, pour des pressions considérables.

2'J7. PrUNipe de la HétbAde cattojéc pmr M. KegmBsIt. — M. Renault a écarté les deux causes d'erreurs que nous venons de signaler, en employant une méthode qui avait été antérieurement indiquée par Ilulong. et en substituant un manomètre à air libre au manomètre à air comprimé.

Le principe de cette méthode est le suivant : La force ilatlique d* la tapeur émUe par un liquide en ébullition est égale à la praiion qui t'exerce «ur ta turface. — Ce prindpe, dont tious montrerons plus loin la généralité, et que les expériences de Dalton ont déjà établi pour le cas où la pression est d'une atmosphère (394), peut encore se vérifier, dans ce même cas particulier, par l'expérience suivante :