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DES VAPEURS DANS LE VIDE

seules qui ne soient pas les mêmes dans les différens cas que nous examinons. Ceci nous conduit donc à regarder les différentes couches qui composent la vapeur , comme s’appuyant mutuellement les unes sur les autres , en vertu de leur élasticité , jusqu’à la dernière , qui repose immédiatement sur le liquide. Celle-ci a nécessairement pour force élastique celle avec laquelle le liquide tend à émettre des sapeurs , quelle que soit d’ailleurs la cause qui lui donne cette tendance et cette faculté. Si donc ce liquide est d’abord de l’eau pure , et qu’il vienne à changer dans sa constitution , de manière que sa tension s’affaiblisse , alors les couches de vapeurs qui reposent immédiatement sur sa surface , ou tout près de cette surface , seront plus comprimées par l’élasticité des couches supérieures, qu’elles ne seront soutenues par la tension du liquide. Elles devront donc se précipiter dans celui-ci , qui les réduira aussi en liquides par son affinité ; il en sera de même ensuite des couches qui seront audessus des premières, lorsqu’elles viendront à leur tour se mettre en contact avec le liquide , jusqu’à ce qu’enfin l’élasticité de la vapeur raréfiée soit devenue précisément égale à la tension du liquide , c’est-à-dire à la force avec laquelle il tend à émettre des vapeurs.

Ces considérations expliquent l’effet d’un appareil très-ingé— nieiix , imaginé par M. Gay-Lussac , pour mesurer la tension de la vapeur aqueuse à des températures très-basses , et même fort inférieures au degré de la congélation. Il est composé d’un tube barométrique, dont l’extrémité supérieure C est recourbée un peu au-dessous de l’horizontale, comme on le voit fig. 77. Une petite quantité d’eau, introduite avant de renverser ce tube, se vaporise en partie quand il est redressé, et abaisse le mercure d’une quantité déterminée par sa tension à la température extérieure. Il faut maintenant amener celle vapeur aux températures assignées. Pour cela , M. Gay-Lussac introduit l’extrémité C du tube dans une allonge remplie d’un mélange réfrigérant, au centre duquel est un thermomètre, et il abaisse ainsi la température de cette partie. La vapeur qui s’v trouve perd de sa force élastique, se précipite, est aussitôt

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remplacée par une autre portion de vapeur qui se précipite de meme, et ainsi de suite jusqu’à ce que toute l’eau, qui était restée liquide en B , se soit vaporisée complètement, et soit venue se déposer en C. Alors la portion qui conserve l’état de vapeur n’a plus que le degré de tension qui convient à la température de C; et en appliquant ici le raisonnement dont nous faisions tout-à-l’heure usage , on voit qu’en général dans un tube ainsi échauffé inégalement, le degré de tension auquel la vapeur peut se soutenir est déterminé par la température la plus faible. Il ne reste donc plus qu’à observer cette tension , en comparant la hauteur du mercure, dans le tube qui contient la vapeur , avec sa hauteur au même instant dans un baromètre parfaitement purgé d’air. Pour que ces mesures soient plus exactes, M. Gay-Lussac emploie une petite lunette horizontale, mobile verticalement, comme un curseur, sur une échelle graduée, et munie intérieurement d’un micromètre , dont il rend les fds tangens à la surface du mercure dans les deux tubes , fig. 78. Il a trouvé ainsi qu’à — ig°,5q du thermomètre centésimal la tension de la vapeur aqueuse est encore imm,353. Or , en la calculant par notre formule de îa page 277 , on la trouve égale à imm,37i8, c’est-à-dire , presque exactement îa même ; d’où l’on voit que la loi conclue des expériences de M. Dalton sur l’eau à l’état liquide, s’applique encore , même à des températures beaucoup plus basses que celles de la congélation; et ainsi la solidification de l’eau n’a absolument aucune influence sur la tension de sa vapeur ; phénomène remarquable ; et qui n’est pas une des moindres découvertes de l’ingénieux physicien que j’ai tout-à-l’heure cité.

J’indiquerai encore une autre disposition d’appareil trèsélégante et très-commode, que M. Gay-Lussac a pareillement imaginée , pour observer comparativement les tensions de différens liquides à des températures parfaitement égales. Cet appareil est représenté fig. 79; il est composé d’un certain nombre de tubes barométriques , élevés su? la même cuvette , et rangés circulairement autour d’un même axe vertical. Une colonne divisée en millimètres, et munie d’un curseur C , s’élève parallèlement à leur direction. Un de ces tubes est un baromètre

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purgé d’air. Dans chacun des autres on introduit une petite quantité de liquides de nature différente , dont les tensions diverses abaissent les colonnes de mercure à diverses hauteurs. En faisant tourner ces tubes autour de la colonne verticale , on les amène successivement devant la division, et au moyen du curseur , on fixe la hauteur de la colonne de mercure qui s’y trouve renfermée. En faisant la même opération pour le tube vide d’air , on connaît la pression de l’atmosphère au même instant , et l’excès de la seconde mesure sur la première exprime la force élastique du liquide.

La tension des vapeurs peut encore s’observer commodément à toutes les températures , au moyen de l’appareil représenté fig. 80. C’est un baromètre à siphon , dont la branche ouverte pénètre dans un vase de verre. On introduit dans ce vase le liquide dont on veut observer la tension ; après quoi on y fait le vide , au moyen d’un tuyau de communication A B. La vaporisation continuelle du liquide permet d’extraire entièrement l’air , surtout si le vase est petit. Alors , en plongeant ce vase dans des températures diverses , la force élastique de la vapeur se manifeste par l’élévation du mercure dans la longue branche du baromètre ; et la mesure de cette colonne , qui se fait par une division tracée sur le tube même , donne la mesure de cette force.

Quelquefois on prend le vase un peu plus grand , et tel , qu’outre l’ouverture principale par laquelle on fait le vide, il ait une ouverture secondaire , fermée par un double robinet RR', fig. 81. Cela est principalement utile quand on craint que les vapeurs du liquide que l’on veut soumettre à l’expérience n’altèrent la machine pneumatique. On commence par faire le vide dans le ballon , aussi bien qu’il est possible. On note , par le moyen de l’éprouvette de la machine pneumatique , la petite tension d’un ou deux millimètres , exercée par l’air qu’on ne peut enlever; puis on ferme la communication avec la machine , en tournant le robinet T, et l’on introduit le liquide. Pour cela , on ouvre le robinet R' , on verse le liquide dans l’espace RR' , on ferme R' , et on ouvre R. Alors le liquide se précipite dans le vide, et y produit instantanément la quantité de vapeurs qui convient à sa tension. La force élastique de cette vapeur se me-

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sure , comme précédemment , par l’élévation qu’elle produit dans le baromètre intérieur.

L’appareil que je viens de décrire se nomme un manomètre . On y emploie quelquefois des ballons d’un volume assez considérable , pour pouvoir y introduire des animaux , des plantes , ou en général les substances dont on veut observer les modifications et recueillir les produits. La tension ou la dépression du baromètre intérieur indique s’il y a eu formation ou absorption de substances aériformes. Mais pour pouvoir en calculer la quantité d’après ces indications , il faut connaître les lois du mélange des gaz avec les vapeurs; nous les exposerons bientôt.

Si, outre la tension de ces substances, vous voulez connaître leur nature, vous n’avez qu’à remplacer le robinet R/ par un autre semblable R(/ , mais surmonté d’un tube T, que l’on remplit entièrement de mercure , en le renversant d’abord. On visse ce tube sur le robinet R , après avoir rempli de mercure l’intervalle qui les sépare. Cela fait, on ouvre R'' ; le mercure tombe par son poids dans le manomètre ; il est remplacé par une quantité égale de vapeur; il ne reste plus qu’à fermer R" , et à enlever le tube, pour pouvoir soumettre ces vapeurs à toutes les expériences chimiques et physiques que l’on voudra se proposer.

Comme les théories physiques ne peuvent jamais avoir d’épreuves plus sûres que les applications en grand , je rapporterai ici deux faits qui s’observent journellement dans les manufactures , et qui dépendent de la formation des vapeurs. Ils m’ont été communiqués par M. Darcet , l’un de nos plus habiles chimistes et de nos plus industrieux manufacturiers.

Lorsqu’une grande chaudière est remplie d’eau ou de tout autre liquide, à une température voisine de l’ébullition , il est souvent nécessaire de vider la chaudière sans qu’on puisse la renverser. Le moyen le plus simple d’y parvenir, semble être d’employer une pompe; mais en faisant l’expérience ? on trouve que la pompe n’aspire point le liquide : elle ne se remplit que de vapeiir qui, se développant sous le piston à mesure qu’on l’élève , contre-balance en très-grande partie, par sa tension, la pression extérieure de l’atmosphère , et empêche ainsi le liquide de monter.