Ebullition de l'eau renfermant des sels
Lorsque l'eau renferme des sels en dissolution, l'ébullition ne se produit qu'à une température supérieure à la température normale. Ainsi l'eau qui renferme 7,7 p. 100 de sel marin ne bout qu'à 1010 et l'ébullition est retardée jusqu'à 1080 si la proportion s'élève à 39,7 p. 100.
Toutes les eaux employées à l'alimentation des chaudière* renferment toujours des sels en dissolution; la température d'ébullition doit être retardée en proportion de la quantité Ai sels dissous; mais cette proportion, étant toujours assez faible n'a pas d'influence sensible, en pratique, sur la température d'ébullition.
664. État sphéroldal. — Si Ton verse quelques goutte; d'eau dans une capsule métallique fortement chauffée, elles s< réunissent en un globule arrondi plus ou moins aplati et l'ébulli tion ne se produit pas. Ce phénomène particulier a été étudii avec beaucoup de soin par M. Boutigny, qui a désigné cet éta du liquide sous le nom d'état sphéroïdal.
On a constaté, par des expériences directes, que la tempéra ture du globule ne dépassait pas 98% et que, dans les partie; supérieures, elle pouvait rester à 900. On a constaté également de diverses manières, qu'il n'y avait pas contact entre le globul et la paroi métallique chauffée.
Si la température du métal s'abaisse à i4o°, le contac s'établit et l'ébullition se produit d'une manière à peu prè instantanée. Il est probable que la température à laquell s'établit ce contact augmente avec la pression que supporte c liquide.
On a essayé d'expliquer par l'état sphéroïdal certaines explo sions de chaudières à vapeur; nous reviendrons sur ce suje dans le paragraphe relatif aux accidents.
Ce qu'il faut retenir de ces faits, c'est que l'eau ne mouill pas une paroi dont la température est suffisamment élevée, e
ytlconqne et le vaporiser à cette température
m» quantité de chaleur constante.
ï* quantité X était la même pour toutes les temp
2rf isrmt 4 «tout égal à t, la chaleur latente devait dimii &*s & îHBMffmlure et on avait
^mihsn f rétendait, au contraire, que la chaleur latente r ^u^mnif « égale àr = 525, et, par suite, que la chaleur U i*SBiws#i à partir de o°, était par kilogr.
* MKHMttait avec la température.
3%r «? expériences, M. Regnault a démontré qu'aucun **s iuiex &is n'est exacte et il a trouvé la formule
S -«a était prise à la température 0, on aurait exacteme
X=6o6,5-+-o,3o5f — 8 — o,oooo2Ô2 — o,oooooo303
-u.sittpltment en pratique,
U wsulte de là que la chaleur latente diminue un peu av< «.«tenture ; on a
r=X — 7=606, 5 — 0,695^ — 0,00002** — o,oooooo3f3
^j {où donne
Températures.
Valeurs de r.
536, 5oo
464,3oo
Les résultats-entre o° et 200° peuvent être représentés approximativement par la formule de Clâusius.
667. Densité de la vapeur. — La densité de la vapeur d'eau est un élément très important du calcul des machines à vapeur et de la vitesse d'écoulement de ce fluide ; il importe de connaître, avec autant d'exactitude que possible, le poids du mètre cube aux différentes pressions et aux différentes températures.
Pendant longtemps on a admis qu'on pouvait le déterminer au moyen des lois de Mariotte et de Gay-Lussac, et on le calculait par la formule :
* ! '2^ io,334 i + a*
dans laquelle :
Y est le poids du mètre cube en kilogrammes ;
i la densité de la vapeur par rapport à l'air, c'est-à-dire le
rapport des poids de volumes égaux de vapeur et d'air à la
même température et à la même pression ;
/ la température en degrés centigrades ;
p la pression en mètres de hauteur d'eau ;
On prenait pour d le nombre 0,622. C'est celui trouvé par Gay-Lussac, et qui résulte de la loi des équivalents chimiques. On le supposait constant pour toutes les températures et toutes les pressions.
668. Navier remarquant que la pression était toujours liée à la température, avait posé la formule plus simple
dans laquelle il n'entre que la pression.
Cette formule a été longtemps en usage bien que, pour avoir des valeurs satisfaisantes, on fût obligé de faire varier les coefficients a et b suivant la pression. Elle est aujourd'hui abandonnée.
I 3ims tf** derniers temps la théorie mécanique de h r i : joiiait M. Clausius à une nouvelle formule
» ^ dp dt
ion* a^rieLi* :
- -*t a i.-àai^ur de vaporisation (eee) que Ton trouve dans Ici
v -s* 1 suivaient calorifique du travail, A = -— ;
T est la température absolue de la vapeur. T^i-Z + t ; : .'tant la température en degrés centigrades:
-r^- e>t le rapport de l'accroissement de pression à l'accroisse
:ueut de température qu'on calcule au moyen des nombres d< M. Regnault et qu'on trouve dans la table; Eutiu « est l'accroissement de volume qu'éprouve i kilo gramme d'eau en passant de l'état liquide à l'état de vapeur.
Les expériences de M. Regnault donnent avec la plus grand précision les valeurs de la chaleur de vaporisation / et du coe
tocient différentiel -p. On peut donc tirer de cette formule le
\aleurs correspondantes de u pour toutes les températures c pressions comprises entre les limites des expériences, c'esl à-dire jusqu'à a3o°.
Comme le volume de i kilogramme d'eau est sensiblement 1 tuéine à toute température et égal à om'\ooi, on a, en désignan par *■ le volume de i kilogramme de vapeur,
f~ M-f-O.OOI
.s. comme 7=7, on peut de la valeur de u déduire celle de v.
Ou constate ainsi des différences sensibles avec les nombre Lv'imés par la formule (ee»).
Yjiei d'après M. Zeuner les résultats de la comparaison d tf^nne formule cl de celle de M. Clausius.
Pression
Poids
Densité
Poids
4m la vmpeur satoree
du mètre cube
de U vapeur
du mètre cube
en atomphères.
en kilogr.
par rapport à l'air.
en kilogr.
Formule de CIan*ioi.
Ancienne formule.
I,Il64
Des expérience faites par Fairbairn et Ta te, et par M. Ilirn ont confirmé l'exactitude de la formule de M. Clausius.
M. Zeuner a trouvé de son côté que, dans les limites de o à i4*\ on pouvait en représenter les résultats par la formule plus simple
yz=zmpn
dans laquelle : m = 0,6061 /? = pression en atmosphères
71 = 0,9393 et il a constaté qu'il existait un accord très satisfaisant entre les résultats de cette formule et de celle de M. Clausius.
670. Vapeur surchauffée. — Tant que la vapeur est en contact avec le liquide qui Ta formée, elle est dite saturée, et, comme nous l'avons vu (059), il existe une relation directe entre sa température et sa pression.
Si on chauffe la vapeur séparée du liquide, elle est dite surchauffée, et tend alors à se comporter comme un gaz. Sa température dépend à la fois de sa pression et de son volume. On observe que la relation qui unit ces trois quantités se rapproche d'autant plus des lois de Mariotte et de Gay-Lussac que la vapeur est plus surchauffée, c'est-à-dire que sa température est plus éloignée de celle qui correspond à la saturation. On doit à M. Cahours des expériences sur ce sujet. En opérant par la méthode de M. Dumas, à la pression constante d'une atmosphère, il a trouvé pour la densité de la vapeur les résultats consignés dans le tableau suivant :
Températures. Densités.
On voit qu'au-dessus d'une température de 1200 à la pr sion atmosphérique, la densité s'éloigne assez peu de 0,622, est celle trouvée par Gay-Lussac.
En opérant entre 3o° et 56°, à des pressions de plus en p éloignées du point de saturation, M, Regnault a trouvé nombres suivants.
Les valeurs de f sont les pressions observées pour la vap< d'eau en expérience; celles de F sont les pressions de saturati à la température correspondante d'observation.
Températures
en degrés centigrades.
Pression observée
en millimétrés
de mercure.
Pression de saturation
en millimètres
de mercure.
Densité
de la Tapeur
par rapport à l'air.
