MESURE DE LA CHALEUR DE VAPORISATION

muiii(iue avec un serpentin S entouré d’eau froidc’et aboutissant au réservoir R. La vapeur condensée dans le serpentin se réunit dans ce réservoir, d’où on peut l'e-xtraire à l’aide du robinet r. Le tube ï sert à mettre en communication le réservoir, à l’aide du robinet r', soit avec l’atmosphère, soit avec un espace où rèjine une pression déterminée, de façon à obtenir l’ébnllition à une température plus ou moins élevée, que fait dans tous les cas connaître le thermomètre l. A est un agitateur destiné à maintenir constante la température de la masse d’eau du calorimètre, température qui est accusée par le thermomètre i'. Pour proetMer à une exi)éricnce, on commence par faire bouillir le litjnide dans la cornue, et ce n’est (|ue loi-squ’il est en pleine ébullition qn’on établit la communication avec le serpentin. On a abaissé la température du calorimètre, au-dessous de celle de l’air ambiant, d’un certain nombre de degrés, et on poursuit l’expérience jnstiu’an moment où elle lui est devenue supérieure du même nombre de degrés. De cette façon, comme le réchaulleinent est à peu près uniforme, on peut admettre que la compensation est exacte.

Soit P le poids du calorimètre réduit en eau, i sa température initiale, 6 sa température finale, la quantité de chaleur gagnée par lui est P (0 — t) ; celte quantité de chaleur provient, d’une part, de la chaleur latente dégagée au moment de la condensation de la vapeur, et en second lieu de l’abaissement de température de l’eau condensée, depuis la température T d’ébullition du liquide jusqu’à colle du calorimètre. Ou aura donc, en désignant par x la chaleur de vaporisation, parp le poids du liquide recueilli dans la hotte U et par c son calorique spécifique :

P (* — t) = px + pc (T — 0).

Cette expérience comporte des causes d’erreur assez graves. Ainsi le calorimètre peut s’échauffer par le rayonnement du foyer, malgré l’interposition de l’écran F. Une certaine quantité de chaleur peut aussi se propager par l’intermédiaire du col de la cornue. D’autre part, la vapeur n’arrive pas sèche dans le serpentin, elle est toujoui’s accompagnée de petites gouttelettes liquides; enfin une partie de la vaiveur peut se condenser dans le haut de la cornue et

CALORIMÉTRIE

être entraînée à l’état liquide dans le serpentin. Pour atténuer cette dernière cause d’erreur, ou incline le col du côté du foyer, de manière à provoquer l’écoulement du liquide dans la cornue; mais cette précaution peut n’étre pas suffisante.

350. Expériences de H. Régnault. — M. Régnault a fait sur la chaleur latente de la vapeur d’eau un très-important travail, en se servant d’un appareil de grandes dimensions où ces diverses causes d’erreur se trouvent éliminées. 11 est arrivé au.v résultats suivants :

La quantité de chaleur nécessaire pour faire passer un kilogramme d’eau à 100“ à l’état de vapeur sans changement de température est égale ù 536 calories.

Dans l’industrie, ce qu’il importe surtout de connaître, c’est la quantité totale de chaleur qui est nécessaire pour produire à la fois et l’élévation de température cl la volatilisation. Ainsi, par c.veniple, étant donné de l’eau à zéro pour la transformer en vapeur à 100°, il faut d’abord 100 calories environ pour élever l’eau à 100", et 536 pour la volatilisation, ce qui fait un total de 636 calories.

En général, si l’on désigne par Q la quantité totale de chaleur néces-saire pour transformer l’eau à zéro en vapeur à la température T, on a très-e.vactcment

D’ailleurs, d’après ce qui vient d’être dit, on doit avoir entre celle quantité Q et la chaleur de volatilisation à une température T la relation

d’où, en remplaçant Q par sa valeur,

La formule (a) fait connaître les chaleuis totales aux diverses températures, et la formule [b) les chaleurs latentes de vaporisation. Voici le tableau des diveraes valems données par ces formules de 0 il 230“.

IlltillTtlII.

CHALEUR

latnnte.

CHALEUR

totale.

leirtiiuiis.

CHALEUR

latente.

CHALEUR

totale.

Le tableau suivant, emprunté aux travaux de MM. Favre et Silbermann, donne la valeur de la chaleur latente de Vaporisation de quelques liquides A la température de leur ébullition.

TKMPéRATURK

CKALgüK

TEUréUATUUE

CnALBCK

d'ébttliition.

latente.

d'ébuIUlioû.

latente.

Esprit de bois. . . 66°,5

Acide acétique. . .

Alcool absolu. . . 78

Acide butyri(|ue. .

Alcool valérique. . 78

Acide valérique. .

Mo

Alcool ollialique. . 38

Éther acéliiiue. . .

Éther 38

Essence de tén^

Éther valérique. . 113,5

k'iilhine. . . .

Acide formique. . 100

Essence de eitron.

351. Chaleur dégagée dans les combinaisons chimiques. — MM. Favre et Silbermann ont imaginé, pour mesurer la chaleur dégagée dans les actions chimiques, un appareil fort commode. C’est une sorte de gros thermomètre cA mercure (flg. 307), dont le réservoir en fer R présente une ou plusieurs cavités cylindriques ou moufles telles que wi. Ces cavités reçoivent des tubes de verre ou de platine, dans lesquels s’accomplit la réaction chimique. On introduit d’abord l’une des substances, et, à l’aide d’une pipette recourbée qui contient le second liquide en B, on le fait arriver dans le tube. Il

CALOniMÉTRIE.

suffit pour cela de soulever la pipette et de la inctti'e dans la position indiqui'e par les traits ponctues de la figure.

Supérieurement se trouve une ouverture munie d’un tube contenant un piston en acier P qui pénètre jusque dans la masse de

Fig. 307. — Calorimètre de MM. Favre et Silbernianii.

mercure et peut être enfoncé plus ou moins à l’aide de la manivelle M. Loi'stju’on veut faire une expérience, on manœuvre le piston jusqu’A ce que le mercure arrive dans la tige H' jusqu’au zéro; on produit la réaction et ou obsene le mouvement de ta colonne de mercure à l’aide de la lunette L. Pour mesurer la quantité de cbaleur «[ui correspond A ce déplacement, on introiluit dans le moiille un poids déterminé d’eau chaude, on la laisse quel(|ue temps, et, d’après son refroidissement, on peut déduire la quantité de chaleur tpi’elle a cédé A l’appareil. Cette quantité de chaleur produit un déplacement déterminé d’oi’i il est facile de déduire celle qui correspond A un (hîplacement quelconque. L'appareil est renfermé dans une boite remplie do ouate qui le protège contre les effets du rayonnement.

Lorsque la réaction chimique qu’on xeut étudier est une combustion, l’appareil doit avoir une disposition différente. MM. Favre et Silbermann ont construit, pour ce genre d’étude, un appareil trèsparfait, mais d’une assez grande complication, ce qui nous empêche

CHALEUR DÉGAGÉE DANS LES ACTIONS CIUSligUES. 4o»

(le le décrire ici. Nous nous bornons à donner la ligure de l’appareil beaucoup plus simple dont s’est servi Diilong dans ses rccberches sur le même sujet, et qui suffit pour comprendre la disposition générale des appareils de ce genre.

11 se compose d’une chambre à combustion G placée au centre d’une grande masse d'eau contenue dans le calorimètre D et dans laquelle se meut un agitateur dont la lige est en A. Le combustible, quand il est gazeux, par exemple, arrive par le tube k à rextrémité du bec B, et l’oxygène destiné à le brider par les tulles fou p'. Les produits de la combustion suivent le serpentin s et s'échappent à l’extérieur après s’êlrc mis en équilibre de température avec le calorimètre. Celte condition est capitale pour l’exactitude des déterminations, et on s'assure qu’elle est remplie Fig- — caiorimi'tro de Duiong ... , .. , pour les combustions.

en constatant que le thermomètre t ,

placé à la sortie de ces produits, est constamment d’accord avec le thermomètre { qui accuse la température de l’eau du calorimètre; P est un regard fermé par une lame de verre qui permet de suivre les progrès de la combustion. Voici quelque.s-uns des résultats obtenus par cette méthode.