Lois de l'ébullition. — 1. Énoncé. — Ce phénomène est

soumis aux trois lois suivantes :

1° L'ébullition commence à une température déterminée, qui varie d'un liquide à un autre, mais qui est toujours la même pour un même liquide, placé dans les mêmes conditions de pression.

La température qui correspond à l'ébullition d'un liquide, sous la pression atmosphérique normale, est son point d'ébullition.

2° Dés que l'ébullition à commencé, la température du liquide résle slalionnaire,

S* Pendant qu'un liquide bout, la force élastique de sà vapeur est égale à la pression extérieure qui s'exerce à sa surface.

IL. Vétifraion expérimentale. — A7 er 2 Loi. — On peut vérifier les deux premières lois au moyen d'un procédé très simple, dû à Dulong. La vapeur, étant produite dans une cornue en verré (fig. 595), vient se condenser, au fur et à mesure de sa production, dans un tube réfrigérant, adapté au tube abducteur de la cornue. Ce tube communique d'ailleurs d'une manière permanente avec un ballon plein d'air, dont la force élastique est évaluée par un manomètre. Un thermométre, dont le réservoir est placé un peu au-dessus de la surface libre du liquide, donne à chaque instant la température du liquide bouillant. Or on constate que, quelle que soit la pression accusée par le manomètre, pourvu que celle pression soit constante, l'ébullition du liquide commence à une tempéralure qui est toujours la méme (pour une méme pression extérieure), et qui reste invariable pen- | dant toute la durée de Fig. 596, l'ébullition.

Resanque, — Celle expérience de vérification est en même temps un procédé de détermination des points d'ébullition des divers liquides.

5° Lot, — On peut vérifier simplement la troisième loi à l'aide d'un tube recourbé À, en forme de baromètre à siphon, dont la petite branche serait fermée (fig. 596). Cette pelite branche étant pleine de mercure, on y fait passer une cerlaine quantité d'eau, puis on engage l'appareil tout entier dans un ballon à moitié plein d'eau. Lorsqu'on porte l'eau du ballon à l'ébullition, celle de la petite branche du siphon Gnit elle-même par bouillir, et V

voit alors les niveaux du mercure se mettre sur le même plan horizontal dans les deux branches. Cela prouve qu'ils supportent l'un et l'autre la même pression; or c'est la pression atmosphérique qui s'exerce librement dans la grande branche : done la force élastique de la vapeur de l'eau bouillante est égale à la pression almosphérique.

608. Détermination des points d'ébullition. — Par des méthodes analogues à celle que nous ayons indiquée ci-dessus, on à déterminé les points d'ébullition de toutes les substances chimiquement définies. Ce coefficient est un des caractères physiques les plus importants de la pureté des corps.

L'expérience prouve que plusieurs circonstances peuvent faire varier la température d'ébullition d'un liquide; ce sont : l'existence de certaines substances en dissolution, la nature des parois des récipients, l'absence d'air ou d'autre gaz en dissolution.dans le liquide, et principalement la pression extérieure.

609. Influence des substances en dissolution. — Toule substance dissoute dans un liquide, lorsqu'elle n'est point volatile ou qu'elle l'est moins que Le liquide, retarde l'ébullition, ét d'autant plus que la dissolution est plus concentrée,

Ainsi l'eau, qui bout à 100 lorsqu'elle est pure, ne bout qu'à des températures plus élevées lorsqu'elle est saturée de différents sels, L'eau saturée de sel marin bout à 109%; saturée de chlorure de calcium, ellene bout plus qu'à 179 C

Les dissolutions acides présentent la méme anomalie,

Il importe de rappeler ici les expériences de Rudberg, déjà citées, Billes ont démontré que, bien que la température d'ébullition dé l'eau soit supérieure à 100 par l'effet des substances qu'elle tient en dissolution, la température de la vapeur qui s'en dégage est cependant toujours dgale à 100%, comme si l'eau était pure, poureu que la pression demeure égale à 760 mm.

610. Influence de la nature des parois des récipients. — Gay-Lussac a obeurrée que, en prenant pour point 400° la température d'ébullition de l'eau distiliée, dans un vase de cuivre (sous la pression 760 mm), ce même liquide, dans un ballon de verre, n'entre en ébullition qu'à 101*: à pression égale et quand le vase de verre a été hien nettoyé, le point d'ébullition de l'eau peut s'élever jusqu'à 105° et même 106°.

Toutefois un simple fragment de métal, placé au fond du ballon, suffit alors pour ramener la température d'ébullition à 100°, Par le même procédé on peut fire disparaitre les soubresauts violents qui accompagnent V'ébullition des dissolutions salines ou acides dans les vases de verre.

Comme dans le cas des substances en dissolution, la température de ln vapeur n'est pus influencée par celle que prend l'exn dans les vases de verre.

611, Influence de l'absence d'air ou de gaz dissous, — L'absence d'air dans l'eau retarde aussi sa température d'ébullition.

Delue- remnarqua le premier que de l'eau privée d'air par ane ébullition préalable pouvait être chautlée suns bouillir jusqu'à 112 dans win matrns à long col.

Erpériences de Donny. — M. Bonny (de Gand) à étwie ee servant d'un tube de verre AB (y, BOT) tecobé à aa Vos, 8 Vera à

l'autre par une grosse houle de même matière, suivie d'une autre, plus petite, qui se termine en pointe effilée, Avant de fermer celle-ci, on introduit de l'eau dans le tube, par le même procédé que l'alcool dans un thermométre, puis on La fait bouillir un certain temps pour chasser Lout l'air. Soudant alors ba pointe elfilée à la lampe, on à de l'eau dans la branche recourbée, et de la vapeur à une très faible tension daus le tube AB et dans les boules, Or, si l'on plonge maintenant la partie AC, remplie d'eau, dans une solution concentrée

Fig. 507.

dé chlorure de calcium, et si l'on chauffe graduellement, la température peut monter à 130 sans qu'ilse manifeste aucune ébullition dans le tube, Ce m'est qu'à 15° que l'ébullition a lieu; mais alors elle se produit tout d'un coup et l'eau est projelée dans les boules, qui sont quelquefois brisées,

Expériences de Dufour. — M. Dufour [de Lausanne) préservait les liquides en expérience du contact de l'air, en les mettant en suspension dans des liquides de même densité, mais moins volatils.

I a ainsi trouvé que l'eau, en suspension dans un mélange convenable d'essence de girofle et d'huile de lin qu'on chauffait au bain-marie, ne se transforme brusquement en vapeur qu'à une température voisine de 120. L'acide sullureux liquide, qui bout nortalement à — 109, reste liquide jusqu'à + 18° lorsqu'il est mis en

on dans un mélange d'eau

et d'acide sulfurique.

612. Influence de la pression sur la température d'ébullition. — 1° Influence de la diminution de pression.

— Ébullition de l'eau à basse température. — Pour démontrer que la température d'ébullition s'abaisse avec la pression, on place sous le Fig. 598.

récipient de a machine pnéumalique une capsule contenant de Veau à 50 entra, Ws on lait le vide. On voit alors le liquide entrer en Ebalibon axet

QUE LUL 3 GE UU VARU, UE

et on le retourne (fig. 598). Si supérieure avec une éponge iml condensent, le vide se fait, et un C'est ce qu'on appelle l'expérience

Ébullition dans le vide. — Dans en ébullition à 0°, puisque la 4,6 mm.

Ébullition à l'air libre sur les diminution de pression que sur les au-dessous de 1009, Sur le Mont-Blan

2 Influence de l'accroissement de se produit lorsqu'on augmente la p qu'à 1200,6 quand on exerce à sa su ? atmosphères,

Production de la vapeur en vase clo particulièrement sentir lorsqu'on ch liquides non plus à l'air libre, mais en l'ébullition est alors profondément n produisent ne trouvant aucune issue, croissent de plus en plus avec la ten ment continu qui constitué l'ébullitio quent, tandis que, dans un vase 0 liquide ne peul dépasser son point d'é au contraire, elle peut s'élever de be

oo

le sommet d'une montagne, tandis qu'à sa base elle bout à 98°, et qu'on dans les tables des forces élastiques les tensions correspondantes, on ve des nombres qui représentent, en millimètres de mercure, les forces ues que possédait In vapeur au moment où elle se dégageait au sommet pied de la montagne, el par suite les pressions atmosphériques supporpar l'eau en ébullition aux deux stations. Connaissant ainsi la hauteur ue au sommet de la montagne et à sa base, on n'a plus qu'à appliles formules déjà données pour mesurer hauteur des montagnes 4 l'aide du baro-

ff

ré

Instruments. — Pour appliquer celte méthode, on ne fait usage que de thermométres très sensibles, gradués seulement de 80° à 100° environ, de manière que, chaque degré occupant une grande étendue sur l'échelle, on puisse à ier les dixiémes et même Les vinglièmes degré. C'est sur ce principe qu'est construit le {hermomètre hypsométrique où hypsomètre de Regnault, qui consiste en un pareil thermomètre pouvant s'adapter à une étuve à vapeur (fig. 599).

Pour cel usage, Regnault à construit des tables qui donnent la tension de la vapeur d'eau, de 85° à 401, par dixièmes de de-

FI

614. Application : Marmite de Papin ou digesteur. — Denis Papin étudia le premier la production de la vapeur d'eau dans un vase hermétiquement clos.

Description de l'appareil. — L'appareil dont il se servit est une sorte de marmite ou de vase cylindrique de bronze M (fig. 600). On la ferme par un couvercle de même métal, qu'une vis de pression maintient solidement appliqué contre les bords. La fermeture est rendue plus hermétique par Fig. 599. l'interposition de feuilles de plomb entre ces bords et ceux de la marmite. Sur le couvercle est adaptée une tubulure de bronze, dans laquelle s'engage librement un boulon d'acier u. Au-dessous de celui-ci, le couvercle est percé d'un petit trou fermé par une soupape conique sur laquelle s'appuie le boulon. Ce dernier est pressé contre la soupape par un levier ab, mobile à son extrémité a. Enfin un poids p, qui se place le long du Jevier, permet d'exercer sur le boulon u une pression variable. On règle la charge de la soupape de mamière que celle

Fig. 600,

grâce à la surélévation de temp donne aussi le nom de digesteur.

615. Chaleur de vaporisation. sorbée par l'unité de poids d'un vapeur, sans changer de tempéra risalion.

Cette chaleur disparue est tran

int

ÉBULLITIUN. 607 risation, Cette absorption peut ainsi devenir une cause de froid

très intense.

616. Liquéfaction ou condensation des vapeurs. — Restitution de la chaleur de vaporisation. — La liquéfaction ou condensation des vapeurs est le passage inverse de l'état gazeux à ut liquide. Trois causes peuvent opérer la condensation : le

L la compression et l'aflinité chimique. Les deux premières causes n'agissent que sur les vapeurs à l'état de satu- ; mais la dernière produit la liquéfaction des vapeurs méme les plus raréfiées. C'est ainsi qu'un grand nombre de sels “bsorbent, en la condeusant, la vapeur d'eau de l'atmosphère, en quelque faible proportion qu'elle s'y trouve.

Hi

Fig. 601.

Lorsque les vapeurs se condensent, la force vive qui avait été communiquée aux molécules pendant la vaporisation est transformée inversement en une quantité équivalente de chaleur sensible. On vérifie, en effet, par l'expérience, qu'un poids donné de vapeur dégage en se liquéfiant une quantité de chaleur rigoureusement égale à celle que le même poids d'eau avait absorbée en se vaporisant. Pour cela, on fait arriver un courant de vapeur à 4009 dans un certain poids d'enu froide qui s'échaulle rapidement jusqu'à 100°, et l'on constate que la chaleur cédée à l'eau Le exactement égale à la chaleur consommée pendant \a vapor

617. Application de l'ébullition. — Essai des vins par distillation : Alambic de Salleron. — M. Salleron a construit, pour déterminer la richesse alevolique des vins et autres spiritueux, un appareil à distillation qui est une application de l'ébullition. :

Il se compose d'une sorte de petit alambie, réduit à un ballon de ven posé sur un trépied, et qu'on peut chauffer à l'aide d'une lampe à alenol (ig. 601), et d'un petit serpentin en cuivre, placé dans un vase de cuivre plein d'eau froide : au-dessous est une éprouvette qui reçoit le produit de la ditillation. Sur l'éprouvette sont Lracées trois divisions : l'une, à, est destinée à marquer le volume de vin qu'on doit distiller; les deux Let {, servant à évaluer le volume du liquide résultant de la ent 5

ralion. — On commence par remplir l'éprouvelté jusqu'en 4 der puis, ayant versé le contenu dans le ballon, on opère la distillation. On lu prolonge, pour les vins ordinaires, jusqu'à ce que le liquide distillé sétère dans l'éprouvette à la division À, et à la division + pour les ins très alenoliques : on peut admettre alors que tout l'alcool du vin est passé dans léprot vette. Enfin, on achève de remplir l'éprouvette d'eau distillée jusqu'en «, te qui donne un liquide de même volume que celui du vin sur lequel on à et rimenté et également riche en alcool, mais débarrassé de loule subelane étrangére. I ne reste plus qu'à évaluer le degré de ce liquide avec l'aleoomètre de Gay-Lussac. L'appareil de Salleron est accompagné d'un alcoométre ces tésimal, d'un thermométre et d'une table de corrections.

ÉVAPONATION.

618. Définition du phénomène. — On a déjà vu qu'on entend par évaporation une production lente de vapeur à ls sur face d'un liquide. C'est par évaporation que les étofles mouillées sèchent à l'air, où que l'eau contenue dans un vase ouvert disparail complètement au bout d'un certain temps. C'est à l'évaporation qui se produit à la surface des mers, des lacs, des rivières et du sol, que sont dues les vapeurs qui s'élèvent dans l'atmosphère, s'y condensent en nuages et se résolvent en pluie.

Tout liquide s'évapore dès que sa tension de vapeur n'est pas vulle; mais son évaporation cesse, quelle que soit la tempérsture, dès que l'air ambiant est saturé.

619. Cas particuliers d'évaporation. — 1° Évaporation de l'acide sulfuri — Ce liquide ne donne plus de vapeurs au-dessous de 30°, même dans le En effet, si l'on place sous le récipient de la machine pneumatique deux capsules contenant l'une de l'acide sulfurique, l'autre de l'eau de torvte, et qu'on fasse le vide, il ne se forme pas de précipité blanc de sulfate de baryte tant que la température est inférieure à 30°,

2 Évaporation du mercure. — Faraday l'avait étudiée par nne érpéritnce très nette, En appliquant une feuille d'or sur l'extrémité inférieure d'un bonchon, et fermant avec celui-ci un flacon contenant du mercure, il +it aubout L'e quelques jours l'or blanchir en s'amalgamant; il constata, en outre, quele

phénoméne ne se produisait qu'autant que \a \exnprature Eat sapérienne à — @, De 18 il avait conélu que — 6 ait la lempéralure Wike de Vesmgee

\ Lion du mercure. Or, dès 1838, Regnanit ail obsertè que Le MEtEUTE