CHAPITRE IX

629. Historique. — Différents procédés. — Les gaz, n'étant que des vapeurs très éloignées de leur point de saturation, sont, comme cellesci, susceptibles d'être és.

Tube de Faraday. — Davy et Faraday les premiers liquéfiérent un grand nombre de gaz regardés

tait à enfermer dans un tube de verre recourhé en si appelé {tube de Fapet (fig. 608), des substances qui, par leur réac- Fig. 608.

4 Em. Gossart, Comples Rendus de l'Académie des Sciences, 2 o\Sbte

tion chimique, donnent naissance au gaz qu'il s'agissait de com primer; de sorte que, ces substances étant contenues dans l'un des branches du siphon, le gaz, à mesure qu'il s'en dégage, vient se comprimer lui-mème et se liquéfier dans l'autre branche, qui est plongée dans un mélange réfrigérant. Les deux physiciens liquéfiérent ainsi le chlore, l'acide sulfhydrique, l'ammoniaque et l'acide carbonique.

Liquéfaction de l'acide carbonique. — Appareil de Thilorier, — L'acide carbonique peut être amené à l'état liquide simplement par une compression considérable. Cette liquéfaction ne doit done s'opérer que dans des appareils spéciaux, présentant la plus grande solidité. Le premier appareil de ce genre fut imaginé par Thilorier. On peut considérer cet appareil comme un perfeetionnement direct du tube de Faraday #, é

L'acide carbonique liquéfié est un liquide très mobile, incolore et très volatil, La tension maximum des vapeurs qu'il émet à h température de 159 s'élève à 50 atmosphères.

Le froid produit par cette évaporation doit donc être considérable. Et, en effet, le refroidissement qui en résulte suffit pour amener la solidification d'une portion du liquide, lorsqu'on le fait évaporer dans une boîte spéciale, imaginée par Faraday, el notablement perfectionnée par M, Cailletet. L'acide solide se présente alors sous l'aspect de flocons blancs filamenteux qui ne se vaporisent à l'air que très lentement, On peut constater alors, à l'aide d'un thermomètre à alcool, que sa température test d'environ — 780.

Expériences récentes. — Depuis Thilorier, plusieurs physiciens, entre autres Colladon, Natterer, Berthelot, Andrews, Melsens, se sont occupés de la liquéfaction et dé la solidification des gaz; mais six de ces corps (l'oxygène, l'hydrogène, l'azote, le bioxyde d'azote, l'oxyde de carbone et l'hydrogène protocarhoné) avaient résisté à toutes les téntatives, lorsque, à la fin de 1877, M. Caïl: letet, à Châtillon-surSeine, et M. Raoul Pictet, à Genève, sonl parvenus simultanément, à l'aide d'appareils différents, à liquélier les six gaz qu'on désignait sous le nom de gas permanents, MM. Wroblewski et Olszewski ont obtenu ensuite, en 4885, des résultats encore meilleurs.

Remangue, — Un des résultats pratiques les plus intéressants, c'est qu'on livre maintenant dans le commerce, à très bas prix, des gaz liquéfiés, tels que le chlorure de méthyle, l'acide sulfu-

1. Nous ne le décrivons pas, malgré son antenne EVENE, parce que. Ag les travaux récents, il n'a récemment plus qu'un inlërèt hist

reux, l'acide carbonique. Ces liquides sont renfermés dans des cylindres de fonte ou d'acier, fermés par des robinets à vis. L'acide carbonique liquide est actuellement fabriqué en Allemagne, près de Berlin. Il est livré dans de grands cylindres d'acier, qui en contiennent jusqu'à 8 kilogrammes.

630. Expériences de M. Cailletet.— 1° Principe de la méthode. — Dans l'appareil de Thilorier et dans celui de Faraday, c'est le gaz qui se comprime lui-même, en se produisant en vase clos. Dans le remarquable appareil de M. Cailletet, c'est par un moyen mécanique que la pression se produit. La méthode de compression avait été déjà employée, mais la méthode de refroidissement, qui consiste à utiliser le froid produit par la détente même du gaz comprimé, est aussi originale que nouvelle.

2 Description de l'appareil. — L'appareil se compose d'une cuve un fer

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Fig. 609,

forgé DD (lg. 009), à moitié remplie de mercure, Dans ce anide plonge dns |

éprouvette TO, dont la partie supérieure, capillaire et feumée, contient le ga à liquéfier ; la partie inférieure est d'un plus fort diamêtre et ouverte. Dtle éprouvelle est maintenue par un écrou n, où clé est scellée à la glu marine Sur le côté de la cuve Best um second écron n', percé d'un conduit sur lequel est fixé un Lube £, qui amène de l'eau refoulée par une pompe P, Les sanpape de celle-ci, l'une d'aspiration, l'autre de refoulement, sont placées sous le écrous S et S', Un piston plongeur à vis, commandé por un volant X, surt à forcer la pression, landis qu'un robinet, manœuvré par un volant X', permet de produire la détente du gaz comprimé. Eolin un manomètre me, fixé sur caisse M, marque les pressions,

Pour remplir de gaz l'éprouvette TO, on la dispose horisontalement (fig. 610), el, l'extrémité Q n'étant pas encore fermée, on fait arriver le gax bien pur ot bien desséché par un tuyau de caoutchouc b, appliqué à l'autre extrémilé.

Fig. 610,

Quand tout l'air est expulsé, on soude à la lampe l'extrémité 0: On relève lors l'éprouvette verticalement et une gouttelette de mercure, introduite d'avance, vient en fermer l'orifice intérieur, À cet état, on introduit l'éprouvette dans là cuve BB, on serre fortement l'Éécrou n et on visse au-dessus un plates A}, qui porte un manchon M, rempli d'eau froide où d'un mélange réfrigérmat. Pour arrêter les éclats de verre qui seraient projetés si l'éprouvetle venait à éclater, on recouvre le tout d'une cloche de cristal C; de plus, ün place sous colleei des matières desséchantes pour empêcher le dépôt de givre qui se produira sur le manchon, quand il contient un mélange réfrigérant.

5° Opéralion. — L'appareil est maintenant prêt à fonétionner, et si l'on Mit marcher la pompe hydraulique à l'aide du levier L, l'eau aspirée du vase Y et refoulée par Le tuyau £ comprime le mercure dans la cuve et le fritmonter jusque dans la partie capillaire de l'éprouvette, La pression peut aller d'abon jusqu'à 400 atmosphères, puis jusqu'à 2500 atmosphères quand on fit manavrer le piston plongeur X,

On ne remarque d'abord aucun changement dans l'état du gas comprimé; mais à une certaine pression, — qui est différente suivant le gue et lt termpéreture, — on voit un dépôt liquide ruisseler sur la paroi intérieure de l'éprouvelle ol s'amasser sur le ménisque de mercure; à partir de ce moment le

manomètre marque une pression constante, qui est La Lension maximun din gx liquéfié,

4 fésullats. — M, Cailetet a liquélié ainsi l'acétylène et le bioxyde d'azote; mais l'oxyde de carbone, l'oxygène, l'azote et l'hydrogène, à li température de — 999, ont résisté à des pressions de 500 atmosphères.

Emploi de la détente. — HN faut alors avoir recours au refroidissement qui accompagne la détente brusque d'un gaz comprimé. Si l'on ouvre le robinet manœuvre par \e volant K, Is pression

s'abaissant tout à coup à À atmosphère, \e gaz, dans Xe Abbey

se détend instantanément, en produisant un abaïssement de tem-

d'environ 2009 au-dessous du point de départ, On voit alors un brouillard plus ou moins épais se produire dans l'éprouvelte, ce qui est le signe d'une liquéfaction partielle du gaz, M. Cailletet a liquéfié ainsi l'hydrogène protocarboné, l'oxyde de carbone, l'oxygène et l'azote, sous une pression qui avant la détente était de 500 atmosphères; mais dans les mêmes conditions l'hydrogène n'a présenté qu'une très légère buée, seul indice d'un commencement de liquéfaction.

651. Expériences de M. Raoul Pictet. — L'appareil de M. Raoul Pictet n'a pas la simplicité de celui de M. Cailletet, mais il est incomparablement plus puissant, car il réunit à d'énormes pressions un froid considérable. Comme dans l'appareil de Thilorier, c'est le gaz qui se comprime lui-même en se produisant en vase clos. Quant au refroidissement, on le commence à l'aide d'une vaporisation continue d'acide sulfureux liquide, on l'aceroit par une vaporisation d'acide carbonique ou de protoxyde d'azote préalablement liquéfiés par l'acide sulfureux, on l'achève enfin par la détente du gaz comprimé sur lequel on expérimente.

652. Expériences de MM. Wroblewski et Olszewski.— l° Principe de la méthode. — M. Cailletet, ayant comprimé l'oxygène et l'ayant refroidi jusqu'à — 100% dans l'éthylène liquéfié, avait observé le phénomène suivant: au moment de la détente, une ébullition tumultueuse se produit et persiste pendant un temps appréciable; elle ressemble à la projection d'un liquide dans la partie refroidie du tube. Il indiquait d'ailleurs lui-même le moyen d'obtenir une liquéfaction plus nette en produisant une température encore plus basse par l'évaporation de l'éthylène liquétié.

C'est précisément ce moyen que MM. Wroblewski et Olszewski ont réalisé en 1885‘, En-faisant le vide au-dessus de l'éthylène liquide (ainsi que Faraday l'avait fait autrefois pour le protoxyde d'azote), ils ont obtenu une température de — 1369 (mesurée au thermomètre à hydrogène).

2° Appareil. — Enfin, ayant soumis les gaz permanents à ces basses températures dans une sorte d'appareil Cailletet (fig. 611) disposé de manière à comprimer, jusqu'à quelques centaines d'atmosphères, des quantités relativement considérables de gaz, ils ont liquéfié complètément, et avec une grande facilité, d'abord l'oxygène, puis l'azote et l'oxyde de carbone.

Le gaz à liquéfier est contenu dans la branche gr; il peut être comprimé au moyen d'une pompe Cailletet, attelée au bloc be, L'éva-