HYGROMÉTRIE

ral, plus de vapeur d'eau l'été que l'hiver, et cependant il est moins humide, parce que, la température étant plus élevée, la vapeur est plus loin de son point de saturation. De même, lorsqu'on chauffe un appartement, on ne diminue point la quantité de vapeur qui est dans l'air; mais on diminue l'humidité de celui-ci, parce qu'on en recule le point de saturation,

2 stat hygrométrique. — L'air n'étant point, en général, saturé, on nomme état hygrométrique ou fraction de saturation de l'air le rapport de la quantité actuelle de vapeur d'eau qu'il renferme à la quantité qu'il contiendrait s'il était saturé, à température égale.

Autre définition, — La loi de Mariotte s'appliquant aux vapeurs non salurées, il en résulte qu'à égalité de température et de volume, le poids de la vapeur, dans un espace non saturé, varie proportionnellement à la tension de celte même vapeur, On peut donc substituer au rapport des quantités de vapeur celni des tensions correspondantes, et définir l'état hygrométrique de l'air le rapport entre la tension de la vapeur d'eau qu'il contient et la tension qu'auvait la vapeur d'eau à la même lempéralure si l'air élait saturé.

En représentant par / la tension de la vapeur qui est dans l'air, par F celle de la vapeur saturée à la même température, el par e l'état hygrométrique, on a

e=+, d'où f=rxe

3° Hygrométres., — On nomme hygromètres des instruments qui servent à déterminer l'état hygrométrique de l'air. On en a imaginé un fort grand nombre, qu'on peut rapporter à quatre classes principales : les hygromètres chimiques, les hygromètres à absorplion, les hygromètres à condensation, et les psychromèlres.

645. Hygromètre chimique, — L'hygromètre chimique est moins, à proprement parler, un instrument qu'une méthode particuliére d'hygrométrie,

Principe de la méthode. — Cette méthode consiste à faire passer un volume connu d'air sur une substance avide d'eau, sur du chlorure de calcium par exemple. Ayant pesé la substance avant le passage de l'air et la pesant après, on trouve un excés de poids, qui représente la vapeur qui était contenue dans l'air.

Soient p ce poids, Y le volume de l'air qui a passé par lé tube desséchant, £ la température, f la tension actuelle de la vapeur, et 0,622 sa densité, on a

a hp = V.1,202.0,622 . Trat 0 760

Dans cette équation tout est déterminé directement, sauf { qu'on en “4

ae

Opération, — Vour faire passer à volonté un volume d'air plus où moins considérable, on se sert de deux réservoirs de Initon À et D Cig. GR), identiques, qui sont fixés à un méme axe autour duquel on les fait alternatine ment basculer, De plus, ils communiquent entre eux par une tubulure centrale, tandis que, par deux tubulures pratiquées dans l'axe, ils sont toujours en communication, le réservoir inférieur avec l'atmosphère, et le supérieur, par l'intermédiaire d'un tube de caoutchouc, avec une série de tubes M,N, remplis de chlorure de calcium ou de pierre ponoe sulfurique. Le premier de ces tubes, N, est destiné à absorber la vapeur d'eau contenue dans l'air

aspiré; le second, M, arrête la vapeur qui tend à passer des réservoirs din le tube

Le rés

rvoir inférieur étant plein d'eau et l'autre plein d'air, on fit baseuler l'appareil, de manière que le liquide s'écoule lentement de À en B, Le vide

faisant en À, l'air rentre par les tubes N, M, et nhandonne sa vapeur d'eau dans le premier, Quand toute l'euu s'est écoulée en H, on fait basculer de monvean l'appareil; le même écoulement recommence el le mime volume d'air est üspiré à travers le tube N. Si la capacité de chaque réservoir est de 10 Hitres,

ot qu'on ait fait basculer cinq fois l'appareil, DO Vitres d'air ont Lraverst le tube Net s'y sont desséchés.

Calcul de l'expérience, — Le volume d'air fourni directement par la pareil n'est pas celui qui doit être porté dans la formule ci-dessus. En effet, l'air qui est entré dans l'aspiraleur 24 est saturé d'humidité # ln température { de l'expérience; 1 y à donc pris \n pression L—%,% étant

la tension maximum correspondante à \a tempérakure À, #1 NX seen volume U Or cette masse d'air aval peécédenamnent dans Valse

HYGROMÉTRIL. 605

la pression M—f, ét elle y occupait le volume V, dont nous avons besoin.

La loi de Mariotté donne VU) = UF), d'où Neue

Tel est le volume Y qui doit étre porté dans l'équation ci-dessus,

646. Hygromètre à cheveu. — !° Principe. — L'hygromèlre à cheveu, inventé pur Saussure, est le Lype des hygromèlrex à absorption, instruments fondés sur la propriété qu'ont cértaines substances organiques-de s'allonger par l'humidité et de se raccouretr par la sécheresse.

2 Description de l'hygromètre de Saussure. — 11 se compose d'un cheveu c, Lendu sur un cadre dé cuivre (fig. 619) après avoir été dégraissé préalablement dans une solution au centième de sous-carbonate dé soude ?,

Ïl est maïnteou, à son boul supérieur, par une pince serrée avec une vis de pression d.

Cette pince s'élève ou s'abaisse, pour tendre le cheveu, au moyen d'une vis b dont l'éerou, placé au-dessus de a, est fixe. Si le cheveu était noué, il en résulterait une lorsion qui rendrait l'allongement irrégulier.

A sa partie inférieure, il s'euroule sur une poulie à deux gorges 0, à laquelle il est fixé. Sur la deuxième gorge s'enroule en sens contraire un ll de soie qui supporte un petit poids p. Enfin l'axe de la poulie porte une aiguille qui se meut sur un cadran gradué,

Quand le cheveu se raccourcit, sa contraction relève l'aiguille; lorsqu'il s'allonge, le poids p la fait descendre.

Graduation du cadran, — Point d'extréme sécheresse (zéro). — On place l'hygromètre sous une cloche de verre dont on desséche Fig. 619. l'air à l'aide de substances très avides d'eau,

Au bout de quinze à vingt jours seulement, le cheveu cesse de se raccourcir et l'aiguille reste stationnaire, Cela indique que l'air de la cloche est complétement desséché : on marque alors zéro sur le cadran, au point correspondant à la pointe de l'aiguille. Point d'extrême humidité (degré 100). — On relire les matières

1. On peut aussi le dégraisser en le plongeant dans de Vélher sulfurique qendant vingt-quatre heures, ainsi que l'a fait Regnaull. SA n'étail pas dégeasse, it a'absorberait que peu de vapeur, ct san allongement serai Arès taie.

desséchantes de la cloche, et l'on en mouille les parois avec de l'eau distillée. Celle-ci s'évapore, sature bientôt l'air de la cloche, et le cheveu s'allonge rapidement, Le contrepoids p fait alors tourner l'aiguille à l'opposé du zéro. En moins de deux heures, elle est devenue stationnaire : on marque 100 au point où elle s'arrête. On partage l'intervalle compris entre ces deux points en 100 parlies égales : ce sont les degrés de l'hygromètre,

Rewanoves. — 1° D'après Saussure, un cheveu tendu par un poids de 3 décigrammes s'allonge, entre 0 ot le degré 100, de - + de sa longueur, Les cheveux blonds sont ceux dont l'allongement est le plus lier.

2° On peut négliger les ollongements du cheveu qui seraient dus nux variations de température, car la dilatation correspondante à une différence de 35° dans la température de l'air ne déplace l'aiguille que des ? 7 d'un degré de l'hygromitre, Abstraction faite de celle faible dilatation, on “observe que, quelle que soit la température, l'aiguille de l'hygromètre revient toujours exactement au 09 dans l'air parfaitement sec. et au degré 100 dans l'air saturé : le cheveu absorbe donc toujours la mème quantité d'eau, quelles que soient la températurc et In densité de la vapeur.

647. Table de graduation de Gay-Lussac. — L'expérience montre que les indications de l’hygrombètre à cheveu ne sont nullement proportionnelles à l'état hygrométrique de l'nir. Ainsi, lorsque l'aiguille marque 90, l'air est loin d'être à moilié saturé, l'état hygrométrique est inférieur à 0,3, H a donc fallu déterminér empiriquement l'état hygrométrique correspondant à chaque degré du cadran. Gay-Lussac y est parvenu à l'aide d'un artifice expérimental fondé sur le fait suivant : Les vapeurs émises pur une dissolution saline où acide ont une tension marimum d'autant plus faible, pour une même température, que la quantité de sel ou d'acide dissous est plus considérable (60%).

On plagait l'hygromètre à cheveu sous une cloche dans laquelle était un mélange d'eau et d'acide sulfurique, et on notait le degré marqué par Se TA mètre dans celle atmosphère saturée. On obténuit la tension la vapeur sous la cloche, en faisant passer dans le vide d'un baromètre gouttes de la mème dissolution acide, En cherchant enfin, dans les tnbles des forces élastiques, la tension de la vapeur saturée à la température de l'air sous la cloche, on avait les deux termes du rapport qui représente l'état hygrométique de l'air correspondant au degré marqué par d'h . Gay-Lussae construisit aussi une table donnant les états hygrométriques de 5en 5,4 ln température des expériences, qui était de 10°.

Expériences de Regnaull, — Selon Gay-Lussac, cette table de graduation était applicable à tous les hygromètres à cheveu. Mais Rognault à reconnu que les indications de ces instruments varient avec l'origine des cheveux, leur couleur, leur finesse, le mode de dégraissage : en sorte que, pour obtenir dés indications précises, il faut une table particulière pour chaque hygrométre, Cela prouve combien ces fnstruments offrent d'incertitudes et de difficultés.

Rewanque, — On voit, par exemple, que l'hygroraëtre à cheveu marque 72 quand l'air est à moitié saturé (e = 0,5): c'est ce degré que marque lé plus souvent l'hygromètre à la surface du sol; on en conclut que l'air contient, en moyenne, ln moitié de ln vapeur nécessaire pour le saturer. Dans nos l'hygromètre ne descend jamais jusqu'à 100, même après les pluies les

abondantes. Pendant les plus grandes shcheresses, \\ manie Farm AU de 50 (e — 0,148). Lorsqu'on s'élève dans l'ainosphère. Vague mareke., général, vers le zéro,

UYGROMÉTRIE. 697

. G48, Hygroscopes. — À la catégorie des hygromètres à absorplion, on doit rattacher les hygroscopes, appareils qui indiquent

eu s'il y a plus ou moins de vapeur d'eau dans l'air, mais qui Men font pas connaitre la quantité. Ces instruments sont fondés Sur la propriété qu'ont les Cordes et les boyaux tordus (n) de se détordre par l'action de l'humidité, et de se tordre davantage par la sécheresse.

On en construit de plusieurs

sortes : les plus employés

sont ceux auxquels on donne

la forme de petits person-

nages, par exemple de capu-

cios, dont la tête se couvre

d'un capuchon ou se décou-

vre (fig. 620, 1}, selon que

l'air est plus ou moins hu-

mide. Les mouvements de la

pièce mobile sont produits

par un petit boyau tordu, qui

s'y attache d'un bout et est

relié de l'autre bout à un point fixe (fig. 620, 11). Ces hygroscopes sont paresseux, c'est-a-dire qu'ils fonctionnent très lentement et que leurs indications sont toujours en retard sur les variations hygrométriques de l'air; de plus, ils sont fort peu sensibles,

649. Hygromètres à condensation. — Les hygromètres à condensation sont construits d'aprés un principe tout différent.

1° Principe. — Si l'on refroidit progressivement un corps tel que le vase en verre À (fig. 621), placé dans une atmosphère non saturée, il arrive un moment où l'air qui est en contact avec la surface du vase, et qui se refroidit en méme temps, alteint la température où la vapeur d'eau qu'il contient devient salurante. Cette vapeur se condense alors, et se dépose en buée ou rosée à la surface refroidie, Un thermomètre intérieur indique, sur cet instant, la température du point de rosée, c'est-à-dire la température de saturation de la couche d'air ambiante.

De cette simple observation on peut déduire l'a Wygromettane du lieu. En efet, dans un espace libre qui contient un mélange À a |

Gus CHALEUR,

et de vapeur non saturée à la pression atmosphérique, lorsque là température s'abaisse, la force élastique de ta vapeur reste con stante, car elle augmente autant par la diminution de vote du mélange gazeux qu'elle décroit par l'abaissement de tempènture. Or cette tension, qui, à la température initiales était plus ou moins inférieure à la tension maximum, finit nécessairement par dévenie maximum lorsque la température s'abaisse indétini ment; ét, pour pen que la température s'abaisse encore, br point de saturation est dépassé, et il y a condensation Url instant est indiqué précisément par la production de rosée.

Si done on cherche, dans les tables de forces élastiques, h tension f'correspondante à la température du pot de rasée, telle tension sera précisément celle que possédait la vapeur d'ean an moment de l'expérience, En prenant aussi, duns les mêmes tables, Ja tension maximum F de la vapeur à la température extérieure de l'air, le quotient £ représentera l'état hygrométrique de l'atmosphère.

2 Eremple numérique. — La lempéralure de l'air étant 15°, suppe sons qué le point de rosée soil W On irouve dans les tables, pour les tensions correspondantes à © et à 15°, f'égal à 6,544 mm et F él à 12,000 man : ce qui donne SW

pour le rapport £:

5° Types divers d'hygrométres à condensation. — Les divers hygromètres fondés sur ce principe ne différent entre eux que par la facilité plus ou moins grande de produetion de la roste, et par la précision de l'observation du point de rosée. L'hygromètre de Damiell, le premier en date, n'x plos qu'un intérêt historique, Na été perfectionné successivement par Regnault et par Allard,

650. Hygrométre de Daniel. — Description. — \\ se conçgess ie is Aiittes du verre bleu (verre au cobalt, réumies que un Abe Dee AS tn

UYGROMÉTRIE. 699

(fig. 622). La boule À est aux deux tiers remplie d'éther, où vient plonger Un petit thermomètre renfermé dans le tube, Les deux boules et le tube ont été Complètement purgés d'air.

Opération. — La boule B étant enveloppée de mousseline, on verse de l'éther Par-dessus, goutte à goutte. Ce liquide, en se vaporisant, refroidit la boule et £e refroidissement produit dans la boule A la distillation de l'éther : celle-ci se refroidit à son tour; il en est de méme de la couche d'air qui est au contact de La boule, et l'on voit se déposer la rosée, sous la forme d'un anneau, à la hauteur de la surface libre du liquide.

651. Hygromètre de Regnault. — Description, — Gel instrument se compose de deux dés d'argent, à parois minces ct polices (fig. 623) où s'ajustent deux tubes de

Fig. 6%,

verre Det E munis chacun d'un thermomètre très sensible. Le bouchon du tube D est traversé par un tube À ouvert à ses deux bouts et plongeant jusqu'au fond du dé, De plus, le tube D'est mis en communication par le pied même du support et par un tuyau de plomb avoc un aspirateur G rempli d'eau. Le tube E ne communique pas avec l'aspirateur ; il contient seulement un thermomètre, Opération. — On verse de l'éther dans le tube D, jusqu'au milieu environ, puis on ouvre le robinet de l'aspirateur, L'air aspiré par le tube A passe au travers de l'éther qu'il vuporise en partie, et qu'il refroidit ainsi d'autant plus vite que l'écoñlement est plus rapide. 11 vient un moment où le refroidisseineut détermine nn dépôt de rosée sur Je dé, On note alors la lempéraiure da her momètre T; au moment où la buée disparait, on marque de nouveau Va Letaqé sature du méme thermomètre, et l'on prend la moyenne pour ai

Ti) CHALEUR,

“di point de rasée. On a ainsi les éléments nécessaires pour enteuler l'état hygrométrique.

692, Hygromètre d'Alluard. — Principe, — Alluard a notable ment perfectionné, — tout en le simplifiant, — l'hygromètre de Regnault, Son appareil se distingue par les deux points suivants: f° la partie sur laquelle k dépôt de rosée doit être observé est une face plane À, bien polie, en argent ou en laiton doré (fig. 624) ; 2 cette face plane est encadrée dans une lame d'argent où de laiton B, dorée et polie ellemème, qui ne la touche pes, et qui, n'étant jamais refroidie, conserve toujours le méme éclat, I en résule que le dépôt de rosée s'observe avec tant de nebtelé sur la surface À, qu'on ne trouve presque pas de diffé.

rence entre la température de dépôt et celle de la disparilion de la rosée.

Description. — L'appareil a la forme d'un prisme droit à base carrée. Trois petits tubes de cuivre CG, DF et E traversent le couvercle supérieur ; CG pénètre jusqu'au

Fig. 621. fond et les deux autres débouchent en haut. Le tube E est muni d'un entonnoir pour introduire l'éther, On produit l'évaporation et le refroidissement soit à l'aide d'un aspirateur lorsqu'on opére à poste fixe, soit à l'aide d'un petit soufllet à souffle continu lorsqu'on opère en voyage. Dans le premier cas, l'aspirateur est relié à l'appareil au moyen d'un tube en exoutchouc attaché en 1. Dans le deuxième cas, le soufflet est adapté au moyen d'un tube en caoutchouc fixé en H. Deux petites fenétres permettent de juger de l'agitation que produit dans l'éther soit l'aspiration, soil le refoulement de Van, Enfin, une tubulure centrale \nsse passer an iermiomire)