On désifait depuis long-temps une table

(0 Cette tabk a été cakiiléo pw K. PoaiUel, an

at+bt +ûfi Boyea de la fonBaIe/*= o"*, 76 X lo qii a été établie de la Banière iaÎTante :

Si r«« fepvésente par .^ le eoeffieîent coBslaat par 1»> quel il faut maltiplier uae force élastique pour avoir la MÛTaute on aura :

/•=oni,76,/'i=o«, 76il,/*a=oni, 76il« .^ /•*=o«,76ii».

IToé, logY< = Ï08o'". 7« + < >og. ^.

Lliypelbèee d^uB coelBcient ooastaat n'est pas rigonreataBcnt eonforne aux expériences , de sorte qu^il faut îMplaoer t log. il ^ par un terme plus composé; la •abfUtation d'nn terme de la forme a t-^-bi^ •\' c i ^

at + b ^ +c/^ ooaaaili/*/=on,76 X »"

M. LapUeea proposé cette formule avec deux termes , 1. Biot a montré la nécessité d^y ajouter nu troisième terne : /* < est la force élastique i la température f ; < est potitif aa-detans de 100, et négatif an-dessons ; si Ton fiilcale d'abord les eoefimieas a,b, c, pour trois teafintarcs , par exemple pour aô , 5o et 76 degrés , et si Ton en substitue les valeurs numériques dans la formule, tUe représente alors assex bien tontes les forées élastiques intermédiaires. Il est clair que plus les trois tempéiatnres qni servent à la détermination de a , de b et ^ e , senwt rapproebées , miaax laiormole représentera l'opérianea.

exacte des forces élastiques de la Tapeur d*eeu à des températures élevées.

n. Southern, Taylor, Perkins, en Angleterre, et plus récemment H. Anberger, à Vienne, se sont occupés de ce sujet important. MM. Arago et Dulong Tiennent de déterminer avec le plus grand soin le»tensions de la vapeur d^eau , depuis 1 jusqu'à 24 atmosphères. Ce dernier truTail , que Bons allons faire connaître , avait été demandé par le Gouremement à TAcadémie des Sciences.

L'appareil de MM. Dulong et Arago consistait en une chaudière A en tôle de plus de 13 millimètres d'épaisseur ; la capacité en était de 80 litres eiiTiroB {fig. 119). Cette chaudière avait un orifice m n dans la partie supérieure , de 17 centimètreede diamètre. Cet orifice était fermé par une plaque de fer battu de 4 1/3 centimètres d'épaisseur, et percée de plusieurf ouvertures; l'une de ces ouvertures portait un canon de fusil bouché par l'extrémité , qui plongeait dans la chaudière ; ce canon , rempli en partie damereure , renfermait le réservoir d'un thermomètre, dont la tige était recourbée, et renfermée dans un large tube de Terre à troTers lequel passait un courant d'eau froide; disposition qui permettait de faire la correction de la partie de la tige qui ne participait pas é la température de la chaudière. Deux canons semblables, plongeant à dea profondeurs dififérentes, fournissaient exactement la température de la chaudière.

L'élasticité de la Tapeur était obtenue par le moyen d'un manomètre B communiquant avec la chaudière par un tuyau dtt \ ee dernier. et le manomètre étaient maintenus à une température constante , par le moyen d'un courant d'eau froide. La chaudière , dans la partie latérale, était euTeloppée d'un mur solide , destiné à protéger les observations contre une eiplosion qu'on pouvait craindre dans ces expériences dangereuses.

Les physiciens cités ont déterminé aToo cet appareil les tension» de la Tapeur d'eau de 1 à 84 atmosphères (1).

(i) Pour rapporter les résultats i des ali enUères, il a bllu nécessairement employer une formole d'interpolation. De i à 4 atmosphères , MM. irago et Dulong ont fait usage d'une formule proposée par

«.- Tredgold,el qni est /=85|//*— 75; i étant la température en degrés centésimaux, à partir de o , et / l'élasticité en centimètres de mercure. Au delà de 4 atm.

la formule adoptée est t^= l/^ f^ij t est la tempéra- 0,7 i53

turecn deg^rés ceutèiimaux à partir de 100 degrés, en prenant pour unité l'intervalle de o à luo , et /^l'élatlicité en atmosphères de' o'", 76. MM. Arago et Dulong pensent que les résultats fournis par cette formule no seraient pas en erreur d'un degré i 5o atmosphères. La formule générale têtfz= ( a -f ô «) *

fORGES tLA8TIQDE8 DIS VAFKimS.

Voici k Uble qu'ils ont fonnée :

Tabie deê foree9 ^atHguBê d$ h vapeur ffeau #< des températuree correspondantes do t à 9i aimosphèrês diaprés P observation^ et de «4 d 5o atmosphères par le calcul.

Élasticité dt U ▼■peur «zprimé*

élMticil* CD

mAtrw d* mer-

corrcapoudan tr« centigrade.

d«0«,76dtaitr.

cura.

cure i»*.

c«rr4eakilocr.

lOO»

iia,9

ia8,8

r lA

io,64

aoo,48

la ,i6

ia,9a

9ia,i

aai,6

aa ,80

4i,3io

Let détenninations de Southern et de Taylor, dont quelques unes Tont jusqu'à 8 atmosphères, s'accordent assez bien «Teo celles de HH. Balong et Arago. Celles de M. le professeur Anberger , qui s'étendent jusqu'à 20 atmosphères ( Buttetùi des Sciencee Uchnol,, 1. 1 , p. 1 23 ), et qui ont été faites aTOc beaucoup de soin, présentent à cette limite une différence de 3 atmosphères. Ce physicien attribue à la tension de 20 atmosphères la température de222o, qui, d'aprèf les physiciens français, correspond à 23 atmosphères. Il est, en effet, bien difficile ffn'on apprécie la pression aTec autant

d'euetitude par le moyen des tonpapea que pir l'élasticité de l'air ; la température, dans oa di> Terses expérienoet, n'était pas non plus oonnac a^ec la même certitude que dans les expériences que nous avons rapportées. (Voyet , pour plus de détails , le travail de MM. Arago et Diilong , Àm. de Ch. et de Phys., t., 48, p. 74. )

197. On atait admis en France que les forces élastiques de toutes les Tapeurs sont les mènes i égale distance de» points d'ébnllitioo des liquides qui les produisent. Ainsi , supposons que la tapeur aqueuse à k température de 100 degrés, terme de rébuUHton de l'eau, soit capable de faire équilibre à nue pression de 0^,76 , qu'elle perde h moitié de sa force par une diminution de 18«, et qu'elle acquière une force double par un accroissement de température égal à 22o,2, résultats qae l'aspérience fournit : d'après la loi , l'alcool à TS»,? — 180, l'éther sulfurique à 35»,6~ 18«, resseaa de térébenthine à 160«,8 — 18», auraient usie force élastique égale à 0»>,88, moitié de 0",76.

Chacun des mêmes liquides à 22» au-dessus de la température de son ébuUition surfit une fone égale à ln,62 ou deux fois 0n,76.

Cette loi étant admise , il suffirait d'avoir U table des forces âastiques d'une seule vapeur poor qu'on pût en déduire la force élastique d'une antre vapeur à une température quelconque. Rons supposerons qu'on ait établi cette table pour U vapeur d'eau.

Voudrait-on connaître , par exemple , la foroe élastique de l'étber sulfurique à 18^,6, de l'alcool à 65o,4? On retrancherait d'abord 18«,6 de3&>,5, température de l'ébullition de Téther ; on aurait 17 pour différence. On prendrait dans la table l'âssticité de la vapeur d'eau à 100<» — l?» = 83» ; on trouverait 0»,398. Ce serait là la force élastique de la vapeur d'étber à 18»,5. L'alcool à 66>,4 se troove distant de son AvUition de 23o,8 ; on chercherait dans k table l'élasticité de la vapeur d'eau à 100»- 23,3 = 70o,7. On aurait 0»,306 pdur la foroe âastique de la vapeur d'alouol à 66o,4.

Cette loi n'a pas toute la rigueur qu*on lui avsit attribuée ; je citerai Inès expériences , des<|ue!lcs il résulte que l'eau f l'alceol, Téther sulfurique, et l'essence de térébenthine, entrent en ébnHittoa sous des pressions égales , à des températures nos équidistantcs de kurs points d'ébuUition sous0",76. n est évident, d'après cek , qu'à des distances égales de ce dernier point, k force élastique do chacun de ces liquides n'est pas k même.

Pour un intervalle d'une demi-pression , k différence présentée par l'étber sulfurique est d'un degré ] l'essence de térébenthine en présente une de 7 degrés. J'ai pris directement la température d'ébulUtion de la liqueur des Hollandais ; je Fai trouvée de 86o,85. Ce même liquide à 12«,I7 a une force élastique égale à 0^,0668. Si Ton cbercbe dans k table de la vapeur d'eau k teoqiératiirs à laquelle celte vapeur a une force élastiqve

fO&CSS tU8n(](l» DES VARtBS.

é^ à a»«0668, <m trouTe que c'est à 40<»,M.

Cette température est à (S0o,06 du point de Tébul'' lition de Teen : en Contant 69o,06 à 12o,17 , on démit avoir 860,86 si la loi était vraie , et Ton n'a qQe71«^; c'est-à-dire que la différence est de 14o,63. {Ann.dê Ckim. et de Phys. . 189».)

Le docteur Ure a été conduit à la même conséqoenoe; cependant nous pensons que les expériences de oe savant ne pouvaient infirmer la loi de Dalton , puisque les liquides dont il s'est servi n'étaient pas parfaitement homogènes.

On a lieu de regretter que la loi de Balton ne soit pas vraie ; elle aurait servi à trouver la tempéntnre de l'ébullition d'un liquide dont on n'aurait possédé qu'une faible quantité. Plusieurs chimistes, à une époque où les expériences que nous venons de rapporter n'étaient pas connues, se sont appuyés sur cette loi pour des déterminations de ce genre , lesquelles sont nécessairement inexactes.

198. Quoiqu'il soit démontré que la loi de H. Btlton sur les forces élastiques des vapeurs n'est pas rigoureusement exacte, ce célèbre physicien n'en a pas moins rendu un service éminent en la faisant connaître , parce que les différences que présentent les résultats déduits de cette loi avec ceux que fournit l'expérience , ne sont pas très coosidérables. Ainsi , d'après cette loi , l'acide sulloriqne, le mercure et les métaux volatils à de liantes températures n'ont , a la température ordisaire , qu'une élasticité inappréciable , ce qui est eo effet conforme à l'observation. On a donc la certitude que la colonne de mercure dans le baromètre n'est déprimée que d'une quantité infiniment petite par In vapeur de ce métal.

n parait même qu'il existe une limite pour chaque corpS| an delà de laquelle il n'éprouve plus «Tévaporation, comme le prouvent les faits suivans.

Une feuille d'or placée dans la partie supérieure d'un bocal dans lequel il y a quelques gouttes de mercure blanchit en quelques mois si la températore s'élève à 20 degrés environ. Elle n'^éprouve aucune altération si la température est voisine de léro. (M. Faraday. }

Une lame de sine suq»endue dans un bocal an food duquel il y a de l'acide sulfurique , te conserve intacte, même pendant l'espace de deux ans , à la température de Milan. ( M. Bellani. )

190. La présence d'une matière étrangère change le degré de volatilité d'un liquide ^ ainsi l'eau de Dier ne bout qu'à cent et quelques degrés ; la potasse , le chlorure de calcium , l'acide phosphqr tique, etc., peuvent retarder le point deVébullition de l'eau de plus de vingt degrés. Jamais une eau qui oonle à la surface de la terre ne bout à 100 degrés, parce qu'elle renferme toujours quelques sels qui en augmentent la fixité.

Les nombres que noua avons donnés plus haut pour les températures des points d'ébuUition de plttsieun liquides, supposent que ces liquides soient pris dans le plus grand état de pureté.

L'alcool du oomnerce, qui est toajours mélangé avec plus on moins d'eau, ne bout qu'à 80 et Quelques degrés j Péther sulfurique ordinaire renferme dcFean et de l'alcol; aussi n'entre-t-il enébsdtition qu'au delà de 40 degrés.

200. Avant de quitter le sujet des forces âastiques, je citerai une remarque fort ingénieuse du Ë. P. Wollaston; d'après plusieurs expériences faites à Londres U a reconnu qu'un degré de variation dans la température de l'ébullition de l'eau pure correspond à 0«,027 de variation dans la baup teur du baromètre ) il résulte de là qu'un thermomètre sensible placé dans un vase rempli d'eau , qu'on transporterait successivement an bas et au sommet d'un lien élevé, pourrait faire oonnaitre la hauteur du baromètre, si on l'observait dans ce» deux stations, et par conséquent servir à la mesure de rélévation du lieu. Il ne nous parait paa probable qu'on préfère cette méthode à ceUe par laquelle on prend directement les hauteurs du baromètre. Cette dernière sera exposée dans lea Additions placées à la fin de l'ouvrage.

Densités dês Vofsutts,

201. Ce n'est que depuis un petit nombre d'années qu'on connaît avec exactitude les densités de quelques vapeurs , à la pression moyenne de l'atmosphère, (hi doit à H. Gay-Lussac le procédé par lequel on les détermine. Ce procédé, considéré d'une manière générale, consiste à mesurer le volume de vapeur fourni par un poids donné de liquide. Pour qu'il soit bien conçu, U est nécessaire d'entrer dans les détails de l'expérience. On commence par peser une ampoule de verre , d'abord vide , et ensuite pleine .de liquide ; on la remplit , en chauffant la boule et plongeant la pointe ouverte dans le liquide : bientôt l'air de l'intérieur se refroidit , se contracte et permet au liquide , pressé par l'atmosphère, d^entrer dans la boule; on répète l'opération jusqu'à ce que la boule soit complètement remplie , sans mélange d'air; on chauffe alors légèrement l'ampoule pour chasser un peu de liquide , et Ton ferme en même temps l'extrémité du tube à la lampe des émailleurs ou à une bougie.

On introduit ensuite cette ampoule dans une cloche graduée il (/i^. 117 ). Cette cloche a nu pied environ de longueur et deux pouces de diamètre j elle est remplie de mercure , et plonge par sa base dans une marmite en fonte , pleine du même métal. Elle est entourée d'un manchon de verre, rempli d'eau et ouvert à ses deux extrémités ; la marmite est placée sur un foyer , de sorte qu'on peut élever la température de tout l'appareU. Bientôt la petite ampoule crève, et l'eau qui y était contenue se réduit en vapeur ; on continue de chauffer jusqu'à faire bouillir l'eau du manchon (1). A ce moment,

(1^ Ponr des liqnidea moins volatils que l'eau on reaipUrait le nancbon d'une huile fixe.

DERsnis m» vAsmhB.

on prairf te toImdo «ootipë ptr U ^apear $ on nûU U hMitour du maMdM dans la clocha an-deaaoa ém iév6a« d« bain; an la ratranohani de la baateur d« barooiètre placé dans le lieo dea expériencei , on a la pretiion de la ▼apenr ialérleare* Il estbiea eateado que chaque coloane de neicwe doit être raaMDée pa» le cakol à la teaipératiire de la gkee fondante. Oo deiiaaaai ajeatefii la haotear dn balamèlre la Talenr. de la petite ooloaae do liquide do< ■anchoB, laqneUe pèae snr le bain de merenre.

On a'aatnre si le liquide eat rddait totalement en ▼apenr» llona avons Tn qne tons les liquidée ont à lenr peint d'ébolUtion une élasticité égale à la presiion atmosphérique; si deno il y a un eaoès do !»• qnide , le niToan de Tintérienr de la doche sera à la terapénture de l'ébmlhtion de ce liquide à peu de ehoae prés le même que dans le bain; et, en augmentant la tmBpératare, on ^erra la Tapeur sortir de la doche ; dans oe cas il faudra recommonoer l'expérience avoe uae quantité moindre de liquide. la température de Tappareil doit être an moios égale à ceilede Tébullition du liquide de la Tapeur duquel on cherche la densité.

Voyons comment on calcule r«zpérience : on compare le poida d^un litre de Tapeur au poids d'un litre d'air sec , à 0",76 de pression , età U teropérature delà glace fondante , lequel est U , 290. Soit rie volume conigé da vapeur fourni par un

poids p de liquide, le poids d'un litre sera— , et

comme les densités sont proportionndles aux poids sons le même Tolume, on aura, si Ton représente par Tunité la densité de l'air, et par d cefle de la vapeur, la proportion

Le volume td qu'il est foutni immédiatement par Toxpérience doit subir plnsieurscorrectionarelatiTes à la pression , k la température de la vapeur et à la dilatation dn verre.

lo Soit h la hauteur de la colonne de mercure élcTée dans la cloche au-dessus du niveau du bain, ff la hauteur du baromètre extérieur (1); J?* — k aéra la pression supportée par la vapeur. If et h sont ramenés k téro. ( Foyajs leBanmètre.) 2^ Le Toluroe V observé est trop petit, puisque chaque division , par suite de \d dilatation du verre , s^est agrandie dans le rapport delàl-fA^^il étant ie coefficient de la dilatation cubique delà matière de la cloche. 3» Le volnme de la vapeur est dilaté dans

(i) Dsns £f mX eotoprîse la hauteor de U colonoe d'eau du ouaichon , nnltiplièe par le rappoit de la densité de oe liqoide i celle da menure ; a'est-à-dire que si

hf est la hanleor de U colonne d'eau , — -— . sera oe

i3,56 qa'il Cittt ijonler à la pression eHêrienre.

U rapport de 1 à 1 + 0,00076^X <; on ania éooe las tnria propostieiis :

r:jr::o,76:£r — à,sis':: 1 :i +;t/; «':#':: 1 + 0,00376 x<:ii

ce. qui donne pour la volnasa corrigé l'expresMa suiwita :

202. BéHmpk. Densité de U vapeur d'ean d^aprii les donnéaa das expériences de M. Gay-Lusmc : Poids de Tampoule pleine d^ean. . • U ,381

Poids de l'ampoule vide Oc ,791

Poids de Teau par soustraction. • . Oc ,800 Cette quantité d'eau a rempli , à la température de 100 degrés , 820 divisions do-la doche; chaqoe division valait O^'ii* ,005 ; la eolonne de mercure ëi^ vée dans la cloche, au-dessus du- niveau du Inin était de 0",0ff2; le baromètre extérieur mr* quait 0«,760, le coefficient de la dilatation cobique de verre est pour- chaque degré œntigrade,

deOlOO»,

38700 En mettant tontes ces données dans la fonrale, on trouve qu'un litre de vapeur pèse Ot ,8077 à h température de la glaoe fondante, et & la pression 0«",70 ; dans les mémos circonstances un litre d'air pèse is ,209, et punque les densités soni m raison directe des poids sons le même vofume, on trouve que la densité de la vapeur est Oy028, on sensiblement Isa 10/10 de celle de Pair. De la mèoie manière , M. Gay-Lossac a trouvé la densité de h vapeur d'éther , celle d'alcool , de sulfura de csrbooe et d'essence de térébenthine. IHes sont npportées dans le tableau ci-joint :

TftUeai» dM daiahét.

Air \JÊÙ

Yaator dVau 0,812

d'aloMi f,6U

d*4UMr •■IfariqM . . . tM

d« mlfur* d« caAooe . . It80

d*«MMiMd«féfé»wlin«. . 5,815

Poidi^'mlhftà ■ira «t 0-.1I Jt

0,810 2,088 8,ft80 S.4S6 6^1»

203. H. Dumas a employé un procédé qui n'a pts Texactitude de odui qui vient d'être décrit , msis qui a l'avanta^ d'être appUcaMe-auz corps qoi n'entrent en ébnllition qu'être 800 et 400 degrés. M. consiste à prendre un ballon de Terre dont le col soit effilé^ dans lequel on introduit une quantité de liquide supérieur à celle qui serait nécessaire pour remplir de Tapeur la capacité du ballon. Os chauffe le ballon dans un bain de sable on droite; lorsque la vapeur cesse de se dégager, on ferme an chalumeau l'extrémité effilée ; on prend la tenpérature du bain , qui est sensiblement cdle du ballotf ; on pèie ce dernier lorsqu'il est revenu i h température des corps environnaos et -l'on en cssie

nEKinfe 018 YAKns.

h partie effilée eontreM. Si toiil l'air a été expolsë par la vapeur , le ballon se remplit complètement de liquide. Dans le cas contraire, le ballon ne se remplit quVn partie d*eau , et on le pèse dans cet état. On le pèse aussi suocessiTement plein d'air et plein dVau. On a ainsi les données nécessaires pour déterminer la densité cherchée à la températore de Texpérienoe. H. Dumas a ainsi obtann les nombres snivans :

Il OMS ni GOUt.

Tapcar dt invrcnr*.

?roto-cUorur« ^arMoie

CUonm de bor*. . .

Agîm Bmovmmim • Prr-cklonire d^biaîo. .

ftr<ll«r«re é» tftoM.

Owiaité.

toiJtd^n

lilTC.

ii,ns

ysm

t.sm

t.MI