‹ Traité élémentaire de physiqueChapitre 28 sur 96 · MU · texte numérisé non relu

MU

M4. n était fM^ de chercher si les densités des ▼apears sont preiportionnelles ans |»ressions qu'elles snpporieot : c'est ee qoe j'ai fait dims un mémoire (Am.dê Ckàm, erJ» Phyê, 189S), pour l'inter- Talle de è tOO êegrés. Le procédé de M. Gaylassae àotme les densités des 'vapem^ seus la pression iN,7ll. Le preeëdé dont J'ai fiiit usage les fait coaaatlre aaa pffeasiofw mAMenres. Pour obtenhr de la vapeur pâtfaltnnent isolée , et % la température des eerpa environnans , on a un large bartK mètre à Tobïnel, dont le diaeiètre est triple de eelai das baromètres ordinaires ( fig, ISO ) , el dans h partie supérieure duqncA on introduit le liquide qa'on veut soumettre à l'etpérienee; on y adapte va ballou parlhitement vide d'air : il est bientôt rempli de vapeur. Un baromètre oréhiaire B plonge dans le même bain de mercure, de sorte qu'on connaît la force élastique par li différence des hautenis du mercure dans les 4eux tubes ; enfin , par rinspection d'un troisième tube de baromètre C, renfermant le même liquide, on juge si la force élastique est an maximum , et conséqpemment si Fcspaee est saturé (1). Le ballon qui a été employé pour les expériences avait une capacité de 9^^,3740 k la température de 16 degrés.

L'eau, l'éther sulfuriquect le sulfure de carbone ont été fobjet de ces recherches ; on ne rapportera qoe quelques résultats fournil par le sulfure de caibone.

I^ ixpiaiiBGE. Température de 1'^ &: 16o87.

Poids du ballon vide 8746,976

Poids du ballon plein de vapeur. . . -8836,163

Poids de la vapeur 8i,l87

Povèe élastique 0",11W1

(i) On a douté, dans plnsiears ouTrages français , de l'txactitade de ee procédé ; je erois néanmoins qu'il est bmaeoap plus «saot qae toas osas qui ont été proposés , * l*esasptiou de calai qai a été décrit ea premier lia n.

la ramenant par le calcul le poida de k vapeur à téro , on trouve 8,648.

Le poids du même volume de vapeur fournie par le liquide en ébuilition sous 0>n,76 , et ramené à 0» serait de 328^249.

Qe npéaiSHCE. Température de l'air = 14o,78.

Poids du ballon vide 8766,018

Poids du ballon plein 8806,212

Poids de la vapeur 66,104

Poids ramené à séro 66,486

Force élastique Om,1273

Les poids 326,249, 86,648, 66,486, sont proportionnels aux forces élastiques 0™,76 0n,t99 et 0«,127.

-De ces expériences , et d'autres analogues , il résulte que les densités des vapeurs ramenées par le calcul à une même température sont proportioonelles aux forces élastiques. M. Southern a fait sur la vapeur d'eau , dans une échelle a^sez étendue, des expériences qui lui ont lait admettre la proporlionnalité des densités aux élasticités , sans la correction de la température. Cette opinion ne parait pas fondée. Les résultait des expériences que je viens de rapporter sur rextension de la loi de Mariette aux vapeurs ne doivent être considérés comme vrais que dans certaines limites.

206. H. Cagniard de iatour a cherché les effets produits sur plusieurs liquides par l'action réunie de la chaleur et de la compression. Il renfiorme dans des tubes de verre scellés à la lampe , successivement de Teau , de l'alcool , de l'éther sulfurique, en quantité suffisante seulement pour remplir une partie de leur capacité. Les tubes sont chauffés avec précaution. Le liquide intérieur se dilate d'abord ; et , au delà d'une certaine limite d'expansion^ où il est loin de remplir toute la capacité du tube, il se réduit en vapeur, sans laisser la plus petite ap* parence de liquide. En faisant agir les vapeurs par pression sur un volume d'air constant , M. Cagniard a pu connaître lo force élastique. L'appareil qu'il a employé est formé {fig. 110) d'un tube ABC ayant un millimètre de diamètre dans toute sa longueur , et d'un second tube F DE, soudé au premier, du diamètre de 46 millimètres \ le mercure occupe l'espace BCDF, et le liquide Pespace FDE; le tube étroit ABC est rempli d'air et fait fonction de manomètre.

Voici les résultats auxquels M. Cagniard est ar« rivé : l'éther sulfurique se réduit en vapeur à la température de 200 degrés, dans un espace moindre que le double de son volume à l'état liquide t il exerce alors une pression de 37 4 38 atmosphères. Porté à la température de 360 degrés, l'alcool se vaporiie aassi totalassent dans un espac9 un peu moindre que trou fois son volumeà l'état liquide ; il fait équilibre à 119 atmosphères. Enfin l'eau , à une teaspérature peu différente de celle de la fusion du sine , prend l'état de fluide élastique dans un ea»

OOKPtESSIÛR l»S GAZ.

pace à pea prèf quadruple de ton Tohime h l'éUt liquide.

^our déterminer le degré de ehalenr de Talcool et de Téther, M. Gegnîard de Letour fait chauffer dans nn bain d*huile let tubet qui les renferment.

Ce procédé n*est pas susceptible d'une grande esactitude , Télasticité et le volume de la Tapeur sent mal déterminés ; le résultat général ne présente pas moins beaucoup d'intérêt ( Ami, de Ck, tf«dti>Ay«.,t.21et22.)

Il parait d'abord extraordinaire de voir tant de ▼apeur renfermée dans un si petit espace. Il faut faire attention que la pression est très considérablei et que d'après ce qu'on sait sur l'accroissement rapide de l'élasticité des Tapeurs aTec la température, ees résultats ne sont peut-être pas très éloignés de ceux qu'on dcTrait obtenir.

Nous ferons le calcul pour l'éther sulfurique. Ce liquide bout à 3fio,6 sous la pression 0b^,70. En admettant la loi de Balton , qui n'est à la Térité qu'approximatiTe, on trouTe parla table des forces élastiques delà Topèur d'eau que l'étber doit aToir à 200o une élasticité égale à 4^><"*,80. Un litre de Tapeur d'éther pèse à téro 38,36, à 200<* et à la pression

' -3 36 X 48*tai-,86

48»t».,86, il pèserait .

Si l'on diTise le poids 716 k, qui est celui d'un litre d'éther à 0", par ce poids on a 7,6. Ainsi la Tapeur d'éther occuperait un Tolume qui ne serait pas huit fois le Tolume du liquide à O^. Si l'on suppose l'éther porté à 200 , le rapport deTiendrait encore moindre , il serait 6,7. Le poids 716s doTrait être pris à 4*; cette correction n'apporterait qu'une légère différence.

Dans la marmite Papin , on peut porter la température plus loin que dans les expériences de M. Cagniard-Latour. Cet appareil consiste en un vase cylindrique en bronze , fort épais. Ce couvercle présente une soupape fermée par un levier (fig, 118 lis). Quand l'appareil a acquis une température de 16(V> ou plus , on lève la soupape , il s^en échappe un jet de vapeur qui emporte une grande quantité de chaleur , et le liquide restant se trouve à 100». On conçoit une température où cet appareil plein de liquide à la température ordinaire , ne renfermerait plus que de la vapeur , laquelle aurait alors la densité du liquide.

Cet appareil sert dans les pharmacies pour chauffer des matières organiques en contact avec Palcool ou l'éther sulfurique.

On pent tirer de ce qui précède cette conséquence : que les Tapeurs suivent , dans certaines limites , la loi de Mariette , et qu'au delà elles s'en écartent considérablement. Au reste , nous allons Toir que la plupart des gaz appelés permamtnê n'obéissent pas à cette loi.

C^mfnutomdêêGoÈ*

206. La Tariation du Tolume d'une mêmeniiie de gas, correspondante à une Tariation de pression, suit une loi que Boy le et Hariotte ont dëconverfe. Elle consiste en ce qu'une même massa de gax wcupe des vciumu qui sont en roison inverse du pressions auxquelles elle est soumise. Pour dénootrer cette loi d'une manière expérimentale, oo prend un tube de Terre reoonrbé {fy, 118] du diamètre de ceux qui sont employés pour les baromètres ; il fiant que la branche la plus courte ait le même diamètre intérieur dans toute sa loogneur. La longueur ordinaire de cette branche est de 6 i 8 pouces i celle de la plus grande branche doit être de 6 à pieds. Le tout est fixé sur une plaocfae, qui porte une dÎTision adaptée aux deux tubes. On introduit par la partie ouTerte A^ une petite qmi' tité de mercure , de manière que le nÎTeaa soit If même dans les deux branches ; le Tolnme de l'air de la plus petite branche soutient «lors la pressM extérieure , puisque les colonnes de même baoteor se font équilibre : si maintenant l'on verse, par h plus grande branche , du mercure de maaiéreqoe le niveau de ce métal dans la longue bnn^svrpasse celui de la plus oemrte d'une quantité égale à la pression extérâenre , le Tohmie d'air sen rédoit à moitié. Si cette différence , par l'additioa d'osé nouTolle quantité de mercure, est portée à desK lois la pression extérieure auqu^ cas le gai de h petiie branobe soutient trois prcsaions, le voisin ide ce gas sera réduit an tiers , et ainsi de saite. H faut remarquer que l'air est oomplètenent dendché; que la température ne doit pns changer pesdant l'expérience. Le petit tableau ci-joint met la ki sous les yeux du lecteur :

PreMÎooi.

YelumM de IViir

100 parties.

On a souvent occasion de recourir à cette Io< pour ramener un volume donné d'air à une pression constante. Rien n'est plus facile : par exeopie, 160 parties d'air sont à la pression 0'b,74 j oo demande le volume à la pression moyenne O^i?'* On fera la proportion 160 : s : : 0,76 *. 0,74, à'oix

160 X 0,74 s =^ = 146 parties.

207. On constate de U manière suivante que b loi de lariotte subsiste au-dessous de la pressûm 0'",76. On choisit un tube fft^dué AB {fig. lU Mf)r et d'un diamètre assez étroit pour que l'oaTerture étant tournée en bas , le mercure ne tombe p«s » dans cette position k pression supportée psr le g*i est égale à ZT, b pression extérieure , moins la co-

goupression ims gaz.

loBM de aereure BB,ùn.B-^h; dans la situa- L'oaoppofëe) la preasioo est 2/ -{- A; anfia si le tube est lioriioaUl , le çk% ne supparU que H, Lé f olame de Tair éCaot dans les deux premiers oaa V ^r^ OB troureFa tcrajonrs VI f^UJET+hlM

Oo arriTerait an méiM résultat en renfermant de l'air daos un inbe barométrique plongeant dans le Dercnre. Si Ton enfonçait le tube de manière que le nireau de rintérienr fût eelni du bain et qn^on le ualei it i différentee banteurs , on Tenait le Tolame dW Tarier en raison înTorse det pressloosi U pression du gas dans chaque cas serait la pression extérieure , moins la hauteur du mercure dans le tube.

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