n se pitfsente maintenant deux questions

lo La loi de Ibriotte se soutient-elle à toutes les pressions pour Tair, gat qu'on emploie dans les éprooTettes des machines , dans lesquelles on a intérêt à coonaitre la pression^ par- exemple , dans les machiDMà Tapeur, dans les pompes à condensation, etc., etc. ?

2» Toorles gas suiTent-ils exactement la loi de lariotte, on, en d'autres termes , sont-ils égalemeot compressibles?

les expériences de MM. Arago et Dulong ont récemment résolu la première question.

Voici la description succincte de Tappareil de D. Arago et Ihilong.

Treite tobes de cristal de Z mètres de longueur el de 6 millimètres de diamètre étaient disposés le ioDg d'on arbre Tertical. Ces divers tubes étaient Roais par des viroles métalliques ; au-dessus de cbaqae virole, on oTait disposé denx poulies sur icsqaellei panaient des cordons attachés par un booti la Tirole située immédiatement an-dessous , tl portant à Tautre extrémité un vase en ferblanc ^m leqnd on mettait de la grenaille de plomb en quantité suffisante pour fairo équilibre au poids de chaqne virole et du tube qu'elle portait : par cette (disposition, les tobes inférieurs n'étaient pas plus chargés que les tubes supérieurs. la partie AB de ^ fy- 123 représente ces dispositions.

In vase en fonte Sk trois tubulures , rempli en partie de mercura , conununiquait avec les tubes >« i et avec un tube manoraétrique a a* du même diamètre que les précédons et d'une longueur de I"f70.rn courant d'eau 17 JT entretenait le tube ^ a' à une température facilement appréciable. La tubnlQieD recevait une pompe foulante, à laquelle lean était fournie par le vase g*

^tte pompe servait à foire monter le mercure dans la colonne (f tf en même temps que dans le BMDomètre aa'.

H. Arago et Dnlong ont fait 80 expériences «wrintervalle de 1 à 27 atmosphères. Elles mon- *f«t qne Tair suit la loi de Horiotte dans cet in- ^^''^e -, les savans auteurs de ces recherches pcn- **■* qno la loi se soutiendrait beaucoup au delà.

H. Arago et Butong ayant constaté qne le tube

ne subissait pas on allongement sensible sous la plus graade pression, en ont eonchi que la capacité en restait aussi sensiblement la même. (Yoyes, pour plus de détails, le mémoire, Anu, de Ch, êf (/•i>*y*.,t. 43,p.74.)

Pendant que les académiciens français se livraient à leur important travail , M. OErstedt , conjointement avec le capitaine Suenson , s'occupait en Suède d'un travail analogue ; il a trouvé , ea mesurant l'élasticité par nue colonne de merouro , que l'air suit la loi de Mariette Jusqu^à 8 atmosphères. Ces deux physiciens ont même étendn leurs observations Jusqu'à 00 atmosphères ; dans cette seconde série d'expériences,ils pesaient le même ballon en enivre, d'abord vide, puis plein d'air à diverses pressions ; ils ont toujours trouvé des poids proportionnels aux pressions. La pressionétait mesurée par les poids nécessaires pour fermer la soupape du ballon. Cette .soupape était une ouverturo fer* mée par une plaque métallique ; sur cette plaque étaient placés des poids, or on sait que l^ ,03 sur 1 cent, mètre carré équivaut à une pression. On introduisait du gaz dans le ballon par le moyen d'une pompe foulante ; il ne restait que l'air , dont l'élasticité égalait la pression extérieure \ plus , la pression de la soupape; le reste s'échappait en soulevant la soupape. Ce procédé n'est pas tout^ à-fait aussi exact que celui qui vient d'être décrit.

La seconde question a été résolue par nos expé* riences. Il résulte de ces expériences que les gai sont inégalement compressibles, et que si l'on compare les divers gas à l'air atmosphérique , on reconnaît qu'ils sont plus compressibles que ce dernier , du moins ceux que nous avons examinés. L'azote , Thydrogène , t'oxigène , se comporteraient très probablement comme l'air. L'appareil que nous avons employé se voit dans la fig. 124.

Deux épronvettes A et B, exactement calibrées et remplies, la première d'air atmosphérique, la seconde d'un autre gas, étaient renfermées dans un tube en verre très épais ai plein d'eau ; à ce tube était adapté un cylindre en ouivro dons l'intérieur duquel se mouvait un piston en cuivre , qu'on enfonçait plus on moins ponr avoir une pression plus ou moins forte. Sn faisant tontes les corrections qu'exigent de semblables expériences , et en cricnlant les pressions par la diminution de volume , on voit que le gaz ammoniacal , l'acide sulfureux, le cyanogène, l'acide hydrosuif nrique, etc. , donnent des pressions plus fortes que celles que donne l'air. U est bien entendu que ehaciue gaz est en contact aven le merouro.

Ce résultat est contraire à tout ce qu'on savait , puisque, dans tous les calculs relatifs aux gaz, ceux-ci sont supposés , d'après la loi de Mariette, également compressibles.

Pour qu'on puisse se faire une idée de la différence que présentent les résultats calculés avec les résultats de rexpéricnce, nous rapporterons k-s pressions fournies par le gaz ammoniacal tt par

LIQUiFACnOR SES GAZ.

Tacide liydroeiilAirîque jMrftîtement dépouillés dVau et de matièfô étrangère, et Tair atmosphérique également pmr et desséché.

PrcMloM Indiquée* parle fts ■mmoniacal.

tiai faydMmilfailqiM 0",810

Pair.

Air.

0nt*8l0

7 ,668 ÏO ,887

H. OErstedt a Iroavé que le gaz acide solfureox s'écarte de la loi de Hariotte près du ffOÙU de Uqaéfantion et a admis cette loi pour tous les gaz. Il résulte de nos expériences , au contraire , que ce gaz ainsi que tous ceux que nous a? ons comparés à Tair atmosphérique donnent , daru foui le cours de la compression, une diminuiûm de voAmMplus grande pour une même pression. Ifous répéterons ces expériences aTcc des tubes d^un diamètre très petit , et présentant des renflemens , en sorte qu*il sera facile d*estimer de petites fractions d^atmos- .phère, même à de hautes pressions.

jAquêfaeHon des Gaz.

300, M. Faraday est parrenu i rendre liquides, par des pressions plus ou moins élevées, un asses grand nombre de gaz , tels que Tacide sulfureux , les acides hydrosnlfnrique et carbonique , Toxide de chlore , Fammoniaque , le protoxide d*azote et le cyanogène. Tous les liquides produits par la condensation de ces gaz sont incolores, à Texception de celui qui fournit Toxide de chlore , et tous sont parfaitement fluides et ▼olatils , et en général ne sa solidifient pas par le froid. La première expérience fat faite sur les cristaux de chlore. On sait quWe dissolution de ce gaz , abandonnée à wie tempéniure inférieure à 4o,6, laisse déposer des cristaux qui, diaprés les expériences de M. H. D. Bavy, sont formés par une combinaison de chlore et d^eau. LHIlnstre savant à qui la chimie doit de ai belles eonceptions suggéra à M. Faraday Tidée de soumettre ces cristaux à l'action réunie de la chaleur et de la pression. Des cristaux de chlore , desséchés autant que possible , furent introduits dans un tube de verre , qu'on ferma ensuite hermétiquement. A la température de ,38o, ils se décomposèrent et donnèrent naissance à deux liqui-

des, dont Tuo, de couleur jaune plie, offrit Paspect deTeau; Tautre, d'une couleur jraae- ▼erdâtre, ressemJilait an chlonue d'aiote; laiis on peut le regarder eonune du ekhrs pwr Uqsifi, puisque du gaz chlore, desséché et exposé à me forte compression, donne le même liquide.

Le ohlore liquide peut être séparé de Ymn pir ii distillation, au moyen de la lampe à esprit-de-viD. Il estparfaiiement limpide et fluide à 18 degrà radessous de zéro; exposé à la pression ordinain de Tatmosphère, il sa TolatUise, mais en partie nokment, à cause du froid produit par son éraponlion (no 187).

TMeau dêê prùte^mup ^a£liquifi8.

mlfnmix liquide (dté. 1,70} i^ T

Chlore i + 15

Hydrogène MlTur* (diè 0,9) i -f 10

Acide oarbofDlqae 4

Protonde d'aiote k-t 7

Cyanogène (du 0,9) if 7

Acide mnriatique (kydrocUorique) i f 10

Gaa

liacal (dl« 0,76)

•o« 1 MOB 4atm.

•eus 17atB.

loat Mata.

aoua SOatn.

aouS,7atn.

aoui 40tln

i t 10 aoni e^ BtBi

Chacun des liquides ainsi produits doit jouir, et jouit en effet, d'une grande élasticité; par aaeâévation subite de température, ik retooment à Fêtât gazeux avec violence.

On a proposé l'emploi des gaz condensés conuoe agens mécaniques. M. Brunel a mémo donné ]e modèle d'une pompe dont le piston est mb «i jeo ptf l'acide carbonique, alternatiToment liqoifié et gizéfié ; mais jusqu'à présent aucune machine de ce genre n'a été établie en grand. (Voyez les JTacAôM à vapeur.)

210. Lorsque la découverte importante de h liquéfaction des gaz fut annoncée à la Société Nlomatique , je dis que j'sTais , aix ans aupsn^"^* obtenu de l'euchlorine liquide, en faisant paiserce gaz desséché dans un tube de verre entouré d'oa mélange réfrigérant; que le liquide était veiditre; qu'exposé à une chaleur très légère, il atait produit une détonaUon sembUble à oeUe d'an coup de fusil, et que le tube de ferre avait été rédoH « poudre. Peu de temps après, on sut à PviS} ^^ lettre de M. Faraday, que la détonation de cet sortes de liquides a en effet ces caractères. D*!""^ cette époque, M. Bussy a liquéflé , psr un mélange réfrigérant, le gaz acide sulfureux et d'antres gu semblables; il a eu l'heureuse idée de faire serrir ces Uquides très volatils à la production de ftaii froids. Pour congeler le mercure, par eiempIC) u sufiit de placer sous une machine pneumati<nieu>^B boule dé thermomètre cnjreloppée d'acide snlfivei» liquide et de faire le vide : en quelques minutes le mercure est congelé. Pour faire cette expéneD» sans détériorer la machine pneumatique, il f>vt pi' cer Tacide sulfureux dans un ballon, et l'absorber

flÊLARGE DES 6ÂZ.

à masiiTO qa*il ta d^;age, pur nne dUsohilion de fM)ia«M camtiqoe.

H. Thilorier a fait rëcemment de très curiensef eacpérieoces sur l'acide carboniqae liqnifié. Ce Hqoide pèse 0,83 à 0. H se dilate qvatre fois plus qne Tair, ce qui est bien extraordinaire , si avcune cause d'erreur n'a échappé à l'obserrateor. L'élasticité de ce liquide augmente dqmis 0« jusqu'à 90», dans le rapport de 36 à 73 atmosphères. Il est insoluble dans l'eau, très soluble dans l'éther solforiqne. Si l'on dirige un courant d'acide ainsi mélangé sur nn tube contenant du mercure, on peut congeler en un inslani cinquante gi^ de ce métal.

Si l'on ouvre le robinet du vase en fonte conte- Dsot Tacide liquéfié, et qu'on revive le )et dans soe fiole ou un Terre, l'acide se solidifie et apparaît sous la forme d'un dépôt blanc, floconneux. Ce dépôt peut être tenu dans la main. Il ne se réduit que pen k peo en gas. Dans la gaiéification du li- ([ttide on reconnaît, en recerant le jet sur la boule d'un thermoadétre à alcool, que la température baisse jusqu'à — 00<>.

D noas parait probable que tous les gas liquéfiés se solidifimient par le vide ou par un courant rapide d'air.

H. Thilorier prépare l'acide carbonique en décomposant dn bi-carbonate de sonde dans un Tase bennétiquement fermé par l'acide sulfurique. U fait ensuite passer le liquide dans un autre vase par la distillatioa.

211. La distinction des fluides élastiques en deux classes n'est donc plus admissible qu'entre certaines limitei. On avait appelé gas permanens les gai qui , coDune l'air atmosphérique, racide carbonique, etc. , coBserratent leur état gazeux sous toutes lea pressions et à toutes les températures ; et gas noxpermanau, ou veg^eurs, lesfluidesélastiques qui perdaient leur état par la compression ou par le refroidissement : teb sont tous les fluides aériformes qui pro- TÎennent de la Taporisation de l'eau, de Talcool, de Téther sulfurique, etc. Nous Tenons de voir que des gai considérés jusqu'à présent comme gaz permaoensdevienaent liquides par de fortes compressions ou par de grands froids. L'air atmosphérique, les gat •sote, hydrogène, oxigène, sont à peu près les seuls cpii n'aient pas encore été liquéfiés, mais il est très probable qu'ils le seront un jour. Quoi qu'il en soit, la distinction peut être admise dans les circonstances ordinaires : ainsi prenez un tube semblable à celai qu'a employé H. Dalton pour déterminer les forces élastiques des vapeurs au-dessus du point d'ébuliitionj introduisez-y de l'éther sulfurique, plongez la plus courte branche dans de l'eau chaude, le mei^ure de la plus grande branche sera bientôt soulevé par la Tapeur; t erses alors un peu d'eau froide sur U partie du tube qui renferme la Tapeur d*éUier, et à l'instant cette Tapeur se liquéfiera. Keplongez le tube dans Tcau chaude, la vapeur d'étlier se formera de nouveau ; mais tous la condenscrea*si vous ajoutez quelques décimètres de

mercure dans la plus grande branche. Bemplace/. la Tapeur d'éther par le gas adde salfurenx, eu ammoniacal, ou acide hydrosulfurique. Aucun de ces gaz ne prendra l'état liquide sous un accroissement de pression de quelques centimètres de mercure , ou sous un abaissement de quelques degrés dans la température.

Mélangé des Oom,

212. Le mélange des gaz se fait de toute autre manière que celui des liquides \ les liquides se placent dans l'ordre de leurs densités , à moins que l'action chimique ne détermine leur union intime \ les gas, au contraire, se mélangent indépendamment des densités et de l'affinité. Ce iaît est prouvé par une expérience facile à répéter : qu'on réunisse deux ballons, l'un rempli de gas hydrogène, et l'autre rempli de gaz acide carbonique ^ qu'on les place dans la position indiquée par la fi/g, 121 ,'le gaz le plus léger en haut , et le plus lourd en bos; qu'on examine au bout d'un certain temps le gaz de chaque ballon , on verra qu'il est de même nature, c'est-à-dire compq^é de mêmes quantités d'acide carbonique et d'hydrogène. Chaque gaz se répand dans tout l'espace comme dans le Tide^ cette propriété des gaz dépend de leur porosité et de l'ei^ême mobilité de leurs particules , etc. Le mélange se lait d'autant plus Tite que la différence des densités est plus grande. (Dalton, BerthoUei.) Ainsi l'atmosphère doit être homogène , c'est-à-dire composé des mêmes élémens à toutes les hauteurs; c'est , en effet , ce qui a été constaté.

213. Passons à la recherche de la force élastique d'un mélange de plusieurs gaz, la force particulière à chacun des gaz étant connue. Ltê forcé» ilaaH^ ques s^ ajoutent sans aUèroHon danê le méiamge des giiz, lo SoituuTolume F de gaz à la pression P^^ renfermé dans un vase inextensible $ supposons qu'on y introduise un Tolume égal d'un autre gas aussi à la pression P, l'élasticité totale sera P -|- P = 2 jP. L'introduction d'un troisième Tolume V, à la même pression P, rendrait la force élastique totole égale à P -|. /> + /> = 3 P. 2o Supposons que le Tolume étant toujours V pour chaque gaz^ les pressions ou les élasticités soient P, P P', etc.; la force totale sera P + P+ P", etc., c'esU<Ure égale à la somme totale des élasticités particulières. 3<' Dans tous ces calculs, on suppose le Tase inextensible ; si le Tase était extensible et soumis à une pression constante , le Tolume s'augmenterait jusqu'au point où l'élasticité du mélange ferait équilibre à la pression extérieure. 4ft Si maintenant les Tolumes, au lieu d'être tous égaux à V, étaient V'j V", F", etc., différons de V, il faudrait colcu- 1er la force élastique de chaque gaz d'après la loi de Mariette : par exemple , si l'élasticité corres-

BÈLAIfGR DSA GAX ET I>£S VAPEURS.

poodnto au toIimm F' éUit P*^ on avnH rébttlcitéda oe gai întfodoît dana le toIwm V, par la

proportion Vl T :: /^ : # s — «. rélastioitd do F

ytpt

mélange serait donoP-t" \ *pf^ rintrodttction

do Yolume F' dans le Tolome F. Elle détiendrait

p 4f ■ + — j après rintrodnction dn to-

lume F", et ainsi de suitOi L^exp^ience confirme tout ces résultats.

Mélange dê$ Qas et des Vapeurs,

814. Dans le mélange d*une Tapenr et d^un gas , ia fores élastique ds la première Rajoute à ûelle du gaM, Ce fait important , déconvert par M. Dalton , peut se démontrer de plusieurs manières. Nous prendrons le second appareil (fig. 126) proposé par M. Cray-LnssaCé Cet apareil est formé d^an tube de Terre cylindrique ÂB^ divisé en parties de capacité égale , et muni d*un robinet h son extrémité inférieure. A quelques lignes an-dessus du robinet est adapté un tube de Terre recourbé {7 /^^ de d à 3 lignes de diamètre. On remplit de mercure récemment bouilli Tappareil séché avec soin. Cela fait , on Introduit de IVir sec par le tube latéral. Pour cela on adapte an tube latéral un tube rempli de chlorure de calcium, et Ton renverse Tappareil. On ramène Tair à la pression ordinaire, soit en ouvrant le robinet inférieur pour laisser écouler du mercure, si la pression intérieure est trop forte, soit en versant du mercure par le tube latéral , si la pt«ssion est trop faible. On estime le volume F d^air seo. Pour introduire le liquide, on remplit le tube latéral de mercure, à S lignes près. On remplit Tespace vide avec le liquide , puis on renverse Toppareil pour le faire passer dans le tube AS.

ia force élastique do mélange intérieur est maintenant plus forte que la pression extérieure. Le nivaan de la petite branche est au-dessus de celui d« la grande ; on laisse écouler du mercure par le robinet inférieur jusqu'à ce que le niveau soit rétabli. Hous supposons toujours que, malgré l'accroissement de volume, il y ait du liquide en excès | on le reconnaît en en introduisant une nouvelle quantité { s^il y en a un excès , Taddition de cette nouvelle quantité ne forme pas de vapeur et n*accrott pas Télasticité du mélange. Il ne s^agît plus .qoe de trouver la force élastiqoe de la vapeur qui a'est formée dans le gas.

La force élastique du gat était au commencement de rexpériance égale à la pression extérieure, que noof représenterons par JJ^ le gos occupait alors un certain nombre F de divisions du tube. Il m occupe maintenant un plus grand F'^ la force

élastiqoe ao a obangé , d'après la loi de laiiotte. en raison inverse des espaces Fet F : elle est dimo

Vff actuellement^-—. On Donnait , par les tables, U

F' foroe élastique de la vapeur dans le vide à la tcoi* pérature de rexpérience ; représentons-la par f. Si elle est la même dans les gas, elle doit satislaiKi

VB Téquation— ^ -{-/'= i7. C'est ce qu'on trasTc

en effet. Il résulte de là qu'une vapeur , sa «s nilantàungoM, conserve la temsienqfdkdsstfnfn; ainsi, dans le mélange des gas et des vapevn, comme dans le mélange des gat entre eux , ebicaae des parties conserve la foroe élastique qu'elle posséderait si elle éUit isolée à la température de l'ex. périence et sous le volume actuel. Nous avons, pour la simplicité dn calcul , ramené le néUn«e à la pression extérieure, mais nous serions arrifés à la même conséquence, quelle que fût réUstiâté du mélange.

S16. Proposons-nous maintenant plosieonqaestiens qui se présentent fréquemment dam lei recherches de physique et de chimie.

Par exemple, on volume de gas aec étaat donné à la pression lif, on demande le changeneat qu'il éprouvera si l'on y introduit on liquide doat la npeur à la même température ait une force élaHiqse /*. On voit que le vase doit être extensible, «os quoi il n'y aurait pas de question. Le gat aogneotera de volume jusqu'à ce que son ressort, affaibli pas la dilatation , ajouté à la force élastique de la vapeur, fasse équilibre à la pression extérieure /?• Quand le gas cessera de s'étendre , la foroe élastiqoe do mélange sera égale à iT; celle de l'air dilaté icn donc B —ff mais les forces élastiques des gai mot en raison inverse des volumes. On aura éoac la

proportion F : • : ; E-^fl H, d'où *= —

B'f pour le volume.

Sii?^=0«,7<^,/'=:0«,22, F=«Opartieids tube, on aura « =70 ,37 partiea.

Le problème serait un peu plus compliqué « li température changeait, ainsi que la pression (!)•

(i) Soit an volume F d'un mélange de gis «t de npeur à la température /^ à la pression II, on deDande ce qu'il derienilra à U température / et à la presaion U» l'air étant toujoura saturé.

Nous représenlerona par f tl f les foreea éîa5tîq«« de la vapeur ans deux températores t et t\ Vm ioron élaatiquea correspondantee de l'air sec weneiB-^ff B — f. Mai a noua aavona que les volnmea aoatearaiaon inverae des forcée élastiques : noua aurooa donc

F:x;:/r — /•:i7-/,d'où^ = .

Pour Icoir compte du changement de températore , u faut ae rappeler ( n<» i oa ) )ue si la températnit t d'uc