DE L'ATMOSPHÈRE
267. L*anr stmosphërique esiûit composé d'oxipêne el d'axote , dans le rapport de Si à 79. Il contient toojours dans la nature plus on moins de 'vapeur d^eau , dont nous a'vons appris à reconnaître la présence et même la quantité ; Toyez ffygromè" trie [ Vf 224 ). H renferme aussi toujours une très petite quantité d*acide carbonique , proTenant de la respiration des animaux et d^autres sources. Enfin il doit renfermer plus ou moins des principes ndorans exhalés des plantes. Nous reviendrons sur ce sujet à Tarticle de la Météorologie ( fin de Tou- Tiage).
L'air m sous une certaine épaisseur parait bleu , et donne cette couleur à la 'voûte céleste, laquelle prend une teinte d^autant plus obscure qu^on Télève plus dans fatmosphôre.
lions avons parié des propriétés des gai de la pression de Vatmosphére n^* 47 , 00 , 68.
Du Déerûiêêemmi de la densité de P Atmosphère,
208. £êe hauiewe de Vatmoepkère croissani en fngreesien ÂtriUunétiçue , les densiiés eorrespot^ dénies de Voir déeroisseni eu progressiim géomitrL fu. En effet , supposons que A B (fig» 160 ) repréicote la bauteur de toute Tatmosphére , c'est«à-dire que cette droite soit tirée ▼crticalemenfc depuis le sol jusqu^«ax confins do Tatmosphère, et supposons en outre qu'on ait mené perpendiculairement à Mile droite des lignes horitontales a égales distances les ânes des autres , représentant les différeotes couches de Tatmosphère. Soient '/* le poids de toute la colonne de Tatmosphére qui presse sur b surface de la terre , i" le poids de toute la coloooe d'air qui pèse sur la première couche , P" celoi de toute la colonne d'air qui pèse sur la seconde couclie I et ainsi de suite ; soient D la densité de la première couche , ly la densité de la seconde , JX'j celle de la troisième, V" celle de la «putricme , etc... ; P — P' sera le poids de la première couche inférieure ^ P' -^ P" sera le poids de U seconde , P" — P"' celui de la troisième , et ainsi de suite. Or les poids de deux volumes égaux d'un même gaz sont proportionnels aux densités \ OB aura donc la proportion : P — > P' est & i" — P ',
comme /):!>'; mais déjà Dl jy II P l F, Donc à cause du rapport commun de ces deux proportions, P-^P'l P'-^P" IIP" IP'^; d'où PP" — P'P" = P't p'i>'; ou bien P.P=zP'», égalité d'où l'on tire PlP'llP l P". On trouverait de même P' iF'llP'l P", et ainsi de suite;
P P' P" d'où l'on tire les égalités — = — = — =, etc. ,
P* P" P"' ce qui peut être écrit '^PlPlP"l P"'..., etc.; qui est évidemment une progression géométrique décroissante; mais les densités sont proportionnelles aux pressions ; ainsi la proposition énoncée est démontrée, c'est-à-dire que les densités des différentes couches d'air sont en progression géométrique déoroissante. Il faut dire tontefoiaque cette progression n'a jamais rigoureusement lieu dans la nature, parce que la température décroît en général avec l'élévation an-dessus de la surface. ( Fojfez, dans les notes , Ut mesure des hauteurs par le. baromètre . )
On a d'abord été embarrassé pour concevoir la limitation de l'atmosphère; mais il faut remarquer que l'air est pesant et élastique , en sorte que l'atmosphère est borné là où il y a équilibre entre le poids de la dernière couche et l'élasticité de celles qui sont au-dessous.
Vu Baromètre,
269. L'invention du baromètre est due à TurriccUi. Ce savant disciple de Galilée , méditant sur la cause de l'ascension de l'eau dans les pompes, eut l'heureuse idée de comparer la hauteur du mercure dans un baromètre à la hauteur de l'eau dans les pompes, et trouva que le rapport des deux hauteurs était dans le rapport inverse des densités; de sorte que l'eau, qui pèse 13,680 moins que le mercure, s'élève à une hauteur 13,686 fois plus grande. Torrioelli conclut de ce fait que c'est réellement, comme il avait soupçonné, la pression de l'atmosphère qui détermine l'eau et le mercure à s'élever jusqu'à ce qu'il y ail équilibre.
Cette importante découverte date de 1643. Peu
ÈàJMÊknM.
de temps àpria Teipérienoe fut répétée, en 1646 , per lenenne et Pascal; Paimée snivante , Pascal imagina de la rendre pins décisive en la faisant k différentes hauteurs. Il vit baisser le mercure, à mesure que le baromètre était porté à des hauteurs plus grandes. L'explication de Torricelli fnt donc pleinemmt confirmée; il fallut renoncer k Fidée d*horrear de la nature pour le vide.
L'usage du baromètre est indispensâhle dAM ime infinité d'expériences, par exemple dans toutes celles où l'on opère sur les matières aériformes. Nous avons déjà eu occasion de nous servir de cet instrument plusieurs fois dans les parties précédentes de cet ouvrage.
DêêdigirêniêÊêêpètudeBaramètrêê,
S70. n existe deux espèces de baromètres : le baromètre à cuvette , le baromètre à siphon.
ùu Barmitrê à cuvette,
•71. Le baromètre à cnvette consiste en un tnbé de verre large de quelques lignes , long d'environ trois pieds , fermé par un bout , ouvert par Tantre, et plongé verticalement par son extrémité ouverte dans «neenvette remplie de mercure, de manière qu'une partie de ce liquide te tient à une certaine hauteur dans le tube en vertu dn poids de l'atmosphère qui pèse vu la surface du bam. Avant de pUcer le tube dans ceUe position, il faut le sécher autant que possible ; pois verser une petite quantité de mercure déjà bouilli , et l'y faire bouillir de nouveau afin de chasser toot l'air adhérant au tube et même mêlé au métal , puis y verser une nouvelle quantité du même mercure, le faire bouillir de nouveau ^ et ainsi de suite jusqu'à ce que le tube •oit complètement plein; on remplit ainsi le tiîbe en six on huit ébullitions. Ensuite on renverse ce tube bien purgé d'air et de vapeur d'eau dans une CQvetta également pleine du même métal ; le mercure contenu dans le tube descend jusqu'en un certain point où il se fixe bientôt, laisse au-dessus de lui un espace vide , abstraction faite de la faible élasticité de la vapeur de ce métal à la température ordinaire. L'opération précédente est laborieuse; elle demande de grandes précautions et en outre beaucoup d'habitude dans ces sortes d'expérience.. (1).
n ne resta plus maintenant qu'à mesurer exacte-
(t) Qaand l'ébalUtioa est soateniie trop long-temps , ksarfMe dn ■cveareestconeavc, oonmera remarqué M. GMboisy tandis que le mefeure pur présenta ime surface cont exe. M. Dnloog a reconnu récemment que dus le premier cat le mereore s'oxide, et que l'oxide formé se dittoat dent le mercnre. Ce mélange d'oxide et de métal se comporte comme an limiide qai mouille le > ( FoyM les Tubes oqpahôres.;
ment la hauteur de la colmme baienétriqm. Ot, comme on ne peut le faire qu'au moyen d'une éiMIe graduée , il faut que le léro de eetta échelle loit toujours en contact avec la surface da mercun dans la cuvette : on voit donc qu'il faut rimIk mobile l'échelle ou la cuvetta. K. Toitio , dans li construction de ses baromètres , rend It cavette mobile , en lui donnant simplement ua fond ea peau souple, qui s'élève ou s'abaisse par le moyen d'une vis  {fig. 161) , ce qui fait monter oa deiceidre le niveau du mercure dans la cuvette. Pir « moyen on peut toujours amener ce ni?eta tangeotiellement à l'extrémité inférieure d'une petite pointa d'ivoire / fixée invariablement , et oarmpondant au céro de l'échelle. Cette écheUeeitfixi et tracée sur un tube de cuivre qui cntaore et potëge le tube barométrique; ce tube de cuivre at fendu dans le sens de sa longueur , afin que Ton puisse apercevoir la colonne de mercora.
11 est essentiel que rinstrument soit tean dus une position verticale. Pour cela, on Tattache pu sa partie supérieure à un point fixe , et oa le iiis» pendre librement ; il est d'ailleurs renfenaé dus un étui qui se partage en trois parties , ci qui peot servir de support. Quand on veut faire «se observation, on ouvre Tétui , on en pose les trois parties sur le sol, et le baromètre se met de lui-mèiMdaos la verticale.
Au moyen de cette monture , on observera donc, avec la plus grande facilité , la hauteur de la colonne de mercure dans le tube barométriqueimû, pour que toutes les observations soient companbles entre elles , il faut les ramener à une mêiae température. On choisit téro , parée que c'est à d^ ter de ce point que les diUtations sent estimées; on connaît la température du mercure et de Tëchelle per le moyen d'un thermomètre ettcMssé dus Fenveleppe de l'hifltmmettf . Or , ici il fiet vnb égard non eeolement à la dilatation du memN) mais encore à celle du métal sur lequel est tneée Téchelle. La dilatation du mercure diminoant le densité de ce métal, rend la hauteur observée trop grande ; celte de l'échelle la rend trop petite; car chaque division de l'échelle i'étatit dilatée d'une certaine quantité , le nombre des diTisions nécessaire pour égaler la hauteur de la colonne de mercure est évidemment moindre à la température t à laquelle on opère, qtPil ne le serait k 0«; pov l'échelle, il est clair qu'il liaut p re n dre senlement la dilatation linéaire , puisqu'on ne considère qne la longueur; tandis que, pour le mercure, oo doit employer la dilatation cubique. D'après cela , représentons par k la hauteur de la colonne de mercure observée dans le tube à une certaine température t, et supposons que k soit le coefficient IfiStSO de la dilatation cubique dn mercure. GomiM les volumes d'une même masse de matières sont en raison inverse des densités ; et que les densilà sont ici en raison inverse des hauteurs , il en résulte que. les volumes sont propertionneb auihv>-
BAROUnœ A SIPHON.
teon. Si par conséquent nous repnSscnlons pur 1 le f oittme de la colonne de mercure à (K>, 1 4- ^ ' >er« l« volume de cette même colonne à i degrés , et U lauteor<ir du mercure à 0« sera donnée par la |>ro* portion
1 ll + ki llslh^
d'où Ton tirera s as . Soit de même k' le
l+ki
eoeffieieot de le dilatation linéaire du cuivre : ici la haatenr observée sera en raison inverse de la iongueard^nne division; or, si l est cette Iongaeur à 0», à ^ degrés elle sera 1 + k! t; on aura
dooc la proportion 1 ; 1 ^.jk' / : : : ^'; d'où
l + ki Ton tirera enfin , pour 1» véritable hauteur du mer-
cure à 0», y =r k
1 +ki Il est înotile d'avoir égard à la dilatatiou du tube de verre, poisque nous savons (n» 40) que la hnuleur de la colonne de mercure dans le barométro est indépendante de la largeur du tube.
àfflieatUm, Un baromètre dont réchelle est en cuivre inarque 0»", IfHZ à 22o,
*^= pour chaque degré centigrade.
En sobstitoant aax lettres les valeurs numériques dans k formule, on obtient O", 750 pour la hauteur nmeoéo à léro.
Quand on veut transporter Tinstrument d'un lieu dans OB autre , il suffit d'élever le fond mobile de U cQvette jusqu'à oe que le tube et le réservoir soient pieins. Far ce naoyen , ce tube se trouvant coaiplètement rempli de onereure, il est visible que, quelque secousse qu'il reçoive dans le transport, il ne pooira être brisé parles oscillations du liquide (|o*il contient , ee qui serait à craindre s'il y avait dans la partie supérieure du tube le moindre espace vide, et en outre l'air ne pourra s'y introduire en ancone façon. U est bon de remarquer que le tube «I l^érement étranglé dans le haut, afin que dans les petits déplooemena le mercure ne frappe pas I)n»quement le fond du tube.
I^oor que tontes les observations soient oompa* râbles, on doit encore tenir compte de l'action capillaire ( no 87 ).
T^hmt dêê dèpreênonê du Mercure dan» U Varo^ m^fre, dmêg à la capiliariié.
^Mi(tr« ÏBtt- DéprcHÎra en DiamètN Inlé- MprcMion en "■urdntebc* millmi. rieur dM tubet miUim.
'" »ai»«. «H miUitii.
