Mesure entre 0" et 100". — Appareil de Dalton. — On
détermine la force élastique maximum de la vapeur d'eau à des températures comprises entre 0" et 100* en disposant deux baromètres sur une même cuvette en fonte C pleine de mercure et placée sur un fourneau (fîg. 253). L'un des baromètres B est sec, l'autre A contient de la vapeur d'eau en contact avec un excès de son liquide. Les deux baromètres sont maintenus dans un manchon de verre rempli d'eau. Des thermomètres donnentla température de l'eau du manchon. Un agitateur D permet d'obtenir une température uniforme.
Expérience. — La force élastique F de la vapeur accrue de la pression de la petite couche d'eau en excès fait équilibre à une colonne de mercure égale à la différence des hauteurs dans les deux tubes barométriques. On mesure avec un cathétomètre, aux températures croissantes, la différence progressive des niveaux du mercure dans les deux tubes barométriques, et on convertit cette différence en hauteur de mercure normal {313). On en retranche une hauteur ^: « de mercure équivalente à la couche d'eau du
Fig. 253. baromètre[mouillé (e épaisseur de cette couche,
d densité du mercure, la hauteur de mercure équivalente est -r).
CHALEDB
a tompjrtiore dVhullition de l'eau, le mercure descend dans le
Iiromètre è vapeur jusqu'au niveau dans la cuvette. En cfTet, à la Énpératurc d'ébullilion d'un liquide, sa force élastique maximum Il équilibre à la pression extérieure. Pour l'eau, par défînilion, la knpërature est 100" si la pression extérieure est 76. 1 C«?l appareil ne peut donc servir à la mesure de la force élastique iKxiaiam d'une vapeur au-dessus de la température d'cbuUition du quide.
Incertitudes. — Pour obtenir dans le mimchon une température unïfornif, il fallait mélanger les dilTérentes couches avec un agitateur ; le manchon reposant sur le mcrctirc, l'agitation se transmettait aux coloimes des baromètres et il fallait attendre le repos pour faire H^ts lectures. En outre, le manchon en verre soufllé donne lieu à des BH^rears dans la visée des niveaux, car les parois, dont l'épaisseur est trrégulièrc, abaissent ou relèvent les rayx>iis lumineux comme le feraient des lames prismatiques.
AppuvU de Regnanlt. — Regnault
« remplacé le manchon de verre par
hune caisse en uMe de petite hauteur,
présentant une fenêtre fermée par une
i;Ucp. plane à faces parnllèlos. Cette
caiwe est remplie d'eau que l'on
chauffe à diverses températures me-
suh^es p,ir un thermomètre t plongé
<i»ns l'eau |fig. 2.^4).
En visant avec un calhétomètre les PWniix (lu mercure à travers la glace plâBr, on relève exactement à chaque •«tupvrature la dilTérence des niveaux.
Un aptateur AA' sert à mélanger ** dilTérentes couches de la caisse, OMIS comme la caisse n'entoure que la P«riie «upérioure des tubes, la cuvette *• *si ifid-^pendante du bain d'eau il '•^talion ne se transmet pas aux wluniips des baromètres.
^nn d'obtenir par l'agitation une •*™p*ratiire sensiblement uniforme,
Rcgnault réduisit la hauteur de la caisse en lôlc a 20 centimètres et n'opéra avec cet appareil que jusqu'à 60" car au delà de cette température la force élastique de laj déprimait le mercure du baromètre mouillé au-dessous < caisse.
366. Forces élasti(iues de la vapeur d'eau aux teil tures élevées. — Expériences de Regnault. Principe' mélhudc. — L'expérience démontre que la force élastique de 1^ d'un liquide en ébullition est égale à la pression que supg liquide (380), et que la pression et la température d'ébulliti) en relation telle que la température de la vapeur reste invaria que la pression qui s'exerce sur le liquide est maintenue cou
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vj#^v.
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Fig. S5o.
Regnault fit bouillir de l'eau dans une atmosphère artificiel! une pression déterminée à l'avance : cette pression était g élastique maximum de la vapeur à la température à laqueUeJ tion avait lieu.
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Description de l'appareil. — De l'eau distillée est renferml un vase en cuivre rouge P qui repose sur un fourneau et coma avec un récipient dans lequel on peut comprimer ou raj volonté de l'air. Ce récipient est entouré d'un bain d'eau
CHALEDH
inli«?nt sa température constante, il porte un ajutage à deux se rend d'une part à un manomètre à mercure M et eommanique d'autre part par un tube C avec une machine pneumatii[ue ou avec une machine de compression (Gg. 355).
Le col de la chaudière est relié au récipient par un tube incliné «ntouré d'un cylindre R ou circule un courant d'eau froide qui condense et fait retomber dans la chaudière les a
Tapeurs ('-mises par l'eau'''.
La température do la vapeur au-dussus du Kquide est donnée par des Ihcrmomotres t contenus (Uns des tubes de fer verticaux qui renferment du oerciin.', Ces tubes, fermés parle bas, partent de 'Up«roi supérieure de la chaudière et préservent ' le» ri;s€r\oirs des thermomètres des déformations qu'ils auraient subies par la pression de la vapeur
.Virche de* expériences. — Pour effectuer une OPWire, On établit dans le récipient une pression A»* et on chautTe la chaudière. I^ constance des L Ihtrtnnnwlret (380 prévient de l'ébullition de l'eau, ■ on lit la tempiTalure et on mesure la force élastique Bcorrespundantc qui est égale à la différence des ni- HBPX du mercure dans les deux tubes du mano- ^^^*, accrue de la pression atmosphérique. H En faisant varier la pression de l'atmosphère artificielle dans '^'inelit' l'eau bout, on obtient l'ébullition à des températures diffé- •1*11168 «uxquclles correspondent les forces élastiques mesurées. Celle niélhode est applicable à toutes les températures. Pour er les forces élastiques de la vapeur d'eau au-dessous de 100" fie l'air dans le récipient ; ou le comprime pour opérer audi! 100". Le même appareil peut (ilre employé pour les liquides '*''«» iju(? l'eau.
Fig.
Ob»erve
! Le pri(ui|i<] ilr la parui froide un 9'ii|<|ilii|uii |>a& ici \ il do s'iidrosse en cITet qu'i ' 'iiniinlc uu un (Tiyui^trrr /ire «><( ttahli itaiu toutu le» parties; duiii l'upiiuruU I Scpitiilt l'(ji|uililii't' uu s'i'tublil |u» Juus lu tulie incliiii) >|u'euUiuru lo rùfripirsnt H; ^ pv riuUriiiudiaiiM de couclius vii|iori«!e* à divemos tumpùrutuiNss et ou (uouvo- ■*» roDtinuoI do vnporisaliou vt de coudeiisatiou que la foroo claittiquo du lu vupcur ilut t« chjuidièie f MiuUviit lo mercuru soulevd dmoi le iiuuiom6tre «t U pruwiuu (kUnu»-
Résultats. — Les forces élastiques maxima de la vapeur d'ea été observées de 0» à 230".
Oq voit que la force élastique maximum de la vapeur d'eau < suivant une loi beaucoup plus rapide que la proportionnalité température..
Regnault a représenté les résultats de ses expériences par formule empirique :
log f =^ a -|- Ax' + cp', où a, b, c, o, ^ sont des
constantes particulières à la vapeur d'eau qu'on obtient par 5 c riences.
A une force élastique f en centimètres de mercure corresponc pression par centimètre carré exprimée en dynes par f . 13,59 .
Sachant que la pression atmosphérique correspondant à 76 c mètres de mercure est égale à 1033 . 981 dynes, on représente ei la pression exercée sur un centimètre carré par la vapeur i
à <« par 1033 . 981
Kig. 257
Entre 100» et 230» la relation empi
p = I — — j donne les forces élastiques
façon suOisamment approc'aée pou usages industriels : p est exprimé en grammes par centimètre carré, ( en di D'après cette relation, à 100*, p = 1 1 à 200», p = 16 kilog.
La courbe de la figure 257 r sente la marche, rapidement ( santé, de la force élastique de la vi d'eau. Les températures sont po sur l'axe horizontal, les pressioi atmosphères sont comptées sur vertical.
CHALEUn
For«e élastique maximum de la vapeur émise par la glace <'' ileMoa» de O". — L« ii\ace éiuet des vapeurs aiHlfssuus de 0" : la ' des ftiH-es élastiques de ces va|ieurs I tlt Caile par une application du tbtiurèmc
! b p*roi froide. irNvTï.'^
Deux lubrâ barométriques plongent dans L»e mètnc cuvette; le tube du baromètre a • A e^t recourbé a sa partie supérieure le» uup courte brandie C qui plonge dans llHiiiitlaiiijp de neige et dc cblorure de col- ■(toffl. Un tliermumètrc ( donne la teni|>èraflaredu mi'lange (ûg. 2S8).
Ua'ïtt pas nécessaire que la chambre à, «tir soit portée entièrement à la temporaire du molange réfrigérant. La petite <|uan- |tiltd'c«u qui y a été introduite distille de la tic chaude a la partie refroidie où elle m «*«ongeler; la distillation terminée, il bicsie plus d'eau liquide. Cependant le nihtta a dans le baromètre \ vapeur est plus I i|ue 11! niveau 6 dans le baromètre vide, k force élastique de la vapeur dans toute la [liinibre barométrique, mesurée par la diflerfOM» des niveaux ub dans les deux branches, I W la (urcc élastique de la vapeur émise par '«ytaee, (I;in8 la courte branche, à la tem|>éiMiirr du mélange réfrigérant.
C«itt force élastique n'est pas négligeal>le : à — 10", elle est 2""^.
Fig. i'M.
: 368. Forces élastiques maxima des dissolutions salines '\ ou acides. — Lorsqu'un liquide contient en dissslulion une subfc»Unce quelconque, non volaille, le liquide émet seul des vapeiu"s ; la ■wwi' elasliqiie de ces vapeurs est inférieure à la force élastique H)»*iinmm du liquide pur, et d'autunt moindre que la dissolution est r plus coiiccnlrée. C'est ainsi qu'un mélange d'eau et d'acide sulfut f*|ucpliué sous une cloche émet à une température t de la vapeur Hoeitapure dont la force élastique atteint une valeur déterminée, infé- ■rinitp à In force élastique maximum de la vapeur d'eau à la même ■ taupéraiiire.
■A^ri iin> corp< hulide* oauime l'iode, l'arsenic, le campbre, les inaliùres udurtDiaa, ut k uue ii'Dipiiniture élHVèu, duiiuuiit directonient dus vapeurs sans passer par ^nidc; au dit qu'ils le iuhliment. La glaco est daas ce cas
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