CHAPITRE IV

DU CHANGEMENT d’ÉTAT DES CORPS PAR LE CALORIQUE.

272. Nous avons vu, en traitant des dilférens états des corps et des différentes puissances qui agissent dans la nature* que l’on pouvait raisonnablement attribuer la solidité , la liquidité et la fluidité élastique, à des équilibres plus ou moins stables qui s’établissent entre les forces de cohésion et la force de répulsion des particules du calorique. Mais cette proposition est, en quelque sorte, démontrée par la facilité avec laquelle la plupart des corps peuvent passer de l’état solide à l’état liquide, et de l’état liquide à l’état de fluide aériforme , par des additions de calorique, qui doivent augmenter les puissances de répulsion : i° parce qu’elles augmentent réellement le nombre des molécules du calorique; 20 parce qu’elles les placent plus près les unes des autres.

L’étude des changemens d’état des corps présentant un des points les plus importans des recherches physiques , nous considérerons successivement la fusion des solides, la solidification des liquides , la conversion des liquides en vapeur* la condensation des vapeurs eu liquides , et enfin

PAR LE CALORIQUE. 4

les propriétés des vapeurs , isolées ou dans leur mélange avec les gaz.

275. De la fusion ou liquéfaction des solides. La plupart des corps qui existent à la surface du globe sont naturellement, à l’état solide, aux températures ordinaires de ses différentes régions; mais lorsqu’on pénètre ces corps de calorique, ils sont susceptibles de passer à l’état liquide à différens degrés de température , qui sont indiqués soit par le thermomètre , pour les températures médiocres , soit par les pyromètres , pour les températures élevées , comme nous le dirons en parlant de la mesure du calorique. On donne , en général , le nom de fusion à ce phénomène, et l’on nomme terme de fusion le degré du thermomètre ou du pyromètre auquel lé corps devient liquide.

On reconnaissait autrefois tin assez grand nombre de corps, que l’on regardait comme infusibles ou apyres ; mais depuis l’invention du chalumeau à gaz oxigène et hydrogène , on ne connaît presque plus de ces sortes de corps.

Lorsqu’on échauffe peu à peu un corps solide, il commence par se dilater progressivement suivant les lois que nous avons indiquées , et chaque addition de calorique devient sensible et mesurable au moyen du thermomètre; mais lorsqu’on arrive au terme de fusion, le corps devient liquide, non dans toute sa masse à la fois, mais portion par portion; en sorte que chaque addition de calorique liquéfie une partie du corps. Si , durant ce temps , on observe avec un thermomètre la température du corps qui se fond, on voit qu’elle reste la même malgré les additions évidentes de calorique. La glace est très propre à répéter ces expériences et à faire connaître les lois de la liquéfaction.

Si I on place , dans une chambre dont l’atmosphère est

44 1313 changement d’état des corps

à io°, une masse de glace pilée, ou de neige , dont la température est o°, et qu’on y plonge un thermomètre, on verra cette glace se fondre peu à peu , en absorbant le calorique des corps environnans , sans que le thermomètre s’élève,* il sera même encore à o° lorsque la totalité de la glace sera devenue liquide. Black a fait le premier cette remarque intéressante, et en a conclu que le calorique absorbé par la glace entrait en combinaison avec elle pour former l’eau liquide, et lui a donné le nom de calorique Latent ou de calorique combiné . Il a cherché à mesurer la quantité de ce calorique, qui se combine pour former l’eau liquide en cessant d’être sensible au thermomètre, et il y a réussi par l’expérience suivante. Si l’on prend un kilogr. d’eau liquide à o° et un kilogr. d’eau à 770, et qu’on les mêle rapidement, on obtiendra une masse de 2 kilogr. d’eau qui se trouvera à 58°5; c’est-à-dire que la température du mélange sera précisément la moyenne arithmétique entre les deux températures primitives , et que les 770 de température qui appartenaient à l’un des deux kilogr. d’eau se seront uniformément répandus dans les deux kilogr. Mais si l’on prend un kilogr. d’eau solide , ou de glace, à o°, et 1 kilog. d’eau à 770, en les mêlant ensemble, la glace fondra peu à peu, et on obtiendra 2 kilogr. d’eau liquide à o°; c’est-à-dire que les 770 de température auront disparu complètement pour fondre un kilogr. de* glace. D’où l’on peut conclure que la glace, en se fondant, absorbe ou rend latent autant de calorique qu’il en faut pour élever le même poids d’eau liquide à 770.

Depuis Black ces recherches ont été souvent reprises, et maintenant on porte à j5° le calorique qui semble disparaître dans la fusion de la glace. On doit aussi abandonner complètement cette théorie qui suppose un calorique latent ou combiné, distinct du calorique thermométrique ; en

PAR LE CALORIQUE

effet, outre que cette supposition est inutile, puisque ces phénomènes s’expliquent par un changement dans la capacité calorique, ainsi que nous le dirons en traitant ce sujet, il est facile de prouver qu’il n’y a pas la moindre différence de manière d’agir entre les deux caloriques , comme nous le démontrerons en traitant de la mesure du calorique.

Un phénomène du même ordre a lieu pour tous les corps solides qui se liquéfient; seulement la quantité de calorique absorbé est différente pour chacun d’eux, et en général beaucoup moindre que pour l’eau. Nous verrons ces résultats confirmés par les phénomènes de solidification.

Les conséquences des principes que nous venons d’établir sont extrêmement multipliées et intéressantes. On peut remarquer, par exemple , que si la fusion de la glace n’exigeait pas une grande addition de calorique, à l’instant même où, dans la succession des saisons et après de fortes gelées, la température se trouverait au dessus de o°, toutes les neiges et toutes les glaces accumulées pendant l’hiver se fondraient rapidement et produiraient d’énormes inondations. Nous ferons observer aussi , qu’en conséquence des mêmes principes il n’est pas indifférent d’appliquer sur une partie du corps, que l’on a intérêt à refroidir, de l’eau liquide à o°, ou de la glace à la même température; car l’eau liquide enlèvera à cette partie du corps assez de calorique pour se mettre à la même température; mais l’action ira en diminuant à mesure que l’eau s’échauffera , tandis que la glace enèvera un e quantité de calorique capable de porter de l’eau liquide à 770, sans pourtant cesser d’être à o°. On a trouvé dans ce moyen une grande ressource thérapeutique, particulièrement dans les maladies du cerveau , et l’on a coutume d’appliquer la glace conte-

nue dans une vessie , pour éviter l’écoulement de l’eau qui se forme.

Nous donnons ici une Table des degrés de température auxquels beaucoup de solides se fondent ; on concevra la valeur des indications des degrés do thermomètre et du pyromètre , en lisant le chapitre sur la Mesure du calorique.

Il est essentiel de remarquer que les termes de fusion sont aussi les termes do congélation ou de solidification , sauf quelques modifications qui seront indiquées dans l’article suivant. Cette Table est en partie extraite du Dictionnaire du docteur Ure; les degrés du thermomètre sont marqués t , ceux du pyromètre ,p ; les corps qui ne fondent qu’au chalumeau de Br oock sont marqués chai.

Table des températures auxquelles différetis corps passent de V état liquide à V état solide , ou de l'état solide à l’état liquide.

Éther sulfurique . ,

Ammoniaque liquide .

Acide nitriqué .

Acide sulfurique .

Mercure . » .

Acide nitrique .

Acide sulfurique . . .

Acide nitrique .

Id .

Id. . . .

Eau-de-vie... . .

Acide sulfurique .

Acide prussique pur .

Sel commun . » .

Id .

Muriate d’ammoniaque .

Sel commun . . .

Id .

Huile de térébenthine .

Vins forts . . .

Tartrate de potasse et de soude.. .

Huile de Bergamote .

Sang . *. .

(Poids spécif. 1,424). — 43,35 t.

(Poids spécif. 1,6413). — 42,77 t.

(Poids spécif. 1,407). —34,50 t.

(Poids spécif. 1,8064). —32,22 L.

(Poids spécif. 1,3880). —27,83 t.

(Poids spécif . 1,3290). — 19,66 t.

(Poids spécif. 1,2583). — 27,65 t.

(Poids spécif. 1,8376). — 17,22 t.

. de —15,55 à -1*5 t.

(25 + Eau 75) . —15,55 t.

(22,2 + Id. 77,8) . — 13,77 t.

(20 + Id. 80) . — 13,33 t.

(10 + Id. 90) . — 12,50 t.

(16,1 + Id. 83,9) . -10,27 /.

(50 + Eau 50) . — 6,11 t.

PAR LE CALORIQUE

Sel commun . ( G, 25 + Eau 93,75).. — 3,66 t.

Nitre . (12,50 + Id. 87,50).. — 3,33 t.

Sel commun . ( 4,16 + hl. 95,84).. — 2,50 t.

Couperose . ( 4,16 + Id. 58,4)... — 2,22 t.

Vinaigre . * . — 2,22 t.

Sulfate de zinc . (53,3 + Eau 46,7) - — 2,50 t.

Lait . — 1,11 t .

Eau . . . . — 0,00 /.

Huile d’olive . . . + 2.22 t .

Soufre et phosphore . (Parties égales) . 4,44 t.

Acide sulfurique . (Poids spécif. 1,741). 5,56 t.

Id. . . ( Id. 1,780). 7,78 t.

Huile d’anis . 10,00 t.

Acide acétique concentré . 10,00 t.

Suif . . . ; . (Docteur Thomson).. 33,33 t.

Phosphore . 42,22 t.

Stéarine provenant de graisse de porc . 42,78 t.

Spermaceti . 44,44 t.

Suif . . . . (Nicholson) . 52,78 t.

Acide margarique . 56,67 t.

Potassium . 56,88 t.

Cire jaune . 61,11 t.

Idem . 65,00 t.

Cire blanche. . . . . . . 68,33 t.

Sodium . u - . .... 90,00 t.

Soufre . (Docteur Thomson).. 103,33 t .

Id . . . (Docteur Hope) ..... . 112,22 t.

Étain . 227,77 t.

Bismuth . . . +246,66 t.

Plomb . . . . . 322,22 t.

Zinc . . . (Suivant sir H. Davy). 360,00 t.

Id . . . (Suiv. M. Brongniart). 370,00 t.

Antimoine . 431,66

Argent’ . 20" p .

Cuivre . 27 p .

Or . 32 p.

Cobalt . 120 p .

Fer . 130 p.

Nickel . . . 160 p.

Manganèse . 160 p.

Platine . chai.

Tungstène . chai.

Molybdène . chai.

Titane . chai.

Urane . chai.

Chrome . . ehal.

48 DU CHANGEMENT fi ÉTAT DES CORPS

Colombium . . chai.

Rhodium . chai .

Iridium., . chai.

Osmium . chai.

Cérium.... . . chai.

274* De l a solidification des liquides . Presque tous les liquides que nous connaissons peuvent passer à l’état solide par l’abaissement de la température ouparune soustraction suffisante de calorique; mais, parmi les liquides en général , il faut distinguer ceux qui, comme l’éther, l’alcool, le mercure et ordinairement l’eau , présentent cet état aux températures ordinaires de l’atmosphère, et ceux qui ne se forment qu’à des températures élevées, naturelles ou artificielles, comme les métaux fondus. Lorsque les premiers prennent l’état solide, on donne à ce phénomène le nom de congélation. Lorsque les seconds reprennent l’état solide qui leur est ordinaire , on dit qu’ils se figent ou se solidifient.

On conçoit facilement que les liquides qui deviennent solides doivent présenter des phénomènes inverses de ceux que présentent les solides qui se liquéfient , et que ces deux états différons doivent se succéder précisément à la même température; en sorte, par exemple , que la glace commence à se fondre à o°, comme l’eau commence à se geler à o°. Cependant il y a des circonstances dans lesquelles un corps liquide peut être refroidi au dessous de la température où il commencerait à fondre s’il était solide , sans pour cela se congeler ou se figer. L’eau présente sous ce rapport des phénomènes remarquables que nous allons indiquer.

Si l’on place dans une chambre, dont la température soit à 6° au dessous de zéro, une masse d’eau très claire et privée d’air, et qu’on la laisse dans un repos absolu ,

PAR LIS CALORIQUE. 4(J

cette eau se refroidira peu à peu jusqu'à la température de la chambre , sans qu’il se forme cependant aucune quantité de glace. Mais si l’on vient à faire vibrer le vase de verre qui contient l’eau, ou à ébranler la table qui le supporte, il se formera tout à coup une certaine quantité de glace, et l’eau liquide se trouvera tout à coup portée à la température de o°. M. Gay-Lussac a même réussi , en couvrant l’eau d’une couche d’huile , à la refroidir jusqu’à ii° au dessous de zéro sans qu’elle se gèle. Au reste, l’eau trouble, ou qui contient de l’air, ou qui est agitée, commence toujours à se geler au terme propre de la congélation , qui est le o° du thermomètre centigrade. Beaucoup d’autres corps partagent cette propriété , qui semble avoir quelque rapport avec les états électriques des particules auxquels on est maintenant porté à attribuer les phénomènes de cristallisation.

L’expérience que nous venons de citer peut servir à prouver que si la glace absorbe , pour se fondre en eau liquide, 75° de chaleur, l’eau liquide, en devenant glace, perd ou laisse dégager une égale quantité de calorique. On a , en effet , remarqué qu’en abaissant la température de l’eau à 5°, 5 au dessous de zéro, il sé formait environ — de glace dans la masse d’eau , et qu’en même temps toute la masse d’eau se réchauffait depuis — 5°, 5 jusqu’à o°; ce qui suppose que de t— de glace il s’est dégagé assez de calorique pour échauffer l’eau de 5°, 5.

Cette propriété de l'eau liquide, d’exiger une grande soustraction de calorique pour passer à l'état solide, explique beaucoup de phénomènes naturels. S’il en était autrement, nos lacs, nos rivières, et toutes les eaux qui nous environnent , se prendraient subitement en masses solides , aussitôt que la température se trouverait au dessous de zéro; tandis qu’au contraire il ne se forme d’abord qu’une 2. 4

DÜ CHANGEMENT D iïAT DBS CORPS

petite pellicule de glace, qui commence toujours par la face supérieure des liquides , parce que l’eau à o° est plus légère que de l’eau à 4° .celle pellicule va croissant peu à peu quand le 'froid persiste., jusqu’à ce qu’enlin les rivières se prennent, ce qui n’arrive guère en France que par un froid de — io°; mais surtout par un froid prolongé.

L’eau qui se gèle offre encore un phénomène mécanique remarquable : elle augmente de volume de près «le , c’està-dirs «le plus du double de la dilatation qu’elle éprouve en s’échaudant de o° à ioo°. On attribue cette dilatation à la force de cristallisation qui tend à arranger les molécules de l’eau de manière à former des prismes qui se croisent sous dés angles de 120° et 6o°, disposition qui comporte nécessairement des vides qui n’existaient pas dans l’eau liquide. Cet accroissement de volume de la g!ace sc fait avec une force extrêmement considérable; car les académiciens de Florence ont fait crever, par la congélation de l’eau, une boule d’or dont la résistance pouvait être évaluée h 10,000 kilogr. , et nous voyons tous les jours des vase> très solides et même des masses de pierre considérables se briser parla congélation de l’eau qu’ils contiennent dans leur capacité ou qui s’est infiltrée d ns leur intérieur.

Lue circonstance bien remarquable pour les chimistes, et que nous devons noter ici , c’est que les corps solides peuvent devenir liquides, ou réciproquement, par d’autres causes que des additions ou des soustractions de calorique, et, par exemple, en vertu des affinités chimiques. C’est ainsi que la glace mêlée à un sel déliquescent se fond, et que l’eau liquide jetée sur de la chaux vive se solidifie ; dans le premier cas, le mélange manque du calorique nécessaire pour constituer de Peau liquide; il en enlève aux corps voisins , et sa température paraît extrêmement basse; dans le second cas , au contraire, Peau devenant solide par

PAR LE CALORIQUE. 5l

son affinité pour la chaux , laisse dégager tout le calorique qui lui était combiné , el il se produit une température très élevée.

DE LA CONVERSION DES LIQUIDES EN VAPfeURS.

275. Un très grand nombre de corps naturels paraissent susceptibles de passer à l’état de vapeur par l’addition d’une quantité suffisante de calorique. La plupart de ceux qui sont ordinairement solides commencent par devenir liquides avant de se vaporiser. Cependant il existe à celle règle un assez grand nombre d’exceptions, en sorte que des corps solides peuvent passer tout à coup à l’état gazeux : tel est l’arsenic, qui est par conséquent plus volatil que fusible.

Les corps qui sont liquides aux températures ordinaires , comme l’eau, l’alcool, etc., sont susceptibles de se réduire en vapeurs dans des cas et avec des circonstances fort analogues à ce qui arrive quapd un corps solide devient liquide; c’est-à-dire que chacun de ces corps se réduit en vapeur à une température fixe; que cette réduction en vapeur s’opère successivement à mesure qu’on ajoute de nouvelles quantités de calorique; que le corps ne s'échauffe plus aussitôt qu’il commence à se vaporiser, et qu 'enfin la vapeur formée est à la môme température que le liquide d’où elle émane.

Les corps qui se réduisent en vapeur prenant tout à coup un volume infiniment plus considérable que leur vo lume primitif, et pouvant se mêler avec les fluides élastiques qui constituent l’atmosphère, il en résulte que cette atmosphère ou toute autre pression extérieure exerce une très grande influence sur ce changement d'état, tandis qu’elle n’en exerce aucune sur la liquéfaction ou la solidification.

On peut remarquer que les liquides ont évidemment deux manières de se réduire en vapeur; car si on abandonne de l’eau à elle-même dans un vase ouvert , on la voit diminuer de quantité sans aucune agitation de sa masse; mais si l’on place cette eau sur un foyer , elle se convertit rapidement en vapeur avec une grande agitation. Le premier phénomène peut être désigné par le nom à' évaporation spontanée ou de vaporisation ; le second porte le nom d’ébulliiion . Quelques physiciens ont adopté le mot évaporation pour exprimer la réduction en vapeur sous la pression atmosphérique et sans ébullition ; tandis qu’ils nomment vaporisation la conversion d’un liquide en vapeur par ébullition ou dans le vide.

276. De l'ébullition, — L’ébullition des liquides est un phénomène trop vulgaire pour avoir besoin d’être décrit ; mais il est important de remarquer qu’il est soumis à trois influences : i° la cohésion des liquides; 20 la force expansive du calorique; 5° la pression extérieure.

La pression atmosphérique étant à peu près constante dans les cas ordinaires d’expérience , les différens liquides bouillent à différentes températures, qui paraissent dépendre uniquement du plus ou du moins de cohésion de leurs particules. Ainsi

L’éther bout à . 36°

Le sulfure de carbone à . 46

L’alcool à . * . 78

L’eau à . 100

Dissolution saturée de sulfate de soude à. . . . . ioo°,79

Dissolution saturée de sel marin à . 106 , 85

Muriate de chaux (4o,5 + Eau 5g, 5) à . 1 15 , 55

Huile de térébenthine rectifiée à . 1 57

Le phosphore à. . . * . 290

PAR LE CALORIQUE. 53

Le soufre à . 299

L’huile de lin à . 3i6

L’acide sulfurique (P. s. 1,849) à . 3i8

Le mercure à . 347

On voit que s’il n’y a pas un rapport exact entre le poids spécifique et le terme d’ébullition , il y a du moins une assez grande analogie , et nous connaissons trop peu la liaison de la densité avec la cohésion proprement dite , pour que les différences nous autorisent à supposer d’autres causes.

Ce qui confirme l’opinion que la cohésion détermine le point d’ébullition sous une pression donnée, c’est que toutes les causes qui peuvent augmenter cette cohésion élèvent aussi le terme de l’ébullition. En effet, lorsque l’eau pure bout à ioo° sous la pression barométrique om7fio, elle ne bouillira qu’à une température plus élevée si elle contient des sels en dissolution ; et, parmi ceux-ci , les sels déliquescens, qui ont beaucoup d’affinité pour l’eau, élèveront beaucoup son terme d’ébullition, tandis que les sels efïlorescens, qui ont fort peu d’affinité pour ce liquide, n’élèveront pas sensiblement le degré auquel l’eau se réduit en vapeur.

Une autre observation de M. Gay-Lussac semble devoir s’expliquer par les mêmes effets de cohésion. Lorsque l’eau bout à ioo° dans un vase de métal, elle ne bout qu’à ioi°25 dans un vase de verre; et lorsque cette eau a cessé de bouillir dans le vase de verre, on rétablit l’ébullition en y jetant un peu de limaille de fer. Il faut cependant convenir que les effets divers de ce genre, que produisent les différens métaux comparés , sont peu d’accord avec l’idée d’une adhérence particulière du liquide au vase.

Les corps aigus ont la singulière propriété de déterminer

vers leurs pointes la formation des bulles de vapeur qui constituent l’ébullition du liquide; et comme il arrive souvent dans l’évaporation des liquides, comme l’acide sulfurique , dans les vases de verre , des soubresauts qui brisent les vases et qui sont dus à une suspension momentanée delà production des vapeurs qui se forment ensuite en plus grande quantité, on obvie à cet inconvénient en plaçant dans le fond du vase quelques fmgmens aigus de verre, ou mieux une petite spirale de platine.

Il est fort important de déterminer si , dans la conversion des liquides en vapeur, il se fait une absorption de calorique semblable à celle qui a lieu dans la liquéfaction des solides; c’est en effet ce qui a été démontré par Black et Watt. En effet, si l’on place sur un fer chaud, dont la température ne varie pas sensiblement pendant FexpérienÇe, un petit vase d’étain contenant de l’eau à \o° , par exemple, et si cette eau arrive en 4 minutes à la température de i oo°; il faudra en conclure que cette eau reçoit du fer chaud 22°,5 de calorique par minute. Cependant, lorsque l’eau a acquis ces ioo° de chaleur, sa température ne s’élève plus; mais elle bout et se réduit en vapeur. Dans le cas supposé, sa réduction totale en vapeur exige 20 minutes, et par conséquent la vapeur emporte 20 fois 22°,5 ou 4 b o degrés de chaleur; et si néanmoins on examine la température de cette vapeur, on trouve qu’elle est précisément égale à celle de l’eau qui la produit.

On est, du reste, parvenu , par une marche inverse que nous indiquerons bientôt, à prouver qu’une partie de vapeur est capable d’élever 5,5o parties d’eau de o° à ioo°; d’où l'on peut conclure avec Black que to it ce calorique était à l’élat de calorique latent en combinaison avec l’eau pour constituer la vapeur. Nous ferons seulement remarquer ici que ces phénomènes importans, aussi bien que

PAR LM CALORIQUE

ceux qui surviennent dans la liquéfaction , doivent s expliquer par la seule supposition d’une grande différence de capacité calorique entre les solides, les liquides et les fluides élastiques , ainsi que nous le dirons dans un article suivant.

La connaissance positive de la quantité de calorique étant d’une grande importance , et ayant été le sujet de beaucoup de recherches modernes dont les résultats ne sont pas exactement d’accord entre eux, nous indiquerons les principaux.

La chaleur latente de la vapeur d’eau, ou la quantité

d’eau à zéro que 100 parties de vapeur peuvent élever à

loo degrés, est, suivant M. de U uni fort , 567; suivant M. Gay-Lussac, 55o ; suivant M. Clément-Désormes, 55o; suivant M. Despretz, tantôt 53 1 , tantôt 54o. Il est très probable que le véritable nombre est 55o.

Les vapeurs formées par l’ébullition des liquides peuvent être recueillies et contenues dans des vases pour être étudiées dans leurs diverses propriétés, ainsi que nous le verrons dans l’article suivant.

Mous avons supposé jusqu'ici que l’ébullition des liquides avait lieu sous la pression atmosphérique moyenne de om»76o i mais les variétés de pression influent considérablement sur la température nécessaire pour produire l’ébullition d un liquide Dans un même lieu, l’eau bout'à une moindre température lorsque le baromètre est bas que lorsqu’il est élevé. L’ébullition de l’eau n’exige pas, à beaucoup près, ioo° sur le haut d’une montagne; elle en exige davantage dans la profondeur des mines.

Si l’on o ni* *r me une certaine quantité d’eau dans un vase solide en fer ou en cuivre, qui porte communément le nom de marmite de Papin , on pourra chauffer ce vase presque jusqu’à la température rouge, sans qu’il se forme de va-

du changement d’état des cords

peur, ou du moins sans qu’elle puisse s’échapper au dehors.

Il s’en forme pourtant dans l’espace vide de la machine; mais elle s’y comprime et acquiert par l’élévation de température une énorme force élastique : aussi , dès qu'on lui donne issue en desserrant les vis qui maintiennent le couvercle de l’appareil , ou en ouvrant une soupape de sûreté dont il est muni , cette vapeur s’échappe avec une grande violence à travers l’atmosphère et malgré sa pression. On a profité de cette force expansive de la vapeur pour en obtenir des effets mécaniques très importans.

Si, au lieu d’augmenter la pression que l’atmosphère exerce naturellement sur les liquides, on la diminue, ils deviennent capables de bouillir à des températures beaucoup plus basses. Si, par exemple, on place dans le vide de la machine pneumatique de l’eau à 5i°, eu de l’alcool à 90, ces liquides entrent aussitôt en ébullition, comme s’ils étaient chauffés à ioo° et à 78° sous la pression atmosphérique. Il paraît même résulter, des expériences de Rohison , que tous les liquides bouillent dans le vide à une température de 69° plus basse que sous la pression atmosphérique.

Sans anticiper sur ce que nous dirons à l’article de la constitution des vapeurs , nous devons faire remarquer ici que , dans le cas d’ébullition à l’air libre , la vapeur d’eau qui se forme au fond du vase doit nécessairement , pour se développer , soulever la masse liquide qui est elle-même pressée du poids de l’atmosphère , et que l’on a coutume de dire , en conséquence , que le terme de l’ébullition arrive à la température où la force élastique de la vapeur est capable de surmonter la pression atmosphérique. Il faut cependant remarquer qu’il existe aussi un certain terme d’ébullition dans le vide où il n’existe pas de pression atmosphérique , et que ce terme d’ébullition est

PA.R LE CALORIQUE

différent pour chaque liquide; en sorte que de l’eau à 20° ne peut pas bouillir dans le vide; qu’elle y bout très bien à 32°; tandis que l’alcool bout dans le vide à 90, et l’éther à toutes les températures. Il faut nécessairement que, dans le cas que nous venons de citer, le terme de l’ébullition soit déterminé par autre chose que la pression atmosphérique ; on pourrait l’attribuer à ce que nous avons nommé ténacité , c’est-à-dire à la puissance plus ou moins considérable qui est nécessaire pour séparer les molécules liquides les unes des autres.

277. De L'évaporation spontanée. — • Les liquides et même les solides peuvent se convertir en vapeur sans ébullition. Cette vapeur se forme alors à la surface du corps et se mêle peu à peu avec les fluides élastiques environnans , ou se répand dans l’espace vide au milieu duquel le corps peut se trouver placé. On conçoit que ce mode de conversion en vapeur n’est pas soumis à l’influence de la pression atmosphérique ; car les molécules de vapeur peuvent s’échapper dans l’intervalle des molécules gazeuses qui pressent le liquide , sans avoir besoin de soulever la masse atmosphérique : aussi remarque-t-on que l’évaporation spontanée a lieu de la même manière dans l’air, dans tous les gaz et même dans le vide. La quantité de vapeur qui se forme dans un temps donné dépend directement de la température ; la formation de cette vapeur s’arrête lorsque l’espace environnant est rempli de la vapeur qui peut se former à la température où se trouve cet espace. L’action de l’air ou du gaz sur le liquide est tout à fait nulle; elle ne produit d’autre effet que de ralentir le dégagement de la vapeur, car il se forme autant de vapeur dans un espace vide que dans un espace plein de gaz. La force élastique de la vapeur qui se forme est toujours proportionnelle à la température; chaque corps produit, de cette manière, des

58 DtJ CHANGEMENT PRÊTÂT DES CORPS

quantités différentes de vapeurs , suivant sa nature particulière et probablement en raison inverse de sa cohésion. (Voy. ci-après, l’article Vapeurs.) Enfin, les vapeurs qui se forment dans ces différentes circonstances emportent autant de calorique latent que celles qui se forment par ébullition.

278. Conversion des vapeurs en licjuides. - — Lorsqu’un corps a été réduit en vapeur, trois sortes de causes peuvent déterminer son retour h l’état liquide : i° l’abaissement de la température ou la soustraction du calorique; 2° une augmentation de pression ; 3° l’affinité d’un autre corps pour la vapeur condensée..

Il est nécessaire d’enlever beaucoup de calorique à une vapeur pour la faire passer à l’état liquide; et si on la refroidit peu à peu , elle se condensera aussi par portions successives; ce qui tient à la grande quantité de calorique latent dont nous avons parlé.

Il est très facile d’obtenir la condensation complète d’une vapeur, en la forçant de passer à travers une certaine quantité de liquide froid. O11 s’est servi de celte méthode pour mesurer la quantité de calorique latent contenue dans la vapeur d’eau : on a reconnu que 100 partie- d’eau en vapeur peuvent élever à 100 degrés de température 55o parties d’eau à o°; et comme les 100 parties de vapeur passent elles-mêmes à l'état liquide et se trouvent aussi à ioo°, on obtient 65o parties d’eau liquide à celle température.

L’augmentation de la pression extérieure ne devrait jamais produire la condensation de la vapeur, puisque, comme nous le verrons dans le chapitre suivant , la température devrait s’élever parla diminution de volume. M«»is lorsque les vapeurs sont saturées , elles 11e peuvent point augmenter de densité, et alors elles se condensent à me-

PAR LE CALORIQUE. 5g

sure que l’espace diminue en conservant ïa même tension.

Les affinités chimiques ont une grande influence sur la condensation des vapeurs. C’est ainsi que les corps hygrométriques s’emparent de la vapeur d’eau contenue dans l’air. Mais l’exemple le plus frappant de ce genre de phénomène est sans contredit l’expérience de Leslie, dans laquelle de l’eau et de l’acide sulfurique concentré étant enfermés dans un récipient vide d’air, l’acide sulfurique absorbe sans cesse la vapeur d’eau qui se forme; en sorte que l’eau, refroidie parla soustraction du calorique qu’emporte la vapeur, finit par se geler, tandis que l’acide sulfurique s’échauffe de tout le calorique latent déposé par la vapeur absorbée.