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10mm,457

2uini 137

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4immj827

2mm 307 î

llmm,908

44mm)201

46mm)691

2mm,758

13mm,536

49mra(302

3mm 004

14mm -421

3mn,271

54mm,90G

3mm 553

16mm 346

57mmj9io

' 3mm)879

17mm)39i

61mm,055

4mm)224

18mm,495

G4mmj346

67lmn,790

2ûmm;888

7lmm)39l

5mm,302

22mm;i84

75mm, 158

5mm,687

23mmj550

6mmo97

24mmj988

6mm,534

26mm;505

87mm)499

Gminggs

28mm;l01

9imm;982

7mm,492

29mmj782

8mm Ql 7

3immj548

233mm,093

8mm,574

33mm(408

354mm)643

9mm,165

35mm,359

525mm)450

37mm)41l

760mm,000

M. Magnus et M. Eegnault ont établi, en partant de leurs expériences, des formules empiriques qui permettent de calculer la tension de la vapeur d'eau aux différentes températures. Comme on peut le voir d'après les nombres ci-dessus , les forces élastiques de la vapeur d'eau croissent à peu près suivant une progression géométrique lorsque les températures augmentent en progression arithmétique. Si cette loi était rigoureusement exaete , la force élastique F à, t° serait: F = Foa*; clans cette formule, Fo représente la tension do ta vapeur à 0°, a la raison de la progression géométrique, et t la température Mais puisque P n'augmente pas aussi rapidement que le voudrait la progression géométrique, il laut diviser l'exposant t par un certain nombre.

494 CHALEUK.

255. Tension dos vapeurs des dissolutions salines. — La présence des sels en dissolution dans l'eau diminue la tension maximade la vapeur. C'est sans doute à cette circonstance qu'il faut attribuer l'élévation du point d'ébullition des solutions salines (cf. §251a) ; en edét, puisque chaque liquide bout à la température à laquelle la tension de sa vapeur est égale à la pression extérieure , il faut que les solutions salines atteignent un degré de température plus élevé pour que leur tension fasse équilibre à la pression extérieure.

255a. Tension des vapeurs des liquides mélangés. Mélange des vapeurs. — Les

vapeurs fournies par des mélanges de liquides se comportent d'une manière différente selon que les liquides en présence sont ou non solubles l'un dans l'autre.

Si les liquides ne se dissolvent pas mutuellement, comme par exemple l'eau et le sulfure de carbone, la force élastique de la vapeur fournie par le mélange est égale à la somme des tensions que chacun des liquides produirait isolément à la même température.

Quand, au contraire, les liquides en présence sont solubles les uns dans les autres, la force élastique de la vapeur du mélange est toujours inférieure à celle de chacun des liquides isolés. Ainsi, un mélange de vapeur d'éther et d'alcool possède une tension plus petite que celle de la vapeur d'éther et que celle de la vapeur d'alcool à la même température.

Nous voyons donc que les vapeurs des liquides non miscibles entre eux suivent la loi de Dalton , absolument comme les gaz : chaque vapeur se comporte comme si elle était seule, et acquiert la force élastique qui lui est propre. Quand, au contraire, les liquides mélangés se dissolvent mutuellement, il se produit entre les molécules de leurs vapeurs des attractions réciproques qui doivent nécessairement diminuer la force expansive du mélange gazeux.

255h. Mélange des vapeurs et des gaz. — Le mélange des vapeurs et des gaz suit également la loi de Dalton, dans le cas où la vapeur n'exerce aucune action sur le gaz. Si l'on fait passer de la vapeur d'eau dans la chambre barométrique, on constate que, la température restant constante, la quantité dont descend la colonne mercurielle est la même, que l'espace dans lequel se répand la vapeur ait été ou non privé d'air.

D'où l'on conclut que :

1° La tension et par suite la quantité de vapeur qui sature un espace donné, sont les mêmes à température égale, quand cet espace contient un gaz que lorsqu'il est vide.

2" La force élastique du mélange est égale à la somme des forces élastiques du gaz et de la vapeur mélangés.

Toutefois, comme M. Regnault l'a trouvé, ces lois ne se vérifient pas exactement, quand on apporte une grande précision dans les expériences ; on trouve pour la tension de vapeur dans le vide une valeur un peu plus forte. M. Regnault explique cèt écart de la loi de Dalton, en admettant que les parois du vase, par un effet d'attraction moléculaire , tendent sans cesse à condenser les vapeurs à leur surface : cette condensation doit s'opérer plus facilement dans un

CHANGEMENTS u'ÉTAT DES CORPS. 495

espace renfermant de l'air que dans le vide, puisque dans ce dernier cas elle est sans cesse neutralisée par l'évaporation qui se fait en toute liberté.

256. Influence de la pression et de la température sur la densité des vapeurs — Les gaz et les vapeurs non saturées, c'est-à-dire non en contact avec un excès de liquide, possèdent en commun les deux propriétés suivantes : 1" ils diminuent de volume proportionnellement à la pression (loi de Mariotte); 2° pour des accroissements égaux de température, ils se dilatent de la même quantité (loi de Gay-Lussac). En conséquence, la densité des gaz ainsi que celle des vapeurs est extrêmement variable, suivant la pression et la température. Mais, vu les relations fort simples qui existent entre les volumes, les pressions et les températures , il est très-facile de ramener les densités à une pression et à une température déterminées. Cette réduction est indispensable pour rendre possible la comparaison des densités des différents gaz et des différentes vapeurs. On est convenu de rapporter la densilé des gaz à celle de l'air à la température de zéro et à la pression de 760mm. [Nous avons vu, § 93a, qu'il serait plus avantageux de prendre la densité de l'hydrogène comme unité.]

Si nous désignons par P le poids d'un certain volume de vapeur ou de gaz à la température t° et à la pression H , par P' le poids d'un égal volume d'air, à

la même température et à la même pression , le rapport -p- représentera la densité D du gaz par rapport à l'air dans les mêmes conditions de température, et

dépression. On a donc : 0 = ^-. Comme d'ailleurs les poids P et P' varient

dans le même rapport avec la pression et la température , puisque les vapeurs

ainsi que les gaz suivent la loi de Mariotte et possèdent le même coefficient de

dilatation, il est évident que-p- mesurera la densité de la vapeur par rapport

à l'air, quelles que soient les valeurs absolues de la pression et de la température auxquelles on a opéré, pourvu que P et P' soient les poids de volumes égaux de vapeur et d'air dans les mêmes conditions de pression et de température.

Dans les méthodes usitées pour déterminer la densité des vapeurs, on n'obtient pas directement le poids P' de l'air; on mesure le volume occupé par la vapeur, et on calcule le poids de l'air correspondant. Or, si nous appelons V le volume mesuré, t et H la température et la pression correspondante, S le poids du centimètre cube d'air à 0° et à la pression 760, on sait, d'après les formules établies au § 247, que le poids P' de ce volume d'air a pour expression

Par conséquent, la densité de la vapeur sera donnée par la formule :

Pour mesurer la densité des vapeurs, on se sert habituellement du procédé suivant, imaginé par M. Dumas, et analogue à celui que nous avons décrit au

CHALEUR

§ 93 pour les gaz. Le liquide dont ou cherche la densité de vapeur est introduit dans un ludion muni d'un col à pointe effilée, puis porté à l'ébullition. Lorsque la vapeur, en se dégageant par la pointe effilée, a chassé tout l'air du Italien, on ferme celui-ci au chalumeau; en même temps on note la pression et la température. Le poids du ballon ainsi rempli de vapeur est égal au poids de la vapeur augmenté du poids du verre, et diminué du poids de l'air déplacé; nous pouvons donc trouver le poids P de la vapeur. D'autre part, du volume V du ballon , qu'on obtient en mesurant le volume de mercure qui peut le remplir, on déduit , en tenant compte de la dilatation produite par la chaleur, le poids de l'air qu'il peut contenir à 0° et à la pression de 760. La densité de la vapeur se calcule alors à l'aide de la formule donnée plus haut.

La recherche des densités h des températures et k des pressions différentes peut servir à vérifier l'exactitude des lois do Mariotte et de Gay-Lussac. On a reconnu do la sorte que la constance de la densité pour des températures et des pressions différentes n'est qu'approximative ; c'est là une nouvelle preuve que les lois de Mariotte et de Gay- Lussac ne sont pas rigoureusement exactes. Pour les vapeurs, les variations de la densité oscillent entre des limites encore plus étendues que pour les gaz. Ce n'est qu'à une distance assez grande de leur point de saturation que les vapeurs possèdent une densité constante.

257. Loi de la dilatation des corps dans les trois états et pendant les changements d'état. — Nous avons vu que la loi de proportionnalité qui existe entre la dilatation d'une vapeur et la température, n'est plus exacte aux environs du point de condensation, et qu'en ce point même il survient brusquement une forte diminution de volume. Les liquides nous offrent dans leur dilatation une chute analogue lorsqu'on les amène à la température où ils passent à l'état solide; ce changement d'état s'accompagne aussi, dans la généralité des cas, d'une réduction subite de volume. Si nous voulons représenter par la méthode graphique la marche de la dilatation d'une substance dans les trois états, nous obtenons une courbe semblable à celle de la Fig. 278. La ligne horizontale AD est l'axe des abscisses sur lequel sont portées les températures; les ordonnées donnent les accroissements correspondants du volume. On voit que la ligne qui joint les sommets de toutes les ordonnées est brisée en deux points, qui répondent aux changements d'état: en B a lieu le passage de l'état solide à l'état liquide, en C le passage de l'état liquide à l'état gazeux. De A à B, la ligne des ordonnées figure la dilatation de la substance à l'état solide; de B à C,la dilatation relative au liquide, et au delà de C , nous avons la dilatation de la vapeur.

Dans la figure qui précède, nous avons supposé que les augmentations de volume sont rigoureusement proportionnelles aux accroissements de température; nous avons pu en conséquence, représenter par des lignes droites la marche de la dilatation dans les trois états. Toutefois la loi de proportionnalité de la dilatation à la température, vraie poulies gaz et seulement à partir d'une certaine limite, n'est plus aussi exacte dans les autres états de la matière; un grand nombre de corps solides la vérifient encore assez, bien; mais les liquides s'en écartent d'autant plus qu'on les prend à une distance plus voisine de leur point d'ébullition. M. H. Kopp a trouvé que le phosphore suit, dans sa

Fig. 278. — Représentation graphique de la dilatation des corps dans les trois e'tats.

CHALEUR LATENTE ET CtfALEUR SPECIFIQUE.

dilatation, do tres-près la loi. représentée par la Fig. 278; le soufre, à l'état liquide, se dilate proportionnellement à 1'uccroissement do température, mais à l'état solide, son coefficient do dilatation augmente avoc la température. L'oau fait naturellement exception, en ce sens qu'au moment do son passage à l'état solide, elle se dilate aussi brusquement que la plupart des autres liquides se contractent. La stéarine présente mie marche tout il fait anormale: en deeîi de son point do fusion, vers '50° environ, elle éprouve une diminution subito do volumo, après quoi elle se dilate do nouveau rapidement et fond a 60° en se dilatant encore davantage. ,