CHAPITRE XI

DE l'État gazeux.

93. Expansibilité des gaz. — Nous avons défini Vétat gazeux , cet état de là niatière dans lequel les forces répulsives des atomes l'emportent sur leurs forces attractives (Cf. § 15). Il en résulte que les gaz partagent avec les liquides lî propriété d'avoir leui-s molécules douées d'une grande mobilité dans tous feseiis; comme ces derniers, ils ne possèdent pas de forme propre; ils prenuent celle du vase qui les contient. D'autre part , ils se distinguent des liquides par un caractère fondamental , l'absence de volume déterminé ; les fnoliVules gazeuses, en vertu de leurs actions répulsives mutuelles, ont une Waiice continuelle à s'écarter les unes des autres , et , par suite , elles se ré- {•aijd*'!!! «lans tout l'espace ciui leur est ouvert, quelle qu'en soit la grandeur, ^-^th* propriété des gaz de se dilater indéfiniment , quand aucune force extérieure ne met obstacle à leur augmentation de volume , est ce (ju'on appelle ^^Itfitmbilité, et on désigne sous le nom de force d'expansion , force êlas- ^ique ou tension , Tefloil avec lequel un gaz presse contre les cJjstacles ({ui î* opposent à son expansion.

1^8 un gaz, de même que dans un li(|uide, la [)ression se transmet égaleïûent dans tous les sens (principe* de Pascal) ; cet effet est la conséciuence de 'a grande mobilité des molécules gazeuses. Si , par exemple, on exerce une preîisioli en un point d'une masse aériforme renfermée dans un vase clos, clia-

• ^Tnxr, Phyriqu- m<klic«le. 12

478 DE lA PESANTEUR.

(|ne point (le celle masse el chaque poinl de la paroi inlérieure du vase sup* porleut celle même pression.

Les jraz , comme tous les aulres corps , sonl pesanls : par suile , une IranclM horizontale (pielconque d'une masse ^zeuse supporte une pression égalerai poids de la colonne de gaz sus-jac^nle. Ainsi, chaque poinl de la surface ter reslre est soumis à une pression représentée par le poids de la colonne d*aii atmosphérique située au-dessus du lieu considéré.

93*. Poids spécifique des gaz. — Les gaz, avons-nous dit, sont pesanU^; mal* Taction de la pesanteur sur eux est contre-balancée jusqu'à un certain point poi la force expansive due aux répulsions mutuelles des molécules ; celles-ci cessent de se rapprocher les unes des aulres , dès que la pression développée pai la pesanteur esl tenue en équilibre par la force répulsive, qui , on Ta \ii augmente quand la distance diminue. La chaleur accroît rintensité des force répulsives moléculaires ; les pressions extérieures agissent , au contraire, dait le même sens que la pesanteur. Il en résulte que le poids spécifique des ga varie avec la température et avec la pression entre des limites extrémemen écartées : il diminue très-rapidement quand la température monte ; il auînneiii beaucoup à mesure que le pression extérieure s'élève. Aussi faut-il avoir soin pour les «raz encore plus que pour les solides et les liquides , de rapporter leur poids spôcilique toujoui's à la même pression et à la même température; on e* convenu de ramener le poids spécifique à la température de la glace fondant et à la pression nonnale de 70 centimètres de mercure.

La méthode employée pour déterminer la densité des gaz ne diffère pas, ci princi[M\ de celle dont on se sert pour les liquides ; mais , comme tous le gaz ont une densité excessivement minime, il faut opérer sur de grandes quan tilés de matière. On prend donc un ballon de verre spacieux ; on le pèse successivement vide, renqdi de gaz, puis d'eau, en notant la température et 1 pression à laquelle on opère. Ces [wsées font connaître le poids P du gaz cot* tenu dans le ballon et le poids d'un égal voluiVie d'eau , c'est-à-dire la capt* cité V du ballon ; à l'aide de ces données , on calcule la densité D du gai, pi rap|K)rt à l'eau, en la tirant de la formule : P = V D (voy. § 70). 11 s'agit » suite de ramener à la température zéro et à la pression normale la densité ani trouv«'*e à la lem|)érature el à la pression de Tex^wrience ; nous donnerons phi loin (liv. V, chap. I) les formules (pii permettent d'effectuer celte correction. B opérant conune il vient d'être dit , on trouve» que la densité de l'air atmosphi rique rapportée à Teau est égale à 0,001293, [d'où on conclut que le poids d i litre d'air, pris à ()• et à la pression de On>,7G, esl de iP',21i:îJ.

Afin de comparer entre elles les densités des divers gaz , il est commode i les exprimer en fonction de l'une d'elles prise pour unité: on t*st donc convoi de rapi^ïiiiT les «lensités de tous les gaz à celle de l'air atmosphérique. [I vaudrait mieux choisir, comme l'a pmposé M. AVurtz, la densité de rhTdro gène }K)\n* unité ; ce choix offrirait un double avantage : \^ le même nooihi exprimerait la densité d\i gaz et son jwids atowique ^ quand il s^agit d*ungl simple, ou la moitié de son juùd.^ molêcvlairey dans le cas d'un gaz composa 2» l'air, n'étant qu'un mélange, est sujet à varier de com|K)sition et |Mur8tti de densité, tandis que la densité defliydix^^^ne ne saurait changer.] Le tiblei

rant renferme , dans la première colonne , les densités des principaux gaz , portées à celle de Tair ; [dans la deuxième colonne, les densités* des mêmes par rapport à celle de Thydrogène prise comme unité , et dans la troisième onne leurs poids atomiques ou leurs poids moléculaires : ]