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267. Liquéfaction des gaz. Froid produit par Tévaporation des gaz liqotfét. — Qi

on veut produire un froid très intense, on a recours à l'évaporatioD des giz lifMl L*aciile carbonique se liquéfie à 0» sous une pression de 38 atmosphères enviroo. Abaadi à Tatr, le liquide ainsi obtenu se vaporise ti-ès rapidement, et le froid produit e^a td qi^ partie de la substance se congèle. Cet aciJe carbonique solide se trouve à la tempérti de — 70«; en y ajoutant de Téthcret en plaçant le mélange sous le récipient de la md pneumatique, on peut faire descendre la température au-dessous de — lOO*.

Le froid intense produit par la vaporisation d'un mélange d'aci le carbonique scK* d'éther a permis à Faraday de liquéfier et de solidifier des gaz encore plus diffidki coercibles, comme, par exemple, le gaz ammoniac, Tacide sulfureux, le prutoxyded'asolB» Nous indiquons ci-dessous les points de fusion des plus importants de œs gai, w pression ordinaire :

Acide earbonique. ... — 58<> Gax ammoniac » 75^

Acide sulfureux -> 76»

Acide sulfhydrique. ... — 86<>

Protoxyde d'azote — lOo»

En approchant du point où ïU passent à l'état liquide, ces gaz et quelques autres (gaz olêifiant, gaz acide chlorhydriquc), présentent les mêmes écarts que les vapeurs, relative* ment aux lois de Mariette et de Gay-Lussac.

|C*esten permettant aux gaz soumis à une pression de 300 atmosphères et au froid intense d'un mélange d'acide carbonique solide et d'acide sulfureux liqui«!e de se détendre brusquement, que deux physiciens, l'un français, M. Cailletet, et l'autre suisse, M. Raoul Pictet, ont pu liquéfier les derniers gaz réputés permanents. Le premier obtenait l'acétylène liquide dès le mois de novembre 1877, et M. Pictet liquéfiait l'oxygène le 22 décembre; deux jours après, M. Cailletet annonçait à l'Académie des sciences qu'il avait obtenu l'oxyde de carbone à l'état liquide, et avant la fin de l'année, l'azote, Vair, l'hydrogène et le bioxyde d'azote subissaient le même changement d'état; il ne restait plus un seul gaz permanent.]

[267'. CoatlBitié de VèUX liquide et de l'état gaxenx. — Lorsqu'un gaz passe à letat liquide, il éprouve ordinairement une diminution brusque de volume qui permet de saisir l'instant précis du changement d'état. Cependant, le phénomène ne présente pas toujours cette particularité. En produisant la liquéfaction de l'acide carbonique à des températures croissantes, le physicien anglais Andrews a observé que la chute brusque de volume devenait de moins en moins apparente. Lorsque la température devient supérieure à 30*92, on peut, en comprimant le gaz de plus en plus, en réduire le volume j^ ce qu'il serait si le changement d'état s'était produit; mais, à aucun moment de l'expérience, on ne saisit le moindre indice du passage à l'état liquide. Laisse-t-oi. alors la température s'abaisser au-dessous de 30* 92, on Ae constate pas davantage la moindre modification dans la masse.de l'acide carbonique, et, cependant, le changement d'état s'est produit dans la seconde nioitié de l'expérience. En efiet, une diminution de pression ne provoque rien de particulier au-dessus de 30* 92, tandis qu'au-dessous de ce point critique (Andrews), elle est accompagnée d'un phénomène d'ébuUition, preuve manifeste de l'existence d'un liquide. Le point critique est donc la température à partir de laquelle la pression seule ne peut faire passer le gaz ^ l'état liquide, ou à partir de laquelle le liquide ne peut exister en même temps que le gaz auquel il donne naissance. Ces phénomènes sont d'ailleurs généraux et ont été observés sur le protoxyde d'azote, l'ammoniaque, l'éther lulfurique, etc. Pour quelques-uns de ces corps, le point critique est audessus de 100^.

M. Andrews a déduit de là, pour les gaz et les vapeurs, des caractères différentiels plus scientifiques que ceux que l'on donnait avant lui. Beau* coup de propriétés des va])eurs dépendant delà présence simultanée du liquide générateur, un fluide aéri forme serait appelé gaz ou vapeur, selon qu'il serait considéré à une température supérieure ou inférieure à celle de son point critique. ]]

267^AffartUCtrrép«iir la fabrication de la glace. — [M. Carré a imaginé un appareil destiné à la fabrication de la glace et fondé sur le froid çroduL

Vig. 3&0. — Apparvil C*rr* pour 1* fabrloitlon d* la gliM.

par l'évaporatioii de l'ammoniaque. Cet appareil compreod : i* noe chaudière cylindrique A (fig. 350) renfermant une solution très conceotrée d'ammoniaque ; 2' un vase B ayant la forme d'un cône creux à double enveloppe et coQstituaat le congélateur. Un tube EEf sert à établir la communication entre en deux pièces.

Pour se senir de cet appareil, il faut commencer par chasser le gaz ammoniac de l'eti dans laquelle il est dissous, et par le coudeuer dans le congélateur. Oi obtient ce résultat, eu chauffant la chaudière, pendant que le vase B eit plongé dans Teau froide :

le gaz ammoniac te dégage de l'eau et se reod dans le congélateur, où il se liquéfie par sa propre pression. L'appareil est alors prêt à fonctionner. On retire le congélateur de l'eau froide pour j mettre à sa place la chaudière : l'ammoniaque liquéfiée distiUe it sens inverse et repasse dans ta chaudière, où elle se dissout de nouveau dam l'eau. La chaleur absorbée à l'état latent par la vapeur qui prend naissance est si considérable, qu'en introduisant dans le congélateur un vase cylindrique d rempli d'eau, celle-ci se congèle assez rapidement.]

|867^ i^arflU ds RIchudi» pou l'a&uUiésle iMile. — Le froid produU pir

l'évaporation n^ de l'éther ou d'autre* liquides très volatils a été utilisé en chinrgie, pour obtenir l'usensibilité locale des tissus sur lesquels m a à pratiquer des opérations douloureoMfc M. RichardsoQ i imaginé dans ce M un appareil, k l'aide duquel l'éther est pwjeté k l'eut d'extrène division sur les parties à auestbésier. Crt appareil se oompoK ^^ de trois partie» ; i*w

^\^con a (fig. 351) qu'on remplit k moitié d'éther pur fr ; 2" aa tube nàttl-

liqne ced^ à double enveloppe concentrique, représentant deux tubes, placés Tau dans l'autre, entre lesquels existe un espace libre ; le tube intérieur plonge dans réther, l'extérieur n'atteint pas la surface du liquideets'arrêteen/'; tous les deux sont coudés et terminés en pointe à leur extrémité supérieure d^ le plus extérieur dépassant l'autre d'environ 1 centimètre; ce double tube traverse un bouchon qui ferme hermétiquement le flacon ; 3^ un système de deux, poires en caoutchouc^' et A, reliées entre elles par un tube A de même substance. L'une d'elles porte une ouverture t munie d'une soupape qui s'ouvre de dehors en dedans. Cette poire, alternativement comprimée avec la main et abandonnée à elle-même, fait l'office de soufflet et lance un courant d'air dans la seconde poire A, qui agit, comme chambre à air, pour régulariser et rendre continu l'écoulement du gaz ; de là, par l'intermédiaire d'un tube de caoutchouc qui s'adapte à une tubulure latérale g du tube métallique, l'air pénètre dans le flacon et y augmente la pression extérieure. Sous Tinfluence de cet excès de pression, l'éther monte dans le tube intérieur, pendant que Tair s'écoule à l'extérieur par l'espace ménagé entre les deux enveloppes concentriques. Il résulte de cette disposition que le jet de liquide anesthésique est enveloppé à sa sortie par un courant de gaz qui lepulvérise^ c'est-à-dire le réduit en gouttelettes d'une ténuité extrême. L'éther est ainsi projeté sous forme de nuage sur les parties qu'on veut anesthésier et 8*évapore très rapidement, d'où production de froid et consécutivement perte de la sensibilité.

A défaut de l'appareil de Richardson, on peut faire servir au même usage un des nombreux instruments qui ont été imaginés dans ces d(?rniers temps pour pulvériser les liquides [pulvérisateurs de Siegle, de Luër, de Galante, Atc.). L'appareil à anesthésie locale de Stapfer ne diffère de celui de Richardson que parla substitution au tube à double enveloppe d'un dispositif analogue a celui qui existe dans le pulvérisateur de Siegle: l'air et le liquide s'écoulent par deux tubes entièrement isolés et agencés de telle sorte, que le courant gazeux affleure l'extrémité du tube qui donne issue à l'éther, |

[llbliofrapkU : Foubbrt, De l'anesth/sie locale (DiRsert. ioaug.). Parif, 1S54. BicHAiDaoN,0aa iiew and ready mode ofproducing local ainw^{heBia(Medic. Times and Gasette^

3 «Trier ISOG, p. 115).

Pbiiiiik, article: Anesthêiiie chirurgicale (Dictionnaire cncyclopéd. de$ sciences médic,^

1866. t. IV, p. 4&3).

STAFFiea, Nouvel appareil pour l'anesthésie locale {i?i4//^ttn deVAcad.de m«U., 5 février tSoT,

t XXXII. p. 4^5).

iBAMNBL, Formulaire intemationaU Pari», 187U, sect. X (AnesthésiqucB). p. 397).] 29ouv€au Dictionnaire de médecine et de chirurgie pratiqvcK, arl. Pulvérisation, tome XXX'

pag« 153, fig. et descrip. d*appar.

M7^. idatioa entrt la chiltir spMlf ne et la chiletr lateate. — La différence de valeur que présente la chaleur spécifique d'un gaz, suivant qu'on la mesure sans pression constante ou sous volume constant (cf. § 262), s'explique si l'on étend aux simples variations de volume les phénomènes qui accompagnent les changements d'état. Nous avons vu que, lors de la fusion ou de la vaporisation des corps, il disparait de la chaleur, qui devient latente. Le passage d'un corps solide à Tétat liquide ou d'un liquide à l'état gazeux étant accompagné d'une augmentation de volume, il est clair que la chaleur disparue a servi a accroître les distances qui

séparent entre elles les molécules de la matière et k produire le changement d'état. Par contre, quand un corps passe de Tétat gazeux à l'état liquide ou de l'état liquide k l'état solide, l'écartenient de ses molécules diminue et la chaleur latente redevient libre. Â mesure donc qu*on ajoute ou qu'on enlève de la chaleur à un corps, son'volume et, par suite, la distance de ses molécules varient continuellement, s'il n'y a pas de causes extérieurs qui mettent obstacle à ce mouvement d'expansion. Un gaz, par exemple, absorbera, en se dilatant, une certaine quantité de chaleur qu*il mettra de nouveau en liberté, quand on le ramènera à son volume primitif. On rend ce fait manifeste en comprimant de l'air à l'aide d'une machine de compression; il se produit un dégagement de chaleur qu'on peut constater avec un thermomètre; vient-on ensuite à donner issue au gaz de manière à (aire cesser rapidement sa compression, l'air se refroidit notablement.

Si nous appliquons ces données a la chaleur spécifique des gaz» nous Terrons que la capacité calorifique à pression constante doit être plus graude que la chaleur spécifique à volume constant. Car, si on permet au gaz de se dilater autant que l'exige la chaleur ajoutée, une certaine quantité de calorique sera employée à effectuer le travail de la dilatation ; il faut donc plus de chaleur pour élever de 1® la température d'un gaz, quand le volume varie, que lorsqu'il reste constant, et la quantité dont la chaleur spécifique à pression constante surpasse la chaleur spécifique à volume constant, représente exactement la chaleur nécessaire pour dilater le gaz.

La différence entre les deux espèces de chaleurs spécifiques nous fournit un des meilleurs moyens pour déterminer le travail mécanique équivalant à une quantité de chaleur donnée.

268. Chaleur dégagée dans les combinaisons. — Les variations qu'éprouve la quantité de chaleur contenue dans les corps, lors des changements d'état, nous ont appris que chaque substance retient une certaine quantité de calorique, dont une partie devient libre quand le corps passe de l'état gajEeui à l'état liquide, et de ce dernier état à l'état solide. Mais les chaleur» latentes de vaporisation et de fusion représentent seulement la quantité de chaleur absorbée par les corps pour passer d'un état à un autre moisi fixe; elles ne font pas connaître la quantité totale de chaleur qui est renfermée à l'état latent dans un corps et qu'on pourrait en dégager. Il «si évident, en effet, que la matière, même à l'état solide, contient encore une certaine quantité de chaleur latente.

Une partie de la chaleur ainsi unie au corps, abstraction faite de celle qui produit les changements d'état directs, apparaît quand le corps considéré se combine avec un autre, ou qu'il se sépare d'une combinaison. On peut poser, en règle générale, qu'il y a dégagement de chaleur toutes les foisquedes corps simples se combinent entre eux ou que des composés peu siablet passent à Vétat de combinaisons plus stables^ et qu*au contraire, de la chaleur devient latente toutes les fois que des corps se décompote^^ en leurs éléments ou quils se transforment en composés moins stables. La combinaison chimique agit donc de la même manière que les cbao;:^ ments d'état inverses (passage de l'état gazeux à l'état liquide, ou de Tetat liquide à l'état solide), et la décomposition agit dans le même sens que l« changements d'état directs.

Les recherches des physiciens ont principalement porté sur la chaleur dégagée dans les combinaisons chimiques, et qu'on désigne sous le nom de chaleur de combinaison. Y oxcWe^ principaux résultats auxquels on est arrivé:

Il faut remarquer tout d'abord que la quantité de chaleur qui devient latente par le fait de la décomposition d'un corps est évidemment égale à la chaleur mise en liberté pendant l'acte de la combinaison qui a produit ce composé.

Plus le composé qui prend naissance est stable, plus il y a de chaleur dégagée pendant lacombinaison. Dans la formation des composés binaires, tels que les oxydes, les chlorures, les bromures, les iodures, etc., la chaleur qui devient libre est généralement très considérable ; il s'en dégage beaucoup moins quand un acide s'unit à une base pour former un sel. C'est ce qu'on peut vérifier immédiatement en jetant un coup d'œil sur les tableaux du paragraphe suivant.

Il peut aussi arriver que dans la formation des composés où la combinaison s'accompagne de décomposition, il y ait plus de chaleur rendue latente par la décomposition que de chaleur dégagée par la combinaison, de sorte qu'en somme l'effet résultant se traduit par une absorption de calorique.

C'est ainsi, par exemple, que la suroxydation de l'eau, quand on la transforme en peroxyde d'hydrogène (eau oxygénée), absorbe de la chaleur qui devient latente, tandis que la décomposition de ce corps en eau et en oxygène dégage de la chaleur ; cela est dû probablement à ce que les atomes d'hydrogène et d'oxygène sont moins intimement unis dans le peroxyde d'hydrogène que dans l'eau. Dans d'autres cas, le dégagement de chaleur est masqué par un changement d'état concomitant qui absorbe du calorique. La formation de l'acide iodhydrique, par exemple, s'accompagne de production de froid.

tu*, tqnifalents calorifiques. — Favre et Silbermann, qui ont fait de nombreuses recherches sur la chaleur de combinaison, appellent ^gutra/^n^ calorifique d'un composé la quantité de chaleur dégagée par la combinaison de substances dans le rapport de leurs deux équivalents chimiques, ces équivalents étant rapportés à celui de l'hydrogène pris pour unité. Ainsi, l'équivalent calorifique de l'eau, qui a pour valeur 34.462 calories, représente la clialeur dégagée par la combinaison de 1 kilogramme d'hydrogène avec 8 kilogrammes d'oxygène ; l'équivalent calorifique du chlorure de potassium 100,960 est le nombre de calories mises en liberté par l'union de 39 kilogrammes de potassium avec 35*" 5 de chlore.

Le tableau suivant renferme les équivalents calorifiquei de Thydrogène et des métaux les plti usuels, relativement à un certain nombre de métalloïdes :

•I YQÉRC