LIQUIDES

TEMPÉRATURE d'ébullition.

CAPAcrrÉs.

CHALEURS latentes.

Eau

Bicarbure d^bydrogène

Esprit de bois

Alcool vi nique

Alcool amyiique

Alcool élhalique

Etber sulfurique

Elher acétique

Hulyrate de méthylène

Essence de térébenthine

984. Applications de la chaleur latente de la vapeur d*eaa. — Ul

gramme d'eau exige 537 calories pour se vaporiser à 100"*, et la vapeur formée cède cette même quantité de chaleur pour se condenser. Il résulte de là qo'« transportant la vapeur par des tuyaux, dans des vases où on la condense, M transporte au loin la chaleur qu'on a fournie pour la produire. C'est sur ce ' principe qu'est fondé le chauffage par la vapeur.

Le système d'appareils destiné à chauffer les différentes parties d'un édite par ce moyen, se compose: 1° d'une chaudière à vapeur, disposée comraecA des machines h vapeur; 2° de tuyaux dans lesquels doit circuler la vapeur; 3o de récipients à grande surface destinés à la condenser, et à transporterai dehors la chaleur qu'elle abandonne. On donne aux tuyaux une pente conl^ nable pour que l'eau qui s'y condense revienne à la chaudière. II faut éviter surtout que ces tuyaux présentent des courbures en forme de siphon renversé; car l'eau s'y accumulerait, et le tuyau serait obstrué. A la partie supériwire sont des robinets ou souffleurs, destinés à laisser échapper l'air, quand on oH l'appareil en train. Le palais de la Bourse, à Paris, et celui de l'Institut, soi^ chauffés avec des appareils à vapeur qui peuvent être cités comme des modélei de ce genre de chauffage.

On emploie souvent la vapeur, dans différentes industries, pour chauffer* grandes masses liquides avec un seul foyer. Tantôt la vapeur traverse un serpentin métallique qui parcourt les différentes parties de ce liquide, qui f^ alors être renfermé dans des vases de bois ; tantôt elle circule dans uoedovU^ enveloppe, autour de la surface extérieure des vases métalliques. Indépendu»* ment de la facilité de pouvoir chauffer plus régulièrement que par toul anire moyen, et de distribuer à volonté dans plusieurs appareils la chaleur produit* par un seul foyer, on trouve encore dans ce système, l'avantage d'être sûr ^fl* la température ne dépasse pas celle qu'on donne à la vapeur.

DENSITE DES VAPEURS.

ni. Hesnre île la densité des vapeurs.

•8ir. Méthode de Gay-Lassae. — Nous avons VU (888) combien il est important pour les usages de la chimie de connaître la densité des corps à Tétat pzeux. Quand les substances ne se présentent pas naturellement à cet état, fl faut se servir de la densité de leur vapeur. Gay-Lussac a procédé en renversant le problème : au lieu de chercher le poids d'un volume donné de vapeur, il a cherché, de la manière suivante, le volume occupé par un poids connu: une éprouvette graduée c (fig. 713) remplie de mercure Kc, est renversée dans une chaudière remplie du Démc liquide. On connaît le volume qui correspond i chaque division. On y fait passer une petite ampoule de verre a, pleine de liquide purgé d'air par Tébullition et pesé avec soin. L'ampoule se rend à la partie supérieure de Téprouvette, qu'on entoure ilors d'un manchon en verre m, que l'on enfonce dans fe mercure de la chaudière, et qu'on remplit d'eau w d'huile. On échauffe la chaudière, la chaleur se transmet dans toutes les parties de l'appareil, et l'ampoule est brisée par la dilatation du liquide qu'elle contient ; alors la tension de la vapeur produite fait fcaisser le mercure dans l'éprouvette. On attend que bot le liquide soit réduit en vapeur ; ce que l'on reconnaît en ce que la surface du mercure n'est plus mouillée, ou mieux en ce que la tension de la vapeur ttt moindre que le maximum qui correspond à la température. Cette tension se mesure en retranchant lie la hauteur du baromètre, la colonne de mercure ramenée à zéro, qui s'élève dans l'éprouvette. On mesure cette colonne au moyen de la pointe t, qu'on amène successivement ians le plan du niveau du mercure dans l'éprouvette et dans la chaudière. Il lerait plus exact d'employer le cathétomètre, eu s'aidant d'une pointe à vis qui viendrait affleurer le niveau de la cuvette. La température est donnée par plusieurs thermomètres /, /', placés h différentes hauteurs dans le manchon, dont ^ agite le liquide. Quand cette température est fixe, on observe, sur la division ie l'éprouvette, le volume occupé parla vapeur. Soit v le volume donné par la iwision; le volume réel est v (i+KT), T étant la température et K le coeflieient de dilatation du verre. Ce volume est celui d'un poids connu de ^'apeur à la température / et sous la pression h ; en le divisant par le poids

P'=sp(i + KT) li^,3 — — •- — d'un même volume d'air sous la même

Pression et à la môme température, on obtient la densité de la vapeur par 'apport à Tair.

Fig. 743.

CHANGEMENTS D ETAT DES CORPS

M. Dcspretz a aussi mesuré la densité de la vapeur de divers liquides, au moyen d'un tube barométrique portant à sa partie supérieure un robinet, auquel il adaptait un ballon vide. Le liquide introduit dans Tappareil formait de li vapeur dont on mesurait la pression. En la comparant à celle d'un baromètre à vapeur contenant un excès de liquide, on pouvait reconnaître si, dans le tube surmonté du ballon, tout le liquide était réduit en vapeur. On pesait ensuite k ballon, et on comparait son poids à celui du même ballon vide, dont la capacité avait été déterminée d'avance. On pouvait obtenir ainsi le poids d'un volune connu de vapeur sous une pression et à une température données.

983. Méthode de M. Damas. — La méthode de Gay-Lussac ne peut pis être employée quand la température nécessaire pour transformer le corps ei vapeur est trop élevée, car Thuile que contient le manchon se décompose et perd sa transparence. La méthode de M. Dumas permet d'opérer à des températures élevées ; elle consiste à remplir de vapeur un ballon dont la capacité est connue, et à mesurerle poids de cette vapeur, poids que l'on divise ensuite par celui d'un même volume d'air dans les méoes circonstances. Le ballon dont on se sert, B {pg. 714), présente une longue pointe elTilée à la lampe. Apre» l'avoir bien lavé et bien desséché, on y introduit une certaine quantité de la substance dont on veut étudier la vapeur. On plonge ensuite ce ballon dans un bail destiné à élever sa température, et on l'y maintient On forme ce bain avec de l'eau, des dissolutiois salines, de l'huile, ou des alliages plus ou mois fusibles, suivant la température h laquelle on xeflt porterie ballon. Un thermomètre à poids (, ou O thermomètre h air, donne la température du bain. La substance ïotM bientôt de la vapeur qui sort par la pointe elTilée, sous l'apparence d'un petit nuage, dont on surveille la marche. Tout l'air est entraîné hors du balloi, et bientôt on voit cesser la sortie de la vapeur ; ce qui indique qu'il ne reste plus de substance à vaporiser, et que le ballon est rempli de vapeur sois la pression atmosphérique P, et h la température du bain T. On attela que cette température devienne stationnaire, ce que l'on obtient en femuM les ouvertures du fourneau, ou en retirant le feu lorsque la température est encore un peu au-dessous de celle que l'on veut atteindre; alors les varialio» sont très lentes, et bientôt il s'établit un état stationnaire. On ferme ahfS au chalumeau la pointe effilée. Le ballon étant refroidi, on le pèse, et 1*4 conclut du résultat, le poids de la vapeur qui le remplissait sous la pressioflP et à la température T. Le volume de ce poids de vapeur était, à celte teapé* rature, égal à V (\ +KT), en désignant par V le volume du ballon àCi** par K le coefficient de dilatation du verre. Le calcul se fait, du reste, pour mesurer la densité d'un gaz dans un flacon non muni d*un robinei

Fig. 7U.

DENSITE DES VAPEURS.

I pourrait rester un peu d'air dans le ballon, il est bon, à la fin ace, de briser sa pointe sur le mercure. Ce liquide s'introduit dans Ton reconnaît facilement s'il y restait un peu d'air. S'il en était msvaserait cet air sons le mercure, dans une éprouvette graduée, rerait son volume, ainsi que la température et la pression corresd'où l'on coQcluerait son poids, qui devrait être retranché de celui

température doit être portée au-delà de 400°, cette méthode grandes difficultés. M. Milscherlich a alors imaginé de procéder re suivante : la vapeur est contenue dans un gros tube de verre à côté d'un tube tout semblable rempli d'air, et servant de pyrodeux tubes sont renfermés dans une double enveloppe en tôle, e-mémc dans un manchon m fonte placé horizontalement dans un e manchon est soutenu par deux tourillons fixés au milieu de ses laniére qu'on peut lui imprimer un mouvement de rotation sur lour rendre la température bien uniforme dans toutes ses parties, peur cesse de s'échapper du tube qui la contient, on ferme les jes des deux tubes; et on achève l'opération comme il a été dit jfi tube à air sert à trouver la température qui existait au moment rmé.

Iques-uns des résultats obtenus par Gay-Lussac et par M. Dumas:

iUBSTANCES.

ibydrique

rhydrique

arique

carbone

! térébenthine. . .

ydrique

ode

sourre

mercure

phosphore

ure do phosphore

arséniqué

ure d'arsenic. . .

e silicium

ique siUcé

e bore

lorique

e d'éUin

e de titane

DENSITE des vapeurs.

POINT d'ébuUition.

Poids d'un litre 118',323 ' 8,489 9,0625

D'après Gay-Lussac.

D'après M. Dumas.

CHANGEMENTS d'ÉTAT DES CORPS.

984. Densité de la vapeur d*eaii sons difTérentes prcssIeMs. — la

méthode de Gay-Lussac donne la densité de la vapeur au-dessous de latensMi maximum; celle de M. Dumas la donne à Tétat de saturation. Si Ton vÉ passer des nombres ainsi obtenus, ou bien de la densité théorique, àladensiH à une température et sous une pression différentes de celles qui correspondeil au nombre obtenu, on a poutume d'employer la môme méthode que pour lesgi proprement dits, c'est-à-dire d'appliquer la loi de Mariotte et celles des dîhbtions des gaz, et alors la densité d'une vapeur par rapport à Tair pris dans la mômes conditions est regardée comme constante, quelle que soit la temp^ ture, poun^u qu'il n'y ait pas saturation. Or, nous avons vu (868) que ces lA ne sont pas rigoureusement exactes et qu'elles se trouvent en défaut, surtoil chez les gaz qui sont prés de leur point de liquéfaction. Il est donc probalk qu'il en est de même pour les vapeurs, qui sont ordinairement peu éloignéa de la tension maximum. M. Cahours a reconnu, en effet, que la densilé da vapeurs de plusieurs substances organiques diminue notablement à mesure

qu'on s'éloigne de leur point d'ébalEtion, ce qui est dû à l'influence de II cohésion , qui se fait d'autant phi sentir qu'on est plus prés de l'était saturation.

Quand la tension est maximum, 1 est évident que, la masse devapef renfermée dans un espace augmenUi avec la température, la densité pr rapport à l'eau doit aussi augmenter.

Mais la densité par rapport à l'air pW dans les mômes conditions augmentet-elle ou diminue-t-elle? C'est ceqn'oi ne peut décider que par l'expérience; car , si le poids d'un volume d'air diminue quand sa température s'élèrt, il augmente avec [sa pression, qui doit toujours ôtre prise égale à celle deli vapeur il saturation.

M. Regnault a fait beaucoup d'expériences à ce sujet, dans ses recherdifl sur l'hygrométrie ^ 11 a d'abord déterminé la densité de la vapeur d'eau à iOO'i sous des pressions de plus en plus faibles, au moyen de l'appareil ( fig. 7I5|: B est un ballon, de 10 litres environ de capacité, portant une monture « laiton, a, munie d'un robinet r. Après y avoir introduit un peu d'eau, onyW le vide pendant longtemps ; il se forme de la vapeur, qui est absorbée dans m tube rempli de ponce sulfurique ; et bientôt tout l'air est chassé du ballon. On ! ferme alors le robinet r. Le ballon est ensuite installé dans itt«

g;..AFig.'745.

i Annaleg de chimie et de physique, 3« série, t. XV, p. U4.