DENSITÉ DES GAZ

d'avance la capacité (I, 193), ce qui suppose que Ton connaît la densité de Tair par rapport à Feau ; nous verrons plus loin comment on se procure cette donnée. On fait ensuite arriver le gaz sec par un tube qui va jusquau fond du flacon, droit ou renversé, suivant que le gaz est plus dense ou moins dense que l'air. Le gaz refoule Tair qui remplit le flacon, et, en en laissant perdre une certaine quantité, on est certain qu'il ne reste plus ni air ni humidité dai^ le flacon. On relire alors doucement le tube, pendant que le gaz continue à se dégager, et Ton ferme le flacon avec un bouchon de verre. Soit p' le poids du flacon ainsi rempli, p son poids quand il a été rempli d'air sec par le même moyen ; p' — p sera la diff'érence entre le poids du gaz et le poids d'un égal Tolume d'air, le poids du verre disparaissant dans la soustraction. En ajoutant à celte différence p' — p, le poids de l'air qui remplit le flacon, on aura le poids du gaz. Or, en appelant V la capacité du flacon à 0"*, / la température et H la bauleur du baromètre au moment de l'expérience ; a la densité de l'air à O"" et sous la pression de 760"'" par rapport à l'eau à 4°, le poids a de l'air contenu dans le flacon sera

a = V. « — — - : et la densité sera

817. Poids spécifique de l'air. — Pour déterminer la densité des gaz par rapport à l'eau à 4°, il suffit de la multiplier par la densité, par 'apport à ce liquide, de l'air à 0"* et sous la pression de 760"". '^our déterminer ce dernier terme, on mesure comme ci-dessus le

poids A = (p — tt) . -— ^ -— de lair sec qui remplit un

"*''on à robinet, sous la pression 760"" et à la température 0°. On pèse ensuite ^l>allon rempli d'eau distillée. Soit P le poids obtenu, f la température, et iz le P®*ds du ballon vide. Si nous représentons par 5 la dilatation de l'eau, de 4°

* ^' ^, on aura E = (P — ir) "V, , pour le poids de l'eau à 4° qui rem-

P**ï*«iit le ballon ayant la capacité qui correspond à la température de 0° ;

**^t"s Y s®^^ '^ Po^^s spécifique de l'air par rapport h l'eau. MM. Biot et

^^^go ont ainsi trouvé le nombre 0,0013.

On conclut de là que le poids d'un litre d'air à 0° et sous la pression de 760"" ^^t. les 13 dix-millièmes du poids d'un litre d'eau à 4°, c'est-à-dire que ^ litre d'air pèse Ik',3.

M. Regnault a repris ces expériences, en prenant une multitude de précautions nouvelles. Il a d'abord pesé le ballon ouvert ; soit p son poids. Il y a fait ensuite bouillir un peu d'eau pour chasser tout l'air du ballon, puis il a fermé le robinet. Ayant ensuite préparé un vase plein d'eau bouillante et bien purgée d'air, il Ta mis en communication avec le ballon, au moyen d'un tube plongeant jusqu'au

fond de Veau bouillante ; il a ouvert peu à peu le robinet, et Teau bonillaitea rempli le ballon sans se mêler à Tair. Le tube recourbé fut ensuite remplacé]nr un tube à boule, rempli d'eau bouillie, pour maintenir le ballon plein pendant son refroidissement et pendant qu'il était entouré de glace fondante. Quand la température du ballon eut atteint 0°, son robinet fut fermé, on le plongea dans une grande masse d'eau, pour lui faire prendre la température de la chambre, *et on le pesa. En retranchant de ce poids le poids p du ballon ouvert, on obtint le poids P de l'eau qui remplissait le ballon à 0° , diminué de celui de Tair qui le remplissait à la môme température. Or, le poids de l'air remplissant le ballon a 0° ayant été mesuré avec soin, en l'ajoutant à P, on eut le poids de l'ean. On calcula ensuite ce qu'eût ce poids si l'eau eût été à 4°; et le ballon renfermait autant de centimètres cubes qu'il y avait de grammes dans ce poids.

M. Regnault a trouvé ainsi i«*',293187 pour le poids d'un litre d'air àO' et 700™" de pression. On conclut de là, que le rapport entre les poids de volumes égaux de mercure et d'air, est 10513,5, le poids spécifique du mercure étant 13,596.

878. Expériences de MM. Dumas et Bousslng^aolt. — Dans un remarquable Mémoire sur la composition de l'air *, MM. Dumas et BoussingauU ont mesuré la densité de l'oxygène, de l'hydrogène et de l'azote, en perfectionnant beaucoup la méthode employée habituellement. Le gaz , au lieu d'êlre recueilli d'avance dans un gazomètre, où il se mêle avec les gaz dissous dans l'eau, était introduit dans le ballon, à mesure qu'il se produisait, et après avoir traversé des tubes en U destinés, les uns à le purifier, los autres à le dessécher. On faisait le vide et on remplissait plusieurs fois le ballon de gaz; et à la fin, le gaz qui remplissait le ballon avait exactement la pression atmosphérique, donnée par un baromètre. Le ballon était renfermé dans une cave artificielle formée d'un grand vase cylindrique en zinc à double* parois; l'espace intermédiaire était rempli d'eau (fig. 64-8), et l'appareil se fermait avec un couvercle creux ce, aussi rempli d'eau. Le ballon était ainsi entouré d'une couche d'eau de 20**™ d'épaisseur, dont la température était connue au moyen de ])lusieurs thermomètres /, l\ La température du gaz dans le ballon était donnée exactement par un thermomètre T qui y était suspendu, et dont le niveau s'observait dans le tube qui surmonte le col du ballon, ce qui est bien plus exact que de prendre la température de l'air environnant.

Pour peser le ballon, on le suspendait dans une armoire doublée en ploml' (/?^. 649), garnie d'une couche de chaux vive c pour dessécher l'air- Les portes de l'armoire étant fermées, le ballon était soustrait à tous te

Fig. C48.

« Annales de chimie et de physique^ 3® série, 1. 111, p. 2GS.

DENSITE DES GAZ.

rayonnements extérieurs, notamment à réchauffement produit par rapproche de l'opérateur. L'armoire renfermait un thermomètre qui en donnait la température. Avant d'effectuer une pesée, on attendait que le ballon eût pris cette température, puis on Tessuyait avec soin '.

879. Expérieuees de M. Re^naalt. — Dans la méthode perfectionnée dont nous venons de parler, il y a encore quelques incertitudes provenant de la couche d'humidité en proportion variable qui adhère extérieurement au verre, et de la perte de poids du ballon dans Tair, laquelle Tarie avec la pression et la température de ratmosphére. M. Regnault évite ces incertitudes par un moyen bien simple : il fait équilibre au ballon plein de gaz , avec un autre ballon de même grosseur fabriqué avec le môme verre; les deux ballons éprou- Teiitles mômes pertes, et M. Regnault a vu l'équilibre se maintenir pendant quinze jours, malgré les changements de température , de pression et d'humidité de l'aatmosphère.

Pour éviter les corrections relatives aux dilatations, le ballon qui contient le gaz «31 entouré de glace fondante (fig. 650), ^ y fait le vide, on le remplit de gaz sous

b pression atmosphérique, puis on le lave, on l'essuie et on le suspend à la balance dans une armoire semblable à celle de la fig. 649, et l'on attend, pour le peser, qu'il en ait pris la température.

Pour mesurer la pression dans le ballon, après qu'on y a fait le vide, M. Regnault se servait du manomètre barométrique (I, 332). 66 (fig. 650) est le baromètre plongeant dans une cuvette en fonte à deux compartiments; dans fonde ces compartiments plonge le iuhe tt' qui communique par sa partie supérieure, avec le ballon, au moyen d'un tube en plomb ta, qui part d'une tubulure i trois branches a. Le tube m communique avec la machine pneumatique. On mesure au cathétomètre la différence de niveau aj3 = A, puis la hauteur H <ln baromètre, en se servant de la vis d'affleurement V.

i^easité den gmw. h «00®. — M. Regnault a aussi comparé les densités de plusieurs gaza 100". Pour que la monture du robinet du ballon puisse supporter

Fig. 649.

* MM. Dumas et Boussingault ont reconnu qu'en essuyant le baUon aTec un linge sec, on ^ charge à^ilectricité. M. Regnault a constaté qjb même résultat. Il faut attendre que cette ^'^icité ge soit dissipée, car elle apporterait des erreurs dans les pesées.

cette température, elle se compose de deux pièces A, B (fig. 650), rénniespir des vis f, v, et entre lesquelles on a mis un bourrelet de chanvre imprégaè d'un mastic gras, formé dccéruse et de minium broyés avec de l'huile de lia, que la chaleur fait durcir. Le ballon est suspendu dans un grand vase enttle galvanisée, muni d'un couvercle, et au fond duquel on fait bouillir de feas, dont la vapeur l'enveloppe de tous côtés. On pouvait prévoir que les gaz qui»

dilatent plus que l'air auraient une densité, jnr

rapport à ce gaz, moindre à 400® qu'à 0"*; c'ert,

fj] f 1 Ijg en effet, ce qui a lieu; par exemple, l'adde

Il "^ \ Uv carbonique a pour densité i, 52910 à 0% et

Jj \ "^f 1,52418 à 100°.

Mesure du eoefflelent de dllalmtiM. — Le poids du gaz qui remplit le ballon à 100", comparé à celui qui le remplit à 0°, peut senir à calculer le coefficient de dilatation de ce gaz: soit P le poids du gaz à 0"" sous la pressin H — h; le poids du gaz qui remplit le balb,

sous la pression H, est Pjr^r • Le poids d»

gaz qui reste dans le ballon , quand on le porte à la température de l'ébullilion sous la pression H'

du baromètre, est P ^^^ (1+ KT) : 1+«T,

Fig. C'iO.

et a celui du gaz.

H-fc

en appelant K le coefficient de dilatation du verre, La diminution de poids p, donnée par l'expérience, est donc

■ d'où Ton tire la valeur de a. Cette nouvelle

H — A U^/i i +aT

manière de mesurer le coefficient de dilatation, permet d'opérer sur lesgazqni attaquent le mercure.

Vèrifleation de la loi de MarloUe. — En observant le poids d'un gV àO° ou à 100°, et sous diverses pressions, on peut encore vériûersite nombres obtenus satisfont à la loi de Mariette à ces deux températures- M. Regnault a reconnu ainsi, que l'acide carbonique, qui s'écarte notableni«D* de la loi de Mariette à 0°, la suit sensiblement à 100°, sous des pressions pto faibles que celle de l'atmosphère; ce qui confirme les résultats obtenus par une autre méthode (1, 323). Par exemple, à 0°, il a donné les densités 1,5Î9W' 1,52306, 1,52140, sous les pressions 700, 374 et 224 millimétré:^.

Voici les densités trouvées par M. Regnault:

DENSITE DES GAZ.

GAZ