LOI DE MARIOTTE

Gl 3 I I H

se trouve sur la mérae ligne horizontale ab. L'air occupe alors dans la petite branche un volume v indiqué par la graduation. Cet air est soumis à la pression H de Tatmosphère. On verse ensuite du merctire dans la longue branche, le niveau monte dans la plus courte, jusqu'en h\ et le gaz, réduit à un volume moindre t;', possède une force élastique qui fait équilibre à la pression H de l'atmosphère, augmentée de la colonne de mercure a' h. En comparant les quatre quantités V, v\ H, H+îâ, on trouve qu'elles satisfont toujours à la proportion V : v' = H -h a'/i I H ; qui n'est autre chose que l'expression de la loi de Mariotte. — Si la colonne a'h était égale à la hauteur du baromètre, v' serait la moitié de v.

Quand on veut aujourd'hui répéter cette expérience, on termine le tube h par un robinet en fer auquel on ajuste des tubes remplis de chlorure de calcium, ou mieux de fragments de pierre ponce mouillés d'acide sulfurique concentré, substances qui absorbent fortement l'humidité. Faisant ensuite communiquer le haut du tube ah avec une machine pneumatique , on fait circuler à travers l'appaceil un courant d'air sec qui passe de 6 en a à travers le mercure ; et, fermant le robinet en fer, on est certain d'opérer ensuite

Vsur de l'air bien desséché.

3f0. Cas des pressions inférleorfss à eelle de Tatmosphère.

— Le tube de Mariotte ne peut sei^ir

que pour les pressions supérieures à celle de l'atmosphère. Pour vérifier la loi dans le cas des pressions plus faibles, on modifie cet appareil de la manière suivante. La branche fermée a est très longue {fig. 263), et au bas de la courbure du tube est adapté un robinet en fer. Le niveau du mercure étant d'abord le même, ab, dans les deux branches, on fait sortir du mercure par le robinet; on voit alors le niveau baisser dans la branche ouverte, jusqu'en h, par exemple, et en même temps descendre d'une quantité moindre, de a en a', dans l'autre branche. La pression que supporte Tair est alors égale à H — a'h\ et l'on trouve que les deux pressions et les deux volumes v, v\ satisfont à l'égalité v l v' =1] — a'h' l H.

On peut encore, comme l'a fait Mariotte, employer un tube barométrique {fig. 264), portant une division en parties d'égale capacité. On remplit ce tube de mercure desséché par l'ébullition (301), on le renverse dans une cuvette

Fig. 263.

rig. 264.

300 CORPS G.\ZFX'X.

profonde, et l'on liiit arriver par la partie inférieure, au moyen d'un tube de dégagement, de l'air qui a traversé des tubes remplis de matières desséchantes. Cela fait, on enfonce le tube gradué dans la cuvette, de manière que le niveau du mercure soit le môme en dedans et en dehors. Alors l'air intérieur est soumis à la pression atmosphérique, et l'on obsene le volume qu'il occupe. On soulève le tube, le mercure monte, l'air occupe un volume plus considérable, et sa force élastique est égale à celle de l'atmosphère diminuée de la colonne de mercure soulevée. La hauteur de cette colonne se mesure avec une grande exactitude, au moyen du cathétométre, en s'aidant d'une pointe d'affleurement, comme dans la pg. 243. On compare ensuite, comme ci-dessus , les deux volumes successifs, aux pressions correspondantes.

320. Cas des fortes pressions. — Les appareils que nous venons de décrire ne peuvent servir à constater la loi de Mariotte que pour des pressions d'un petit nombre d'atmosphères. 11 était important de la vérifier pour de fortes pressions, d'autant plus que Boyle, Musschenbroeck, Sulzer, Robison, avaient cru la trouver en défaut pour des pressions de quelques atmosphères seulement; ce qui était dî\ probablement à l'état d'humidité de l'air qu'ils employaient. Œrstcd et Swendsen annoncèrent, en 1826, que la loi est sensiblement vraie jusqu'à 8 atmosphères. La question en était là lorsque, en 1829, Dulonget Arago, dans leur grand travail sur les tensions de la vapeur d'eau, furent conduits à vérifier cette loi jusqu'à 27 atmosphères.

Expériences de Duiong et Aran^o >. — L'appareil , imaginé par Dulong, était établi dans la tour du Lycée Napoléon, à Paris. Un tube vertical mn (^^.265), de 1™, 70 de longueur, et de 5 millimètres de diamètre intérieur, fermé à sa partie supérieure, et divisé en parties d'égale capacité, était rempli d'air sec. Ce tube communiquait, par sa partie inférieure, avec un long tabcdft, appliqué contre une poutre verticale traversant la tour dans toute sa hauteur, et assujettie aux voûtes qui la partageaient en difl'érents étages. Cette longue colonne était formée de treize tubes en cristal, de 2 mètres de longueur, justes les uns aux autres, et ayant le même diamètre que le tube mn. Des contrepoiè à poulies, adaptés à chaque virole de raccordement, étaient destinés à empêcher les tubes supérieurs d'écraser par leur poids ceux qui étaient au-dessous. La communication entre le tube inn et la colonne ab était établie par l'intermédiaire d'un tuyau en fonte, au milieu duquel se trouvait un résen'oir R deraêroe substance, contenant du mercure, qui occupait aussi la partie inférieure des deux tubes. Au moyen d'une pompe foulante p, on pouvait refouler de l'eau au-dessus du mercure du réservoir, de manière à forcer ce dernier liquide à monter dans le tube ouvert ah et dans le manomètre mn, où l'air se trouvait réduit alors à un moindre volume. Un manchon dans lequel passait un courant d'eau, et qui enveloppait le manomètre, empêchait la température de changer pendant la durée des expériences.

ï Annales de chimie et de physique, 2« série, t. XLIII, p. 74.