LOI DE MARIOTTE

On voit, au bas de la fifj. 20G, la manière dont le manomètre est ajusté au tuyau de fonte. La \irole recouvre en m toute l'épaisseur du tube de verre, pour empêcher qu'il ne soit soulevé par la pression du liquide intérieur. MM est la partie inférieure du manchon dans lequel passe l'eau, et g, g, celle d'une règle divisée, en laiton.

Au haut de la même figure est représentée la disposition adoptée pour assembler les tubes de la colonne ub {fig. 265). Une virole a (fig. 266) est mastiquée au tube inférieur l' ; elle porte deux rebords annulaires r et o, dont

Fig. 265.

Fig. 26G.

le dernier est taraudé en dedans. Un écrou roulant i serre la virole du tube Supérieur / contre celle du tube inférieur t\ Une lame de cuir gras est interposée entre ces deux viroles. Un cylindre n, portant une languette horizontale K, s appuie sur la virole a, et est maintenue par du mastic coulé dans l'espèce de coupe formée par le rebord r. La languette sert de repère pour mesurer la hauteur de la colonne de mercure. Après avoir relevé les distances des repères, il n*y a plus, dans chaque expérience, qu'à mesurer la distance du niveau du mercure au repère immédiatement au-dessous.

Graduation dn manomètre à air. — Pour diviser le manomètre mn en parties d*égale capacité, avant de le flxer au réservoir de fonte, on avait fermé à la lampe Textrémité inférieure, et ménagé à la partie supérieure une pointe effilée ne laissant qu'un canal très délié. Par ce canal on versait des mesures égales de mercure, et Ton marquait le niveau, sur une petite bande d'étain collée à Textérieur. Le tube fut ensuite ouvert à sa partie inférieure, fixé

30Î CORPS GAZEUX

à l'appareil , et Ton fit passer un courant d'air sec entrant par rextrémité supérieure et sortant à travers le mercure du réservoir R (/î^. 265), dans lequel une machine pneumatique l'aspirait continuellement. Quand le manomètre fut bien desséché et rempli d'air sec, on scella à la lampe, en un point marqué d'avance, la pointe supérieure, et Ton appliqua le long de ce tube une échelle en laiton portant un curseur i analogue à celui du baromètre de Fortin, et que l'on pouvait faire mouvoir dans le manchon rempli d'eau, au moyen d'un cordon sans fin passant sur cinq petites poulies, dont on voit la disposition dans la figure.

Dans chaque expérience, on mesurait la pression de l'air du manomètre, par la différence de hauteur du mercure dans les deux tubes ah, mn, et le volume occupé par le gaz, au moyen de la division marquée sur la bande d'étain.

Dulong et Arago ont trouvé la loi de Mariotte exacte, pour l'air, jusqu'à 27 atmosphères. Ils se proposaient de soumettre d'autres gaz à une semblable vérification ; mais, chose qu'on aura peine à croire, l'administration des bâtiments civils leur retira la jouissance du local dans lequel l'appareil avait été transporté pour leurs expériences sur la tension de la vapeur d'eau.

321. Loi de la compression des gaz autres que l*air. — La loi de

Mariette ne s'applique pas exactement à tous les gaz, surtout à ceux qui sont facilement amenés à l'état liquide par la compression. La première observation qui ait mis ce fait en évidence, est due à Van-Marum. Ce physicien plaça sous un récipient où il comprimait de l'air, deux éprouvettes renversées sur du mercure, l'une remplie d'air, et l'autre de gaz ammoniac. 11 vit ce dernier gax diminuer de volume beaucoup plus vite que le premier ; et quand l'air fut réduit au tiers de son volume à peu près, le gaz ammoniac se liquéfia, et le mercure remplit l'éprouvette. — MM. Œrsted et Swendsen reconnurent, en 1826, que le volume du gaz acide sulfureux, qui se liquéfie facilement, se réduit quand on le comprime, plus que ne l'indique la loi de Mariotte.

On ne connaissait que ces deux faits isolés, lorsque M. Despretz prouva, par des expériences concluantes, que beaucoup de gaz ne suivent pas la loi de Mariotte, même à une distance très grande de leur point de liquéfaction. Ayant comprimé de l'eau dans un cylindre de verre, au fond duquel étaient disposées deux éprouvettes égales renversées sur du mercure, l'une remplie d'air et l'autre d'un gaz différent , il reconnut que le mercure montait plus vite dans la dernière éprouvette, quand elle contenait du gaz ammoniac, de Yaéie sulfureux, de Y acide sulfhydrique, ou du cyanogène. Dés la seconde atmosphère de pression, la différence était sensible. Le môme physicien découvrit que l'hydrogène se comprime comme l'air jusqu'à 15 atmosphères; mais à partir de là, il se comprime moins que l'air ; présentant ainsi une exception très remarquable, qui a été coRfirmée depuis.

M. Pouillet a conclu d'expériences dans lesquelles la pression fut poussée jusqu'à i 00 atmosphères, que les cinq gaz qui n'ont pu être liquéfiés (oxygène, azote, hydrogène, oxyde de carbone, bioxyde d'azote) se compriment suivant la

COMPRESSIBILITE DES GAZ.

même loi que Tair, et que l'acide sulfureux y le gaz ammoniac, Vacide carbonique y le protoxyde d'azote, le gaz olé fiant et le gaz inflammable des marais se compriment plus que l'air, les différences augmentant avec la pression. — La fig. 267 représente l'appareil de M. Pouillet. Un piston plongeur c surmonté d'une vis v, s'enfonce, quand on le fait tourner, à travers une boîte à cuirs e, dans un vase en fonte contenant de l'huile et du mercure. Le mercure est chassé, par le canal o, dans deux tubes en cristal t,t\ de 2 métrés de longueur, mastiqués et serrés au moyen de vis, sur le socle en fonte f Ces tubes sont ouverts et effilés à leur extrémité supérieure. Après avoir refoulé le mercure jusqu'à cette extrémité, on la fait communiquer par l'intermédiaire de tubes remplis de matières desséchantes, avec les réservoirs qui contiennent l'air et le gaz sur lequel on veut opérer ; retirant alors le piston c, les gaz s'introduisent, et l'on ferme la pointe effilée, au chalumeau. Enfonçant ensuite le piston, le mercure refoulé comprime les gaz, et l'on compare les volumes sous différentes pressions, au moyen d'une fine division tracée sur les tubes, et en s'aidant du cathétoraètre.

3S2. Expériences de M. Regnault.

En étudiant la dilatation de l'air sous différentes pressions, M. Regnault a été conduit il douter que ce gaz suive exactement la loi de Mariette, et il a constaté qu'il s'en écarte un peu dans les hautes pressions*. Si cet écart n'a pas été aperçu dans les grandes expériences de Dulong et Arago, c'est que, pour les fortes pressions, le volume occupé par l'air dans le manomètre étant très petit (le vingtième, par exemple, du volume primitif, pour 20 atmosphères), la plus petite erreur de mesure devenait importante. Pour éviter cet inconvénient, ainsi que les incertitudes d'une graduation toujours difficile à effectuer, M. Regnault a fait ses expériences d'après le principe suivant. L'air est renfermé dans un tube vertical fermé par le haut, sous une pression que l'on fait varier d'une expérience à une autre, puis on réduit le volume de moitié en refoulant du mercure par le bas de ce tube, et l'on cherche si la pression a doublé exactement, quelle que soit la pression primitive.

Beseription de Tappareii. — Le gaz est renfermé dans un tube vertical ce' (fig. 268), de 3 mètres de longueur, fermé à sa partie supérieure par un robinet très exact r, et enveloppé d'un manchon dans lequel passe

Fig. 267.

1 Mémoires de l'Académie des sciences de Paris (1847), p. 329.

COUPS GAZEUX

continuellement un courant d'eau. Ce tube communique par sa partie inférieure avec un autre tube de cristal bb\ de 24 mètres de hauteur, destiné à recevoir la colonne de mercure qui doit mesurer la pression. Ce tube est composé de huit parties de 3 mitres de longueur, ajustées les unes aux autres, au mojeD de viroles enfer, a, p, à rebords coniques (/î^. 269), entre lesquelles est interposée une lame de cuir. Ces viroles sont pressées Tune contre l'autre an moyen d un collier articulé o, creusé en dedans d une gorge dont la section présente un angle plus petit que celui que forment entre elles les arêtes des cônes des viroles quand leurs bases sont appuyées l'une sur l'autre. Après avoir enveloppé le système des viroles, avec le collier o, on serre la vis v, et les deux viroles se trouvent fortement pressées contre l'anneau de cuir interposé.

rig. 268.

Le manomètre à mercure hh' et le manomètre à air ce' (fig. 268) étaient fixés à un mât en sapin mti. Ce mût était installé dans une tour c^irrée du Collège de France, et dépassait, ainsi que le tube hh\ la terrasse qui couronne l'édiGce.

On voit (fig. 269) comment les deux tubes hh' et ce' sont ajustés aux tubulures 6 et c d'un appareil en fonte de. C est une virole en fer en forme ie capsule, à laquelle est mastiqué le tube de verre ; elle est percée d'un canal ayant le diamètre de ce tube et se prolongeant jusqu'au milieu du tuyau iiorizontal de (fig. 268) ; elle est fixée à la tubulure par des boulons, avec interposition d'une pâte de minium. Pour plus de sûreté, du mastic avait été versé dans la capsule et relevé, pendant qu'il prenait de la consistance, le long da tube de verre, comme on le voit en C (fig. 269).