DU SIPHON

g, 303), c'esl-à-dire que nous avons négligé la pression due à la colonne hauteur cd. Si le siphon se trouvait plongé dans un milieu plus dense ir, cette pression ne serait plus négligeable, et Técoulement pourrait ivoir lieu en sens inverse.

Set, soient d et d' les densités du liquide, et du milieu ambiant, et H la ', au-dessus du point a, de ce milieu supposé homogène; la pression que e la tranche n(fig. 303) dans la direction a'n sera Hd' — ôc' X d, et celle mpporte dans le sens opposé sera (H-f-7d)(/' — ce' X d. Retranclions ces Lpressions l'une de Tautre, la différence (ce' — aa')d—cd.d'=cd{d — d'), t la force qui pousse la tranche n dans le sens a'n. Si l'on a d > d\ deur est positive, et l'écoulement se fait en c. Mais si d' est plus grand c'est-à-dire si le milieu ambiant est plus dense que le fluide à transvaser, rence est négative ; ce qui veut dire que la tranche n est poussée vers le le liquide montera donc dans ce vase, si le point c plonge dans un autre vase rempli du même liquide.

SiJ'on avait d = d\ il n'y aurait aucun mouvement de liquide, quelle que fût la différence de niveau dans les deux vases.

Ces résultats peuvent se vérifier avec un siphon en verre à branches inégales, terminées par deux réservoirs ouverts en dessous, et que l'on plonge rempli d'air, dans 1 eau, en tenant fermée l'ouverture de la plus courte F»g- 305. branche. Dés qu'on débouche

cette ouverture, on voit l'air du réser\'oir inférieur dans le plus élevé. L'air peut être ce par de l'éther ou tout autre liquide moins dense lau.

. Siphon contenant de l'air. — Un siphon peut nner dans l'atmosphère quand il y a de l'air dans la supérieure hn, BN [fig. 305). Il faut, pour cela, que la *'»g. 306. r ah, AD soit plus petite que en, CN ; l'air logé en w6, ND 3 alors une force élastique égale à la pression atmosphérique diminuée Is de la colonne liquide wc, NC. Cet air fait fonction de parois. Avec la tion de la fig. 306, l'eau jaillit dans le vase V, parce que la pression 5 vase est moindre que la pression atmosphérique, du poids de toute la î c. C'est l'expérience du jet d'eau dans un siphon. r. Applications. — L'invcntion du siphon est généralement attribuée n d'Alexandrie, qui le décrit dans ses pneumatiques. Mais il résulte de de monuments de l'ancienne Egypte, sur lesquels cet instrument est

CORPS GAZEUX

figuré, qu'il était en usage chez les Egyptiens plus de 1700 ans avant notre ère. Ils en faisaient usage, du temps de Héron, pour faire passer Teau par dessus des collines. Les Chinois emploient encore la même méthode, usitée aussi en Europe dans certains travaux hydrauliques. Pour amorcer le siphon, on en ferme les extrémités et l'on verse de l'eau par une ouverture pratiquée à la partie supérieure. Il faut renouveler cette opération de temps en temps, à cause de l'air que contient l'eau, et qu'elle abandonne sous une faible pression. Quelquefois on adapte à l'ouverture supérieure, une pompe pneumatique qui sert à amorcer, et qu'il suffit de faire jouer de temps en temps pour extraire l'air qui se dégage de l'eau.

Machine ft élever l'eau. — La fig. 307 représente un appareil destiné à faire monter l'eau, au moyen du jeu du siphon, d'un bassin B dans un réservoir Sr qui est fermé de toutes parts. On remplit d'abord d'eau un second réservoir R'R, en ouvrant le robinet R'. On ferme ensuite ce robinet, et l'on ouvre le robinet R ; l'eau descend dans un tuyau /, dont la hauteur doit être plus grande que Ba, l'air est raréfié en TS, et l'eau monte, par le tube Bo, dans le réservoir Sr, qui doit se trouver plein quand R'R est vidé. On ferme alors le robinet R, et l'on ouvre R', le réservoir R'R se remplit, et pendant ce temps-là on recueille par le robinet r l'eau élevée en Sr, et l'on recommence l'opération. Une soupape placée en S empêche l'eau que contient le tube Ba de retomber pendant que la pression atmosphérique est rétablie dans les deux réservoirs. Il est évident que la hauteur Ba doit être plus petite que 10 mètres, et la capacité du vase R'R, en

rapport avec cette hauteur et avec la rapacité du réservoir Sr. — On file une machine semblable établie à Baie.

358. Vase diabète , on de Tantale. — Ce petit appareil, connu des anciens, consiste en un vase A dans lequel se trouve un siphon (fig. 308), dont l'une des branches a s'ouvre près du fond du vase, et dont l'autre en traverse le pied. Si l'on verse de l'eau dans ce vase, elle s'élève à la même hauteur dans la branche intérieure a du siphon, jusqu'à ce que le niveau atteigne le point n. Alors le liquide tombe dans la grande branche, en la remplissant complètement (ce qui suppose que son diamètre n'est pas trop considérable), et le siphon étant dès lors amorcé, tout le liquide

Fig. 307.

Fig. 308.

mît û\È vase. Oii*^'^^^*-''^^^'^* P^^"-"' ^'ïicIht le jeu derin^itriinienl, le siplinn est Inp* fïans l'épaiïjSHir 4les paruis du vase, et l'eau se rend ilaas un résenoir contenu dans son pied.

Au lieu d'un siphon, on emploie souvent y\n tube droil qui traverse le pied ilti vase, B, et que l'on recouvre d'uue [letîte elorhe r^ et liauerée par le ha>. Il peut rester de Tair eu r, au haut de rette es[K*re de siphon, sans qu'il ecî^se de ftinctiouner (350). Quelffuefois la petite rlocïie c est erensée dans^ Hnlérieur d'une statuelle représentant Tantale, el disposée de manière que l'eau ne puisse atteindre a sa Imurlie avant c[ue le siphon ui^ soil auiorci'r; roniïiie on le voit en D {(ig, 308). De là le nom de vase de Tûttttile^ donni^ souvent au vase diabète.

3S9. Eciiiil«iti«^iit iiiterttiill4^itt produit par tiii alphoa, — - Si Ton fait arriver de l'eau, a ver une vilesse eonstaiite, dans un \i\sv diabète, par \m o ri fiée moindre «(ue la section du siphon, le niveau s'ëkWe dans le vase, arrive en n ifiii. 308)» et le siphon est amoreé. Alors, le nWeau deseend, puisque le siphon laisse sortir Teau plus vite qu eiie n'arrive. BientèL, Tair pénètre dans !a |i élite branehe, le siphon n'est plus anuireé, w

et refoulement eesse ; pour recomnieneer dés que le niveau revient au point H,

Fufilatne In ternit tien te natn* relie* — [[ existe des sourees naturelles interoiitlenles, que l'on explique par le jeu du siphon On I juppose que fou vertu re a {fuj. 'îOOi )ttr laquelle Xmw jaillit, conuuu nique avec une cavité gouterraine C, au moven d'un eanal anh ay;int la forme d'un sii»hon. Cette eavilt' rproit de leau , de niiUiière que h' niveau s'élève peu à peu jus(ju'a nu ; aloj s le siphon est amorcé et l'eau jaillit en û. Si l'eau sort plus vite par le siphon , qu'elle n*arrjve daiis hi

cavité C, le niveau baissera jusqu'en /i, Tnir pénétrera dans le siphon, el rérouh^ïnenl s*arn?tera, jKiur se reproduire nnssitM que Teau aura atteint de nouveau la hauteur un.

USO. Funlainp de Stiiniiiui». — La (mUulnr th Shtrmins, ou de eommath dément^ donne un éeoulemeul intermittent sans emplover de siphon. Cet instrumeni ifitf. 310) se eompose d*un vase ronlenant de l'eaiu ferme hermétiquemenl à âa partie supérieure, et mnnf vers le bas de plusieurs orlfiees eapillaiies o,v.., situés dans un mùme plan horiîîontal. La surface de l'eau est mise en communication avec ralmosphère pai' un tube vertical mt, dont T extrémité inférieure,

Rg. am.

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taillée en biseau, s'ouvre près du fond d'une cuvette qui sert de pied à Tinstrument. Cette cuvette est percée d'un petit trou c, qui laisse sortir l'eau moins vite qu'elle n'arrive par les orifices 0,0... Il résulte de Ifi que, lorsque l'écoulement aura lieu par ces orifices; le niveau montera dans la cuvette, l'ouverture inférieure du tube aa sera bientôt couverte par l'eau, et la communication du vase a avec l'atmosphère sera interrompue. L'écoulement continuera encore quelques instants, jusqu'à ce que la colonne d'eau de hauteur h, jointe à la tension de l'air contenu dans le vase, fiissc équilibre à la pression atmosphérique. Alors l'eau aura monté dans lo tube aa d'une hauteur égale à ^, et l'écoulement s'arrêtera. Mais l'eau continuant à s'échapper par l'oriûce c, l'extrémité inférieure du tube aa se trouvera bientôt dégagée, l'air rentrera

dans le vase supérieur, et l'écou- Icment recommencera en 0,0 y jusqu'à ce que le tube aa soit de nouveau obstrué ; et ainsi de suite.

361. Ecoulemeiit constant produit avec le Hiphon. — La vitesse d'écoulement d'un liquide à travers un siphon dépend d(^ la différence de niveau oa (/! 3 1 1); si donc on fait en

sorte que cette différence reste constante, la vitesse d'écoulement ne variera pas. Pour remplir cette condition. Héron d'Alexandrie a imaginé de fixer un flotteur ef à la branche intérieure du siphon, (lui est, en outre, soutenu par un cordon passant sur des poulies et tendu par un poids P moins lourd que le système flottant. A mesure que le niveau baisse en R, le siphon descend avec le flotteur, et la différence oa reste constante.

36«. Flacon de Hariotte. — Cet appareil est fréquemment employé pour obtenir un écoulement constant; Mariotte le destinait à prouver que l'air presse également dans tous les sens, et il peut servir à montrer différents effets de la pression atmosphérique. Imaginons un flacon ordinaire A (fig. 312), auquel est ajusté, au moyen d'un bouchon, un tube mn, ouvert par les deux bouts. Ce flacon porte plusieurs orifices capillaires a, b, c, placés à des hauteurs différentes, et d'abord fermés.

Fig. 310.

Fig. 3H.

ECOULEMENT CONSTANT.

Fig. 312.

Fig. 313.

Le flacon était entièrement rempli d'eau, ainsi que le tube mn; si l'on ouvre Torifice b, le liquide jaillit en vertu de la pression exercée par la colonne d'eau que contient le tube tnn, jusqu'à ce que le niveau dans ce tube soit descendu à la hauteur de Toriûce h. Alors l'écoulement s'arrête, le liquide qui se trouve

dans le flacon, au-dessus du point 6, n'exerçant pas de pression, puisqu'il est tenu en équilibre par la pression atmosphérique. Si l'on ferme l'orifice h pour ouvrir c, on voit l'air entrer par bulles en c et se porter à la partie supérijeure du flacon ; en même temps l'eau monte dans le tube mn jusqu'au niveau c; résultat facile à expliquer.

Pour obtenir un écoulement constant, il suffit d'ouvrir l'orifice a placé au-dessous du point n. La vitesse d'écoulement va d'abord en diminuant, à mesul^e que le niveau descend dans le tube mn, ce que l'on reconnaît à la diminution rapide de l'amplitude du jet; mais dès que ce niveau est arrivé en w, l'écoulement devient uniforme. En effet, à partir de ce moment, l'air pénètre par l'ouverture n et monte par bulles dans la partie supérieure du flacon. L.^, il prend une force élastique égale à la pression atmosphérique diminuée de la colonne d'eau xn, et l'eau que cet air déplace ramène constamment le niveau au point n dans le tube mn, malgré la dépense. La vitesse d'écoulement est donc due à une colonne np, qui ne change pas de hauteur ; elle est donc constante.

On remarque que la veine liquide oscille pendant l'écoulement, et que les oscillations coïncident avec la sortie des bulles d'air en n. Cela tient à ce que la bulle, prêle à se séparer du tube mn pour monter en x, raccourcit pendant un moment la colonne np, qui reprend sa longueur dès que la bulle s'est détachée.

Pour obtenir la vitesse que l'on désire, on fait varier la distance «/), en enfonçant plus ou moins le tube mn. Il est évident que, dés que le niveau x est arrivé au-dessous de n, l'écoulement cesse d'être constant. On voit dans la

Fig. 314.

CORI*S G.\ZRUX.

fig, 313 une autre disposilion au moyen de laquelle on obtient un écoulement constant : au-dessus du niveau, est renversé un vase V complètement fermé à sa partie supérieure, et dont Torifice n est échancré. Ce vase est plein de liquide. Dés que la surface de l'eau arrive un peu au-dessous de Téchancrure, l'air passe par bulles, et l'eau qu'il chasse rétablit le niveau.

On emploie souvent un moyen semblable pour obtenir un niveau constant d'huile dans certaines lampes. Le vase V, rempli d'huile, est renversé dans le réservoir R (fig, 314), dans lequel le niveau doit rester constamment à la hauteur du bec b. La soupape s empêche l'huile de tomber pendant qu'on retourne le vase V après l'avoir rempli ; une longue tige, qui vient toucher le fond du réservoir R, tient ensuite cette soupape ouverte.