I. Mélange des gax entre eux

3VS. Tendanee des ^az à se mélanger. — Nous avons vu que les liquides mélangés se séparent, quand ils n'ont pas d'action chimique les uns sur les autres, et qu'ils se superposent dans l'ordre de leurs densités (171). H n'en est pas de même des gaz : non seulement quand ils sont mélangés, ils ne peuvent se séparer, mais encore quand on les superpose en plaçant les plus denses en dessous, ils finissent par se mélanger, même quand ils ne communiquent que par des ouvertures imperceptibles.

Berthollct a fait à ce sujet une expérience célèbre : il remplit d'acide carbonique un vase A, réuni , au moyen d'un tube étroit , à un ballon II {fig. 323), placé au-dessus et rempli de gaz hydrogène à la même pression et à la même température que l'acide carbonique. Les robinets r, r étant fermés, l'appareil fut placé dans les caves de l'observatoire de Paris, oii la température est invariable. Quand les ballons eurent pris exactement cette température, les robinets furent ouverts, et au bout de quelque temps on trouva dans chaque ballon un mélange uniforme

d'acide carbonique et d'hydrogène, malgré la différence de densité des deux gaz. Le mouvement de deux gaz l'un vers l'autre a reçu le nom de diffusion.

373. Loi dn mélange des gaz. — Berthollet trouva que la pression n'avait pas changé dans les ballons, pendant l'expérience. Ce fait est un cas particulier de la loi suivante découverte par M. Dalton : Dans un mélange de plusieurs gaz, la pression exercée par chacun d'eux est la même que s*il étatt seul. Pour démontrer cette loi, on prend plusieurs éprouvettes graduées reposant sur le mercure, et dans lesquelles on introduit différents gaz secs. On observe les volumes r, v'^v" .... de ces gaz, et les pressions p, p\ p" ... auxquelles ils sont soumis. Ces pressions s'obtiennent en retranchant de la

Fig. 323.

CORPS GAZEUX

hauteur du baromètre, la colonne de mercure qui s'élève dans chaque éprouvette au-dessus du niveau extérieur. On transvase ensuite ces différents gazdans une autre éprouvette graduée pleine de mercure, et l'on observe le volume V el la pression P du mélange. Si les gaz se comportent comme s'ils étaient seuls,

leurs pressions sous le nouveau volume V, seront p -—, />' -y-» p'-r * '

et l'expérience montre que la pression P est précisément égale à la somme de ces quantités. Un gaz en présence d'un autre, se comporte donc, dans l'état d'équilibre, comme en présence d'un espace vide dans lequel son élasticité le forcerait à se répandre.

374. Expériences de M. Graham. — Il semble résulter des expériences de M. Graham, que les vitesses de deux gaz qui se mélangent sont en raison inverse des racines carrées de leurs densités, comme cela aurait lieu si ces gaz se précipitaient dans le vide (366). M. Graham opérait avec ub tube de i millimètre de diamètre, portant une boule it 50 millimètres de diamètre (fig. 324). Ce tube étant fmnéâ sa partie supérieure au moyen de plâtre, rempli de gaz hydrogène, et enfoncé dans l'eau par sa partie inférieure, l'air et l'hydrogène se mêlèrent à travers les pores du plâtre, et il vit le liquide monter rapidement dans l'intérieur. Le nivcan étant maintenu à la même hauteur à l'extérieur et à l'intérieur, au bout de quelque temps tout l'hydrogène avait dispam et avait été remplacé par de l'air. Cela devait être, puisque l'atmosphère possède un volume infini par rapport à ceifli qu'occupe l'hydrogène. M. Graham a opéré de la môme manière sur d'autres gaz, mais l'hydrogène lui a donné les résultats les plus prononcés.

L'entrée de l'air et la sortie de l'hydrogène se font, à chaque instant, sm Tinfluence de forces égales ; car, si l'on désigne, à un moment donné, pari et a les volumes sous la pression atmosphérique P, des gaz mélangés dans le tube, on aura, d'après la loi de Mariette, pour la pression de l'hydrogèoe

qui reste, tendant à le faire sortir, P

... La pression de l'air entré est a + 6 *

mais l'air extérieur ne tend à entrer qu'en vertu de la difTe-

celle de l'atmosphère, différence égale à

rence entre cette pression et

P — P — ■ = P — — , force égale à celle qui tend à faire sortir l'hvdrogèDf.

En comparant les volumes de gaz sortis et entrés quand tout le gaz intérieur s'est dissipé, M. Graham a trouvé que ces volumes sont sensiblement en raisoB inverse des racines carrées des densités. M. Thomson a admis*, en discutant

' Annales de chimie et de physique, 2® série, t. LVI , p. 205.