MÉL.VNGE DES GAZ

les expériences de M. Graham, que les vitesses d'entrée et de sortie étaient à chaque instant dans ce même rapport, en considérant que les forces qui font passer les gaz sont égales, et que les résistances qu'ils opposent mutuellement à leurs mouvements, sont les mêmes à cause de l'égalité de l'action et de la réaction; et il en concluait que le rapport des vitesses était le môme que lorsque les gaz s'écoulaient dans le vide. Mais cette conclusion n'est pas exacte, car la vitesse d'un gaz dans le vide, est donnée par la formule [2] (366) ; pour l'hydrogène, on a /i' = 0 puisque ce gaz passe dans une atmosphère où il n'en

existe pas, et pour l'air, on a h — h' = P — - et /i = P ; les vitesses sont donc 3941/—, et 394 1/; — . ,,^, ; quantités qui ne sont pas en raison

inverse des racines des densités $ et $' des deux gaz.

M. Graham a aussi cherché la vitesse d'écoulement de différents gaz dans le vide à travers un tampon de plâtre, et il a trouvé qu'il fallait sensiblement le même temps pour l'introduction, sous la même pression, de volumes égaux d'fltr sec ou humide, d'acide carbonique, à'azote et A'oxyde de carbone, dont les densités sont i; 0,972; 1,1026; 1,527; ce qui n'est pas conforme à la loi de l'écoulement dans le vide. Mais cette anomalie peut s'expliquer, en remarquant que l'écoulement se fait ici par des espaces capillaires, dans lesquels le gaz éprouve des résistances, qui, peu sensibles pour les mouvements lents de la diffusion, deviennent considérables pour les grandes vitesses. C'est, au reste, ce qui résulte d'expériences de M. Faraday, qui a trouvé que les gaz qui s'échappent d'un récipient par un tube capillaire très fin, sous une pression de 4 atmosphères, mettent d'autant plus de temps à sortir que leur densité est plus grande. Sous les faibles pressions, il n'y a plus de rapport avec la densité. L'hydrogène, dont la densité est la plus petite, passe dans le vide à travers le tampon de plâtre, dans un temps qui n'est que 0,4 de celui que demande l'air, mais cependant encore plus grand que celui que la loi indique. Pour le gaz oléfiant, le rapport est 0,75. Des expériences plus récentes de M. Graham, montrent aussi l'influence des espaces capillaires sur le passage des gaz ^ Il résulte de ces expériences très nombreuses, que la vitesse de sortie par un tube capillaire est proportionnelle à la pression, et la résistance de ce tube proportionnelle à sa longueur, à partir d'une certaine longueur variable suivant les gaz. La vitesse de l'hydrogène est double de celle de l'azote et de l'oxyde de carbone.

Nous verrons plus tard que l'on a été conduit à admettre que les gaz, sous le même volume, la même pression et la même température, contiennent le même nombre de molécules. La plus faible résistance que les moins denses éprouvent en passant par les espaces capillaires, peut donc s'expliquer en admettant que leurs molécules sont plus fines.

* Annales de chimie el de physique, 3*5 série, t. XXYIII, p. 205.

Cette supposition, au moins pour le gaz hydrogène, est confirmée par les expériences suivantes, faites par M. Dœbéreiner et répétées par M. Magnus'. Si Ton renferme du gaz hydrogène, dans une éprouvette de verre fêlée et posée sur l'eau ou le mercure, le gaz sort par la fente, sans que Tair vienne le remplacer, et le liquide monte dans Féprouvette jusqu'à une hauteur qui peut aller, pour Teau, à 7 ou 8 centimètres. Les cloches de verre, tubulées et fermées avec un bouchon à Témeri et non graissé, laissent aussi sortir le gaz hydrogène jusqu'à un certain degré de raréfaction, et l'air n'entre pas à sa place.

375. Hypothèse de Daiton. — Pour expliquer les phénomènes du mélange des gaz, M. Daiton a supposé que les molécules d'espèce différente n'exerçaient pas d'action les unes sur les autres; hypothèse bien difficile à admettre. On ne conçoit pas en effet, qu'il n'y ait pas d'action par cela seul que les molécules sont de nature différente. Remarquons d'ailleurs qu'il ne s'agit d'expliquer que la loi des pressions dans le mélange et le phénomène même de , la diffusion ; car les résultats relatifs aux vitesses à travers un corps poreux j sont trop incertains et trop compliqués par les résistances capillaires pour qu'il | y ait à s'en préoccuper. Or, l'absence d'action est inutile pour expliquer la loi ; des pressions; car, si dans un vase qui contient un gaz, on introduit une nouvelle . quantité du même gaz, cette nouvelle quantité se comportera comme si elle était j seule, pour déterminer l'accroissement de pression ; et cependant ses molécules agissent sur celles de la première portion, comme elles agissent entre elles.

Pour expliquer la diffusion, remarquons d'abord que les gaz étant peu denses leurs molécules sont très écartées les unes des autres. La surface de séparation de deux gaz présente donc au passage de chacun d'eux , de vastes pores, dans lesquels ils peuvent pénétrer pour se mélanger. Il suffira, pour produire 1« mouvement, de la plus faible inégalité entre les actions des molécules d'espéJ^ différente. Or, cette inégalité existe, puisque la loi de Mariotte ne se vériûe pas exactement, et que l'écart n'est pas le même pour les différents gaz ; les actions qui s'exercent entre les molécules de l'hydrogène ne sont donc pas les méPf^ que celles qui s'exercent entre celles de l'azote ou de l'oxygène, ni égales a celles qui s'exercent entre les molécules d'hydrogène et d'azote. L'équilibre n'existera donc pas à la surface de séparation de deux de ces gaz, et l'équilibre hydrostatique ne sera établi que lorsque le mélange sera uniforme. Délais phénomène de la diffusion. On peut conclure de cette explication que, dans le mélange, la pression doit être un peu différente de la somme des pression* exercées par les gaz séparément ; seulement les méthodes par lesquelles on * constaté cette loi ne peuvent manifester des différences aussi petites. Enfin, ^* différence de grosseur des molécules, dont nous avons parlé plus haut, p<*** concourir, et suffirait même, à la rigueur, à expliquer la diffusion, d'auta^^ plus que l'expérience montre que les gaz qui se mélangent le plus promplcm^**^ sont ceux dont les densités diffèrent le plus.

> Annalet de chimie et de physique, 2« série, l. LI, p. 166.