CHAP. I. — PRÉLIMINAIRES. O

Depuis quelques années, on s^est atlaché, particulièrement en France et en Allemagne, à composer un verre possédant des résidus minimes. Les \erres peu fusibles ont, à ce point de vue, de précieuses qualités; les résidus de dilatation y sont moindres que dans les verres facilement fusibles et disparaissent plus vite ( ' ).

La propriété la plus importante des mouvements du zéro consiste en ce que, à une même température, les dépressions se produisent beaucoup plus rapidement que les relèvements; de plus, la rapidité des deux mouvements augmente en même temps que la température s'élève. Ainsi, lorsqu'un thermomètre en verre dur est porté de la température ordinaire à loo**. Tétai stable est atteint après quelques minutes; dans le passage inverse, plus de la moitié du résidu subsiste encore après vingt-quatre heures, et l'état stable n'est atteint qu'après plusieurs semaines. Pour le cristal, le mouvement descendant du zéro à loo'* peut être constaté pendant une heure environ ; mais le relèvement dure des mois.

2. Détermination des températures. — Cette propriété est utilisée de la manière, suivante pour la mesure des températures : le thermomètre ayant été exposé pendant quelque temps à la température à mesurer, on note son indication, puis on détermine rapidement la position de son zéro; celle-ci ne variant que très lentement, on observe, dans les premiers instants, la position du zéro correspondant à la température mesurée; cette température est alofÇ comptée à partir du zéro observé; en d'autres termes, elle est donnée par la différence des deux lectures du thermomètre. Les températures, ainsi calculées, sont rapportées à l'intervalle fondamental [o* loo], le point loo étant calculé de la ménic manière que toutes les autres températures, à partir du zéro déterminé après.

3. Définitions fondamentales. — Nous nommerons échelli* /? thermométrique donnée par un phénomène thermique une fonc-

(*) Il semble qu'autrefois les thermomètres de précision étaient construits, pour la plupart, avec des verres peu fusibles. Dans l'introduction progressive du cristal en Thermométric, on a tenu compte plut<^t des facilités du travail et du bel aspect de ce corps que de ses propriétés thermiques.

4 THERMOMÉTRIE DE PRÉCISION.

tion linéaire de ce phénomène, et système thermométrique, ou système de températures, l'ensemble des données servant à définir rintervalle fondamental et sa subdivision en degrés; nous aurons ainsi Véchelle 'des divers thermomètres à gaz et à mer^ cure, et les systèmes Réaumur, centigrade, Fahrenheit.

Les points fondamentaux du système centigrade sont donnés par la température de fusion de la glace et la température d'ébullilion de Teau sous la pression de 760"™ de mercure, à 45** de latitude, à zéro et au niveau de la mer. L'intervalle fondamental est divisé en 100 parties égales.

L'échelle d'un thermomètre à mercure est fournie par la dilatation apparente du mercure dans le verre, rapportée à la centième partie du volume compris dans le tube capillaire, entre les points fondamentaux, ce volume étant exposé à la température à mesurer.

Cette définition est subordonnée aux trois hypothèses suivantes :

1** Les divisions de l'échelle correspondent à des capacités égales du tube capillaire.

2® Le réservoir nVprouve aucune pression intérieure ou extérieure capable de modifier son volume primitif.

3** L'intervalle fondamental [0100] correspond exactement à 100 degrés.

Dans aucun thermomètre, ces conditions ne sont rigoureusement remplies ; l'étude des thermomètres consiste à déterminer les corrections au moyen desquelles toutes les mesures sont ramenées, aussi exactement que possible, à ces trois suppositions.

Les indications corrigées de chaque thermomètre sont alors identiques à celles d'un thermomètre parfait, soumis toujours aux mêmes pressions, et dont Tenveloppe suivrait exactement la même loi de dilatation que celle du thermomètre en question.

L'étude des therniomètres fera l'objet du Chapitre IL

Les températures, définies comme il vient d'être dit, forment une échelle continue, exacte par définition à o*^ et à 100^, mais qui, aux autres températures, diffère, en général, de l'échelle théorique. La loi des divergences doit être déterminée pour chaque espèce de verre. Les Chapitres IV et V seront consacrés à ces recherches.

CHAP* I. — PRÉLIMIl^AIRES. 5

4. Forme et classification des thermomètres. — Les thermoinèlres destinés à être soumis à une élude individuelle doivent posséder les éléments exigés par cette étude, c'est-à-dire les points 0° et loo®, et les parties intermédiaires permettant de rapporter chaque section de l'échelle à l'intervalle [o'ioo] par une simple comparaison de volumes (calibrage). Nous nommerons étalons les thermomètres qui remplissent ces conditions (*) et thermomètres auxiliaires tous ceux pour lesquels il est nécessaire de déterminer un ou plusieurs points par comparaison avec un thermomètre étalon.

Thermomètres étalons, — Les thermomètres étalons {fig- 1)

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Fig. r.

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peuvent posséder soit une échelle continue entre o*^ et 100° et au delà, soit une échelle coupée par une ou plusieurs ampoules soufflées sur le tube et destinées à remplacer une partie de l'échelle inutile dans les expériences qu'on se propose de faire. Cet artifice permet de raccourcir beaucoup certains thermomètres étalons. Voici quelques modèles de thermomètres étalons : i"* Thermomètres avec toute l'échelle {^fig» 1 a), 2** Thermomètres à une ampoule, avec échelle continue de 0° à oo'' {^fig- 1 i>) oii de Do** à 100" {fig- \ c), ou, pour basses températures, de — 28° à 4-36'' {fig- I d). Celte disposition permet de

(') C'est en eflfct la ciéfiniiion logique d'un étalon. Nous avons rejeté ici le mot thermomètre normal, qui a de trop nombreuses significations.

() THERMOMÉTRIE DE PRÉCISION.

comparer entre eux les volumes [o- 5o], [5o • loo] ou [ — 28 • 36], [36 • 100]. Enfin, thermomètres avec une ampoule entre o" et 100", et échelle continue de loo'^à aoo®, permettant de comparer les intervalles [o • 100] et [100 • 200] {^fig* I e).

3** Thermomètres à deux ampoules, avec ëchelle de — 2° à + 32" ou au delà, quelques degrés près de 60" et de 100° {fig- i/), disposés pour une division en trois parties, [ — 2-32], [32 -66], [66 • 100]; ou avec quelques points voisins de So" et une section continue de loo** à iSo"* (^fig* ^g)f dans lesquels l'intervalle [100 -iSo] pout être comparé à [ojo] et[5o-ioo], et ceux-ci à [o* 100], etc.

3*' Thermomètres divers, avec plus de deux ampoules, comme le thermomètre universel à quatre ampoules (Pernet) (,/ï^. lA), à Taide duquel , en chassant un volume convenable de mercure dans les ampoules supérieures, on peut mesurer toutes les températures de — Sg** à lôo**, rapportées au zéro, et de 160** à 260° comptées à partir de 100°.

Thermomètres auxiliaires, — Dans la construction des thermomètres auxiliaires, on cherche à simplifier l'instrument, ou à le raccourcir, ou à allonger beaucoup le degré, pour permettre des lectures plus exactes. Les principaux thermomètres auxiliaires sont : les thermomètres météorologiques^ qui possèdent une portion plus ou moins étendue de l'échelle voisine de zéro ; les thermomètres dits calorimétriques y destinés à mesurer de petites différences de température et portant une courte fraction de l'échelle (10 ou i5 degrés), généralement séparée du zéro par une ampoule; enfin les thermomètres hjpsoméiriques , dont la partie utile, voi • sine de 100", sert à déterminer la hauteur barométrique par la température d'ébullition de l'eau.

Dans les deux premiers genres de thermomètres, la valeur du degré est déterminée par des comparaisons en un ou deux points, et les corrections des autres points par calibrage; on peut aussi déterminer toutes les corrections par des comparaisons. Dans le s derniers, la valeur du degré est déterminée sur une partie auxiliaire voisine de zéro, et reportée, par calibrage, sur la partie supérieure.

Détails pratiques, — Les thermomètres de précision doivent