COMPARAISONS

57. But et méthode. — Nous avons vu que quelques éléments de correction des thermomètres auxiliaires doivent être déterminés par comparaison avec un étalon. Cette opération peut avoir aussi un autre but ; en comparant divers thermomètres étalons bien étudiés, on peut déterminer leurs écarts. S'ils sont de même verre, on se rend compte ainsi des divergences accidentelles provenant des erreurs de leur étude; s'ils sont de verres différents, on détermine, par des comparaisons, les lois de leurs divergences systématiques.

Pour comparer deux thermomètres, on les place côte à côte dans un bain d'eau ou d'alcool, à une température que l'on maintient constante ou plutôt légèrement ascendante. Dans les comparaisons précises, les thermomètres doivent être immergés au moins jusqu'à l'extrémité de la colonne; dans les expériences de moindre précision, on peut laisser émerger une partie de la colonne et appliquer aux lectures une correction appropriée (84).

Après avoir fortement agité l'eau du bain, pour établir l'uniformité de la température, on lit successivement l'indication des deux thermomètres; cette opération est répétée un certain nombre de fois, en intervertissant chaque fois l'ordre des lectures. Lorsque la nature des thermomètres le permet, il est utile de les re-' tourner au milieu de la série, pour éliminer les erreurs de parallaxe.

Le zéro doit être déterminé, en principe, avant et après chaque jsérie; la première détermination n'est faite que lorsque le thermomètre a été exposé pendant quelque temps à la température à mesurer, afin que la position du zéro devienne suffisamment stable. La moyenne des lectures de la série est réduite, dans la règle, avec la moyenne des zéros pris avant et après. Lorsqu'on veut diminuer le travail, dans des expériences de moyenne précision, on peut supprimer la détermination du zéro avant la série.

Dans les comparaisons, il est presque toujours avantageux de déterminer le zéro au micromètre.

58. Appareils. — Nous décrirons les appareils destinés à com-

parer les thermomètres en position verticale (cloches) et en position horizontale (auge).

Cloches. — On peut se servir, pour les comparaisons en position verticale, d'un appareil composé de trois cloches coaxiales en verre {fig* 28) de forme cylindrique, fermées en bas par des hémisphères, et distantes Tune de Tautre de i^" environ. La cloche intérieure, qui est fermée par un double couvercle en laiton, contient une certaine quantité d'eau; les intervalles annulaires sont aussi couverts. La cloche extérieure repose sur un pied circulaire placé dans un seau plein d'eau, que l'on peut amener à une température convenable. Le tout est supporté par un grand escabeau en bois. Le couvercle, maintenu en place par deux ressorts, est traversé au centre par un bouchon métallique, dans lequel glissent à frottement deux tiges de laiton terminées par des crochets; c'est à ces derniers que les thermomètres sont suspendus avec leurs réservoirs côte à côte. Quatre tiges de laiton, réunies par le haut, supportent dans l'eau une plaque annulaire de même métal, servant d'agitateur.

On emploie, pour les observations, deux petites lunettes, grossissant 10 à 12 fois, placées horizontalement à 40*^" environ des thermomètres; elles sont munies, devant Tobjectif, d'un diaphragme fendu verticalement, destiné à donner une netteté suffisante aux images rendues diffuses par la courbure des cloches.

Les thermomètres sont observés par transparence, la lumière étant, au besoin, atténuée et égalisée par un écran en papier de soie suspendu derrière l'appareil.

Auge, — On arrive à de meilleurs résultats, en comparant les thermomètres, en position horizontale, dans une double auge en métal, analogue à celles du comparateur à dilatation {PL 11, 111 et IV). L'auge intérieure, destinée à recevoir les thermomètres, peut avoir i "de longueur, o", 1 5 à o",20 de hauteur et o",25 à o",3o de largeur; elle est à simples ou doubles parois de métal ; elle est enfermée dans une auge plus grande, en métal, garnie de bois.

L'auge intérieure contient de petits supports semblables à ceux de l'appareil à calibrer; des bandes de verre blanc forment un fond éclairé. Une glace plane épaisse, débordée de toutes parts par un cadre, recouvre l'auge et empêche l'évaporation. Toutes

rig. ï3.

126 THERMOMÉTRIE DE PRÉCISION.

les parties de l'appareil dans lesquelles on n'observe pas sont couvertes par des planchettes que Ton peut déplacer à volonté.

Les agitateurs W, W, placés dans les deux auges, sont composés essentiellement d'un large tube U qui règne tout le long de l'auge et se termine dans une boîte cylindrique verticale, avec ouverture latérale à la partie supérieure, contenant une hélice à laquelle on peut communiquer un mouvement de rotation rapide à l'aide d'un électromoteur, ou à la main, par les volants U et les poulies y, y. L'eau aspirée à une extrémité de l'auge est ainsi reversée à l'autre.

La constance de la température est assurée par une circulation d'eau dans l'auge extérieure. Cette eau, chauffée ou refroidie dans une cuve séparée de l'auge, entre dans celle-ci par le bas et se déverse par des trop-pleins; elle peut aussi passer dans un serpentin placé dans l'intervalle des deux auges.

Les observations sont faites à l'aide d'une lunette verticale, portée sur une double glissière et munie à l'extérieur d'un miroir incliné à 4 5**, qui renvoie la lumière sur les thermomètres. La lunette peut aussi être simplement portée sur un pied avec vis de réglage posé sur la glace.

59. Calcul des résultats. — Jusqu'ici nous avons supposé implicitement que les comparaisons étaient faites seulement entre deux thermomètres. On peut former des groupes plus nombreux, mais la précision diminue. Les thermomètres étant plus éloignés les uns des autres, l'uniformité de température est moindre 5 puis la lecture correspondante de tous les thermomètres dure plus longtemps, et, quoique les observations soient faites en commençant alternativement aux deux bouts de la série, l^limination de la marche de la température eït moins bonne. Enfin, -plus les thermomètres à comparer sont nombreux, plus il est probable que l'extrémité d'une colonne sera cachée derrière le trait; les lectures, dans ce cas, sont incertaines de plusieurs millièmes de degré. On ne devra donc former, pour les comparaisons, des groupes comprenant plus de deux thermomètres que lorsqu'on ne cherchera pas à atteindre une très haute précision.

Lorsqu'on veut déterminer avec une grande précision les divergences de plusieurs thermomètres, on remplace les comparaisons