PRODUCTION DE LA VAPEUR EN VASE CLOS

i^ Lorsqu'il n'existe dans la chambre que de la vapeur sans liquide, elle se dilate suivant la loi des gaz permenanents.

2** Lorsque le liquide est en excès, la tension de la vapeur croit avec la température dans un rapport beaucoup plus grand que la tension d'un gaz permanent placé dans les mêmes conditions.

L'élasticité de la vapeur d'eau croit de 0® à 100° dans le rapport de 1 à 152, tandis que celle de l'air pour la même différence n'augmente que dans le rapport de 1 à 1,375.

En vase clos, les vapeurs qui se produisent ne trouvant aucune issue, le récipient qui les renferme étant soumis à une source continue de chaleur, leur tension, leur densité, croissent de plus en plus avec leur augmentation de température ; mais le dégagement continu de la vapeur qui constitue i'ébuUition est impossible.

Par suite, tandis que dans un vase ouvert la température d'un liquide ne peutdépasser son point d'ébullition, dans un vase clos, au contraire, elle peut s'élever beaucoup au delà.

Il résulte des lois que nous avons mentionnées qu'il y a :

1^ Absorption de chaleur pour la liquéfaction d'un solide et de la vaporisation d'un liquide.

2<* Il y a, au contraire émission de chaleur lors de la solidification d'un liquide et de la condensation d'une vapeur.

3^ Les quantités de chaleur ainsi absorbées ou émises sont insensibles au thermomètre ; elles sont employées, si non en entier dans tous les cas, au moins en grande partie, à produire le changement d'état.

Dans la dilatation et la contraction des corps, il y a également absorption et restitution de chaleur.

On peut donc en répéter que le calorique latent est toute la quantité de chaleur qu'un corps absorbe ou dégage en changeant d'état ou simplement de volume sans affecter aucun changement; au thermomètre.

Il y a donc trois espèces de caloriques latents.

1° Le calorique latent de fusion. C'est la chaleur latente qui correspond à la fusion ou à la solidification d'un corps.

2^ Le calorique latent de vaporisation ou d'élasticité d'un corps ou dégagée par sa condensation.

3*> Le calorique latent de dilatation ; c'est la chaleur latente consommée par la dilatation d'un corps et restituée en cas de sa compression, le ramenant dans ses dimensions primitives.

Tous ces caloriques latents se mesurent par le nombre de calories qu'absorbe ou émet chaque kilogramme du corps considéré quand il varie d'état ou de volume, tout en conservant la même température. Ainsi le calorique latent de dilatation de Tair est sensiblement celui de la vapeur d'eau et correspond à 0,84 calorie

par kilogramme pour une variation de r-jr en volume; celui de

1 ou

1 kilogramme de glace est de 75 à 79 calories ; ce dernier chiffre

est plus exact.

LOIS ou MÉLANGE DES GAZ ET DES VAPEURS

Tout mélange d'un gaz et d'une vapeur s'opère d'après les deux lois suivantes :

1« Lorsqu'une vapeur se produit dans une atmosphère gazeuse, elle y atteint, à la même température, la même tension que dans le vide.

2^ La force élastique du mélange est égale à la force élastique du gaz et de la vapeur mélangés, en supposant que le volume primitif soit resté le même. Ces lois sont connues sous le nom de lois de Dalton.

Exemple des formules relatives aux mélanges des gaz et des vapeurs : 1^ Soit V le volume occupé par une masse d'air sec à la pression H. Que deviendra son volume Y' quand il sera saturée de vapeur d'eau dont la pression et la température restent les mêmes. Représentons par F la pression de la vapeur qui sature l'air, celui-ci dans le mélange est seulement soumis à la pression H-F, d'après la loi de Mariette, on doit avoir VH = V (H-F) d'où

'■=Mt^^'

-F7 2® Étant donné le volume d'air V occupé par une masse d'air saturé à la pression H et à la température r, quel sera son volume V toujours à l'état de saturation, à la pression H' et à la température f ? Si Ton représente par F la tension maximum de la vapeur à t degrés et par F' la tension maximum à f degrés, l'air sec, dans chacun des mélanges V et V, sera soumis successivement aux pressions H-F et H'-F'. En appliquant à la masse de gaz, dans ces deux cas la formule des gaz parfaits, on a Téquation :

V(H-F V'(ir~F- H-F t + at

i+at - i+at' ""^ "^ H'-F' ^T+â7

2^ Trouver le poids d'un volume d'air saturé de vapeur d'eau, à la température t et sous la pression h.

Soit H la tension de la vapeur aqueuse saturée à t^, la tension de I*air sera exprimée par h-E. Or le poids d'un volume d'air sec à la température t et sous la pression h-H est donné par Téqua-

tion -^ = ^ ,' ^^,^ dans laquelle K représente le coefficient de

dilatation; dans cette formule en y faisant d = • « = 0,

p = 76, p' = h-lî et multipliant par V, ce qui donne :

Pour obtenir le poids d'un volume V de vapeur saturée à V> et sous la pression H, on remarque que le poids d'un pareil volume

d'air sec dans les mêmes circonstances est de 1b' 3 V-tt — J--—

Ki ^ 76 ' multipliant cette expression par 0,62, densité de la vapeur à lOQo

par rapport à l'air, on aura lff',3 V X -jt^ x — ;=t- (2). Maintenant

il est visible que le poids V du volume d'air saturé de vapeur d'eau à la température t et sous la pression h est la somme des

expressions 1 et 2. Ainsi on a X = lKr,3 V x •—- X - ^ ^>^^

Kf 76

Comme H croît avec t, le poids X diminue quand la température augmente, la pression h demeurant invariable.

En comparant la valeur de x lorsque V = 1, à celle de d, on trouve que toutes choses égales d'ailleurs l'air humide est plus léger que Tair sec.