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L’École normale de l’an III. Vol. 3, Leçons de physique, de chimie, d’histoire naturelle

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Étienne Guyon

Leçons de physique d'Haüy

Septième débat

6 germinal/26 mars

Texte intégral

1Haüy. Je commence par répondre à la difficulté proposée par le citoyen Costa, au sujet de l’hygromètre, qui, étant placé sous le récipient où l’on fait le vide, monta vers la sécheresse ; tandis qu’il semblerait devoir descendre vers l’humidité, en absorbant une partie des molécules aqueuses que l’air abandonne.

2Il faut faire attention que deux causes principales concourent à retenir l’humidité dans le cheveu de l’hygromètre ; l’une est l’attraction des molécules propres de ce cheveu pour celles de l’eau ; l’autre est la pression que l’air environnant exerce sur ces dernières molécules, et qui les maintient contre la surface du cheveu. La dilatation de l’air détermine une partie des molécules aqueuses à abandonner le cheveu ; et quoique l’air, en se dessaisissant aussi de son humidité, par une suite de sa dilatation, paraisse tendre au contraire à mouiller davantage le cheveu, la première cause qui provient de la diminution de pression étant celle qui agit avec le plus de force, l’effet total sera de faire marcher l’hygromètre vers la sécheresse.

3Nous allons maintenant passer aux expériences qui ont été préparées pour cette séance. La première a pour but de prouver que la pesanteur agit également sur toutes les molécules des corps, d’où il suit que différents corps, en les supposant partis de la même hauteur, doivent tendre à tomber avec la même vitesse. Si nous voyons ceux qui sont moins denses, employer plus de temps, pour arriver à la surface de la Terre, cette différence provient de ce que l’air, en leur opposant une plus grande résistance, retarde davantage leur mouvement que celui des corps les plus denses ; c’est ce qui deviendra sensible, au moyen de l’expérience que le citoyen Lefèvre va avoir la complaisance de faire.

4Lefèvre. Voici un tube de verre, garni à sa partie inférieure d’un robinet qui sert à maintenir le vide, qu’on y a fait au moyen de la machine pneumatique. Mais, tandis que le tube est encore plein d’air, j’y insère deux petits corps, l’un de papier, l’autre de cuivre, et je renverse le tube, pour déterminer la chute de ces deux corps ; vous voyez que le papier est arrivé sensiblement plus tard au bas du tube que le morceau de cuivre... Maintenant que je viens de faire le vide dans le tube, je le renverse de nouveau. Vous avez vu les deux corps s’accompagner dans leur chute, et la terminer au même instant, ce qui prouve évidemment que la loi de la pesanteur est telle que l’a exposée le citoyen professeur.

5Haüy. La seconde expérience sera relative à la vaporisation. Nous avons dit que quand un corps avait passé de l’état solide à celui de liquide, par la force expansive du calorique, ce fluide, en supposant qu’il continuât de s’accumuler dans le corps, exerçait sa force contre l’obstacle que lui opposait la pression de l’air environnant, en sorte qu’au moment où il parvenait à vaincre cet obstacle, le corps passait à l’état de vapeurs. En conséquence, si l’on supprime l’obstacle, en plaçant la vase qui contient le liquide, sous un récipient où l’on fasse ensuite le vide, l’ébullition qui est le signe de la vaporisation, aura lieu par une température beaucoup plus basse que celle qui était nécessaire, quand l’air pressait la surface du liquide. Ainsi par une pression de 28 pouces de mercure, l’eau ne commence à bouillir qu’à 80 degrés de Réaumur. Elle va entrer en ébullition par une température très modérée, lorsqu’on aura fait sortit une partie de l’air contenu dans le récipient sous lequel on va la placer.

6Lefèvre. Nous avons fait chauffer l’eau pendant un instant, pour abréger l’expérience et n’être pas obligés de faire un vide si parfait. L’eau est à 38 degrés, ce qui fait une différence de 43 degrés avec le terme de l’eau bouillante... Voici l’ébullition qui commence, et vous voyez qu’en un moment, elle est devenue très rapide. Elle s’arrête maintenant quoique je continue de faire le vide, parce que la vapeur qui se forme au-dessus de l’eau remplace l’atmosphère, en exerçant sa force expansive pour comprimer cette eau, et l’empêcher de se vaporiser à son tour.

7Haüy. Les expériences faites par Prony et Bétancourt, dans un vide que l’on pouvait regarder comme presque parfait, prouvent que la vaporisation de l’eau commence alors à une température très peu élevée au-dessus de zéro.

8J’ajouterai ici une autre observation. Les bulles qui manifestent l’ébullition partent encore ici du fond de l’eau, comme si cette eau était sur le feu. Cet effet provient de ce que l’ébullition est toujours précédée d’une vaporisation insensible qui a lieu à la surface. La couche qui se dilate en cet endroit enlève une portion du calorique de celle qui est située au-dessous, et ainsi de suite ; de manière que la dernière couche est celle qui conserve son calorique le plus longtemps, ou, ce qui revient au même, elle est toujours la plus échauffée, et ainsi ce sera par elle que commencera l’ébullition sensible, au moment où la pression de l’air extérieur sera suffisamment diminuée.

9Lefèvre. Nous allons substituer l’alcool à l’eau. Il ne lui faut que 67 degrés de chaleur, et sans qu’il soit besoin de le faire chauffer, sa température actuelle suffira pour le déterminer à se vaporiser, lorsqu’on aura fait le vide à un certain point... Le voilà maintenant en pleine ébullition.

10C’est autre chose encore pour l’éther. Il ne lui faut que 32 ou 33 degrés de chaleur, par la pression de l’atmosphère, pour se vaporiser ; en sorte que, si nous avions ce degré de chaleur pendant l’été, nous ne pourrions obtenir l’éther sous forme liquide ; il se convertirait en fluide élastique, à mesure qu’il se formerait.

11Au lieu de mettre l’éther sous le récipient, nous allons le faire vaporiser par un procédé analogue à celui qu’ont employé les citoyens Laplace et Lavoisier, et que le citoyen professeur vous a exposé en vous parlant du calorique. Je prends un tube de verre fermé par un bout et, après l’avoir rempli de mercure, j’applique un doigt sur l’orifice, et je renverse le tube. Je plonge ensuite ce tube par le bas dans le mercure que contient cette cuvette et je retire le doigt. Le mercure descend aussitôt à la hauteur d’environ 28 pouces. Je marque l’endroit où il s’est arrêté, au moyen d’un fil rouge que je lie autour du tube. Je remplis de nouveau le tube de mercure, en laissant seulement près de l’orifice un petit vide dans lequel je verse une goutte d’éther. Ayant appliqué de nouveau le doigt sur l’orifice, je plonge encore le tube dans le mercure, et au moment où je retire le doigt, vous voyez le mercure descendre beaucoup plus bas que dans le cas précédent. Vous pouvez juger de la différence par la distance considérable qui se trouve entre l’extrémité de la colonne de mercure, et le fil rouge que j’ai attaché autour du tube. Tout l’espace situé entre cette colonne et le haut du tube est occupé par la vapeur de l’éther, qui presse sur la surface du mercure, et balance en partie la pression de l’air extérieur.

12Haüy. Pendant que nous tenons l’éther, nous pouvons l’employer à une autre expérience, dont le but est de prouver qu’en général les corps qui se dilatent enlèvent du calorique aux corps environnants.

13Lefèvre. Je prends un morceau de charbon, et j’en enveloppe la boule de ce thermomètre à mercure, qui est maintenant à 17 degrés. Je verse ensuite de l’éther jusqu’à ce que le coton en soit bien imbibé, et, pour hâter l’évaporation, j’agite la boule du thermomètre... Dans ce moment, le mercure est déjà descendu à 5 degrés... Il n’est plus qu’à 3 degrés et demi, ce qui fait plus de 14 degrés de différence avec la première température. Par un procédé semblable on parvient à faire congeler l’eau. Mais le mercure s’arrête ici au degré où il était descendu, et même il va commencer à remonter, parce que tout l’éther s’est déjà évaporé.

© Éditions Rue d’Ulm, 2006

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