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» d’un thermomètre divifé en 80 parties, depuis la
3> glace fondante jufqu’à l’eau bouillante, l’air at-
» mofphérique fe dilatoit de — 4 '83* \ Mém. fur le
fer &c, lu à lAcadémie royale des Sciences, en Mai
1786 , p . 36 ) ,
La confiance que mérite une expérience aufii di-
reéle, par ces trois célèbres Académiciens, indiquoit
fans doute la règle qui devoit être préférée dans
l’état aéluel de nos connoiffances, d’autant mieux
que le rapport diffère bien peu de celui qu’avoir
trouvé M. Trembley, & qu’il peut être pofïible de
le rapprocher encore plus , & de celui de M. Trembley
, & même de celui de M. le Général Ro i , en
confidérant ces différences comme les effets de la plus
ou moins grande quantité d’eau tenue en diffolution
par l’a ir, à raifbn de la différence des- lieux de l’ob-
lervation , fuivant les vues qui m’ont été communiquées
à ce fujet par M. Monge. Mais j’avois à confi-
dérer en même temps qu’il n y avoir pas encore d’expérience
dîreéle pour des degrés de chaleur un peu
élevés ; qu’il étoit pofïible que la marche de dilatation
ne fut pas uniforme à toutes les températures,
& qu’il importoit de la déterminer au moins jufqu’zu
degré de l’eau bouillante. D’autre part,, je ne pou vois
me diflîmuler qu’il n’étoit guère vraifemblable qué l’air
& lesgas qui diffèrent fi effentiellement, poffédaffent
néanmoins la propriété de fe dilater, dans la même
proportion , par les mêmes degrés de chaleur. J’étois
confirmé dans cette opinion, & par quelques effais
de M. Prieftley, quoiqu’il paroiffe lui-même ne leur
pas donner beaucoup de confiance (1)., & par la com-
paraifon que les Auteurs du Mémoire fur le fe r , précédemment
cité , avoient fait de la dilatabilité du gas
hydrogène avec celle de l’air commun, & qu’ils
«voient trouvée dans le rapport r r de —1831,—02 à ,■1 •8 • 4*-, 8»3
de leurs volumes , par degré du thermomètre de
Réaumur.
Toutes ces raifons me faifoient defirer de porter
quelques lumières fur cet objet, par de nouvelles
recherches ; mais elles exigeaient un temps qu’il ne
m’étoît pas pofïible d’y confàcrer , & j’étois prêt d’y
renoncer, lorfque M. Prieur du Vernois , Officier au
Corps royal du Génie , m’offrit de prendre fur lui la
plus grande partie du travail. Ces expériences, qui
l’ont occupé près de deux mois, ont toutes été faites
dans mon Laboratoire, avec des appareils combinés,
variés, corrigés pour obtenir des réfultats exempts
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d’erreur, & qui euffent toîite la précifion que Pott
pouvoit efpérer. Ces expériences l’ont conduit bien
plus loin que nous ne l’avions d’abord imaginé, puisqu'elles
lui ont fait découvrir dans ' la dilatation des
fluides aér’rfprmes, une augmentation progreflive
très-marquée , que je ne fâche pas que L’on eût juf-
qu’à préfent foupçonnée , ou du moins établie par les
faits. Je ne m’attacherai pas à préfenter ici toutes fes
.obfervations, qu’il feprôpofe de compléter & d e réunir
dans un Mémoire particulier $ d’autant plus que j’aurai
occafion d’y revenir en traitant des propriétés de la
chaleur & des gas : je me bornerai à en extraire actuellement
quelques-uns des principes les plus impor-
portans pour la réduéfion de ces fluides à un volume
confiant dans une température donnée.
Prenons d’abord une idée générale de la méthode
que M. du Vernois a Suivie dans fes opérations.
Après avoir rempli urt ballon d’air commun ( qui
mêlé avec partie égale de gas nitreux , donnoit 0,7 5
d’abforption ) , il l’a fermé par un bouchon bien
maftiqué, portant Siphon recourbé ; ce vaiffeau a été
plongé dans de l’eau dont la température étoit entretenue
à zéro par de la glace fondante , & maintenu
par une forte d’armure de fer, Soit pour le fixer
fous l’eau, foit pour l’empêcher de defeendre au
fond, ou même de s’éçrafer fous le poids du mercure
qui devoit y rentrer. Ce bain-avoit été difpofé
d’avance fur un fourneau, & il y avoit placé un
thermomètre dont la boule defeendoit à peu près au
niveau du centre du ballon, & dont l’échelle s’éle-
voit au deflus de la Surface de l’eau, fans toucher
aux parois de la chaudière,
Lorfque le ballon eut pris la température du bain ;
le fiphon fut engagé fous un récipient plein de mercure
, rçnverfé dans une cuvette de 8 pouces de
diamètre, ati milieu de laquelle il étoit folidement
affujëtti dans la ligne perpendiculaire, & on alluma
le feu fous la chaudière.
L’eau du bain ayant été échauffée à 20 degrés,
M. du Vernois nota exa&ement, au moyen d’une
double échelle collée fur le récipient, l’abaiffement
du mercure occafïonné par l’air qui s’y étoit introduit,
6c mefiira en même temps la “hauteur de la
colonne de mercure au deflus du niveau de la cuvette.
Il procéda de même pour les abaiffemeni
déterminés par les degrés 40 60 & 80. Son projet
avoit été d’abord de luivre cette dilatation dans des
degrés plus rapprochés ; mais les variations acciden-
dentelles influoient alors plus fenfiblement fur les
(1) Exper, & c . part. V , fe c t. 32. Il réfukerok de ces effais, que les expanfions de volumes égaux, échauffés depuiâ
».,88 , jufqu’à 5,33 degrés du thermomètre de Réaumur , feroient comme il fuit
Air commun............ ... . '............. ... . . . . 1,31
Air vital . ............................... 2,21
Gas a z o te ....................... .. 1,65
Gas acide carbonique ................................ 2,20
Gas hydrdgène . 2,05
Gas nitreux .
Gas acide muriatique ., . . . . . . . . . . . 1,33
Gas acide fulfureux ......... . 2,37
Gas acide fluorique........... 2,83
Gas^ ammoniacal . 4,75
M- Prieftley, en annonçant depuis quelques expériences fur le pouvoir qu’ont les différentes efpèces d’air dé~conduire
la. chaleur, dit avoir eu l’occahon d’obferver de nouveau, cette prodigieuse dilatabilité du gas ammoniacal qui lui avetf
f§it concevoir des doutes fur l’exaftitude de fes réfultati, Continuation, &c, papt III t fe c l, Wi *
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réfultats, & i l préféra ,de s’en tenir à ces quatre
grandes divifions pour déterminer plus fûrement la
marche de la dilatation.
L’eau de la chaudière ayant été tenue pendant
quelques inftans à la plus forte ébullition, de manière
que le thermomètre indiquoit quelquefois 81
& même 81 ~ degrés , fuivant. la pureté de l’eau
& la preflion attueile de l’athmofphère, on refroi-
diffoit prefque fubitement le ballon, fans le déplacer,
en tirant l’eau chaude par un fiphon , & rerapliffant
la chaudière de neige ou de glace pilée. Le mercure,
pendant cette condenfation , remontoit par le fiphon
dans le ballon où il remplaçoit exaélement la portion
d’air qui en étoit fortie par la dilatation ; ce qui fer-
voit non-feulement à aflùrer l’expérience contre tout
foupçon de communication avec l’air du dehors,
mais encore à vérifier s’il n’y avoit pas eu quelque
altération du fluide élaftique, capable de diminuer
fou volume, pour déterminer enfuite la nature de
cette altération par des épreuves ultérieures, tant
fur la portion reliée dans le ballon,, que fur celle
qui avoit pafle dans le récipient.
On penfe bien que, dans toutes ces opérations,
M. du Vernois n’a pas négligé de s’affurer préliminairement
de l’état de l’athmofphère ; c’efl ainfi que
dans l’expérience fur l’air commun dont je vais faire
connoître les réfultats, il avoit obfervé qu’au moment
où il l’avoit introduit dans le: ballon , le mercure
fe tenoit dans le baromètre à 26 pouces 9,5
lignes, que le thermomètre étoit un peu au deflus de
40 degrés, & l’hygromètre de M. de Sauflùre à
83 \ degrés ; mais pour aflùrer & Amplifier.fes calculs
, il en réunit toutes les bafes dans la formule,
fuivante.
Soit A , la capacité du ballon, y compris celle du
fiphon, & moins la partie du col occupée par le
bouchon.
Soient v , v , v ", v " , les volumes d’air fortis du
ballon pendant qu’il a été échauffé de zéro à 20, de
zéro à 40 , de zéro à 60 , enfin de zéro à 80 degrés.
Appelions également ht h', h", A"', les hauteurs des
colonnes de mercure au deflus du niveau de la cuvette,
ou qui foulageoient ces volumes de la preflion
de l’athmofphère au moment où ils ont été mefurés.
Soit enfin H , la hauteur du baromètre au temps
de l’expérience.
il efl évident que A * ^ repréfente le
^rapport de la quantité d’air forti du ballon , échauffée
à 20 degrés, à la quantité qu’t y étoit alors reliée.
De même "A l f y ^ ïT-A' y ^era rapport de
Pair forti du ballon, lorfqu’il a été échauffé à 40 degrés,
à ce qui y refloit alors; & l’on aura les rapports
pour les deux autres termes de chaleur, en
portant dans cette formule les expreflions v ", v " ,
h", h"\ .
Ainfi ces quatre^ fraéfions expriment les rapports
des augmentations de volume d’uhe même quantité
d’air Chauffée, en quatre fois différentes, de zéro à
AIR 67$
20, de zéro à 40 , de zéro à 60, & dé zéro à 80
degrés, par comparaifon avec le volume primitif de
cet air.
On voit par-là que fi ces quatre fraéfions ont entre
elles le même rapport que les degrés de chaleur qui
leur correfpondent, il en réfultera que la dilatation
fe fait également d’un degré de chaleur à l’autre ,
ou du moins qu’elle fe fait également dans les intervalles
de degrés indiqués; 6c, qu’au, contraire, fi
ce rapport change, la dilatation ne peut plus êt#e
regardée comme uniforme.
En appliquant cette formule à l’expérience fur l’air
commun, A ou la capacité du vaiffeau étant de
15,6729 pouces cubiques, M. du Vernois a trouvé ;
y zzz 1,3125 pouces cubiques,
v ' = . 3>555 V
v " 6,6250
v " ' =- 8,0000
Les valeurs de h réduites en nombre ont donné;
h — 3,4166 pouces linéaires,
h ' = 2,6666
hM = 1,6666
h " ' = 1,416 6
le baromètre s’étarir tenu, pendant ces obfèrvations,
à .27 pouces 0,45 lignes, H 27,0375 pouces. '
D’où l’on tire par le calcul les accroiflemens de
volume de l’air athmofphérique , comme il fuit :
Augmentation du volume primitif Degrés
(oii à zéro du thermomètre ) de chaleur corpris
pour l’unité. ' refpondans.
0 ,0 7 8 9 ................. ... P . . . . 20
0,2570 . . . . . . ...................... 40
0,6574 ..................................... 60
0 ,9 3 6 8 ...................................... 80
Comme entre chacune de ces fraéfions & la fui-
vante, l’augmentation efl proportionnellement plus
grande que les différences entre les degrés corref-
pondans, il efl démontré par l’expérience qu’il y a
accroiffemerit progreflif, ou que l’air efl d’autant plus
dilatable par des quantités de chaleur égales ( fui--
vant la mefure thermomètrique ) , qu’il fefl déjà plus
dilaté.
Il ne refloit plus; qu’à rechercher toutes les caufes
d’erreur qui avoient pu avoir quelque influence dans
ces déterminations ; c’efi ce qu’a fait M. du Vernois.
La première efl l’augmentation de volume que l’air
peut conferver dans le récipient, à raifon d’une
température un peu plus élevée que celle à laquelle
il a été mefuré primitivement : pour l’écarter, il a
entouré prefque en entier le récipient de glace fondante
; cependant, malgré cette précaution, le thermomètre
plongé dans le mercure de la cuvette, s’eft
élevé a 2 , 3 , & même quelquefois 5 degrés au
deflus de zéro, Il eftaifé de juger, par rexpêriencer