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Submitted on 1 Jan 1903
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Philosophical magazine - 6e série, t. IV; novembre 1902
E. Perrreau
To cite this version:
E. Perrreau. Philosophical magazine - 6e série, t. IV; novembre 1902. J. Phys. Theor. Appl., 1903, 2 (1), pp.157-166. �10.1051/jphystap:019030020015700�. �jpa-00240737�
157
PHILOSOPHICAL MAGAZINE ;
6e série, t. IV; novembre 1902.
Loua ILB.YLEIGH. - On the Distillation of Binary Mixtures (Sur la distillation des mélanges de deux liquides). - P. 521-537.
Quelle relation y a-t-il entre les concentrations d’un liquide et de
la vapeur émise à un moment donné, quand on distille un mélange de
deux liquides ?
Si l’on a affaire à un mélange comme 1-I20 + CS2, où les pressions
de vapeur s’ajoutent simpleinent, la composition de la vapeur s’éle- vant du mélange bouillant est fonction de la température (ou de la pression totale) seulement. La composition du liquide distillé reste
constante jusqu’à ce qu’un des composants soit totalement enlevé.
A ce moment, la composition change brusquement, ainsi que la tem-
pérature d’ébullition.
Mais, pour de vrais mélanges, comme eau -E-- alcool, il n’en est pas ainsi : la composition de la vapeur, le point d’ébullition sous une
pression donnée, dépendent de la composition du liquide; et ces
trois quantités varient pendant toute la durée de la distillation.
Si l’on fixe la pression totale, à une composition du liquide corres- pond une composition de la vapeur émise. C’est à l’expérience à
déterminer cette relation.
Lord Rayleigh représente cette relation au moyen d’une courhe ; il porte en abscisses la concentration du liquide m et en ordon-
nées la concentration de la vapeur émise, soit
La courbe part naturellement de l’origine 0 correspondant à l’un
des liquides pour aboutir au point A de coordonnées (100, 100) cor- respondant à l’autre liquide; snivant que la courbe traversera ou ne
traversera pas la diagonale OA, la distillation se fera de deux manières bien distinctes.
Dans le second cas, on arrivera, en effet, toujours à se rapproclier
de l’état de pureté d’un des liquides.
Dans le premier, au contraire, pour le point de rencontre, liquide et vapeur ayant même composition, il ne servira à rien de
distiller. s
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019030020015700
158
Pour ce point où liquide et vapeur ont la même composition, la pression de vapeur, à une température donnée, est d’ailleurs mini-
mum ou maximum, ainsi que l’a montré Konowalow.
La courbe -~ en fonction de ~ permet de calculer facilement la com-
position du résidu. On voit en effet facilement que :
Si l’on peut écrire t (1) = h~, on a :
Pour des mélanges d’eau et d’alcool de faible concentration,
k - 12, on voit alors que, dès que (ù
est
2~2 fois plus petitque i. Le résidu s’approche donc très rapidement de l’eau pure.
Observations. - Le mélange était porté à une vive ébullition, et
on s’arrangeait de sorte que la condensation se fit uniquement dans
le serpentin (tube Liebig). On recueillait le liquide distillé dans de
petites bouteilles de 50 centimètres cubes, dont on déterminait le
poids. On connaissait ainsi à chaque instant et la composition du liquide distillé et celle du résidu.
Eau + alcool. - Si la concentration du liquide est inf érieure à 96 0/0 d’alcool, la vapeur est plus concentrée que lui et d’autant
plus que cette concentration du liquide est plus faible. Au delà de
96 0/0 d’alcool jusqu’à 100, c’est le contraire ; les concentrations de la vapeur et du liquide diffèrent d’ailleurs extrêmement peu.
La distillation d’un mélange alcoolique ne donnera donc jamais
de l’alcool de concentration supérieure à ~6 0/0.
HCI + Eau. - La concentration de la vapeur émise est plus petite que celle du liquide tant que la concentrations de ce dernier est inférieure à 20 0/0 ; elle devient ensuite plus grande, et cela très rapidement.
AzH3 + Eau. - La concentration de la vapeur est beaucoup plus grande que celle du liquide.
SO"H2 + Eau. - C’est le contraire, et ce n’est guère qu’à partir
de la concentration 70 que la vapeur contient un peu de SO’H2.
Acide acétique + Eau. - La vapeur est toujours moins concentrée
que le liquide, mais de très peu. ~°
159 Comme conséquence de cette étude, lord Rayleigh a imaginé un appareil permettant de séparer sous un régime uni forn2e de distilla- tion les deux constituants d’un mélange, par exemple l’eau et l’al-
cool.
Un tube en cuivre de 15 millimètres de diamètre, de ~~? mètres de long, est partagé en deux parties enroulées en hélice, comme les serpentins ordinaires, et placées séparément dans deux seaux en fer.
Le seau inférieur est rempli d’eau à 100°, le seau supérieur d’eau à
~ i °. Les deux serpentins sont réunis par un tube droit en verre ou en laiton de diamètre un peu plus grand, et muni d’unc tubulure latérale pour introduire le mélange.
L’ensemble des tubes est faiblement incliné. En quittant le seau supérieur, le tube est relié à un condenseur Liebig, et toute la vapeur
qui y pénètre s’y liquéfie. Le liquide aqueux est recueilli dans un
récipient relié au tube inférieur.
L’alimentation de l’appareil se faisait de manière que le liquide
tombât par une succession rapide de gouttes. On avait alors dans le tube un double courant, un de liquide, un de vapeur, allant en sens
inverse, le liquide s’enrichissant en eau, la vapeur en alcool. On obtenait ainsi de l’eau contenant 1 /~ 0/0 d’alcool et de l’alcool à 90 0/0.
E. PEItREAU.
K. IIONDA, SHINIIZU et hUSAKABE. - Change of the Modulus of Rigidity of Ferromagnetic Substances by Magnétisation (Changement du module de rigi-
dité des substances ferro-magnétiques par aimantation;. - P. 537-546; - et JouJ’nal of lhe College of Science, hnpeniaL Tokyo (Japon), t. XVI,
art. 13.
Pour observer le changement de rigidité provoqué par l’aimanta- tion dans un barreau de substance ferro-magnétique, on mesure la
variation de torsion qu’il subit sous l’influence du champ magné- tique. On réalise la torsion du barreau en tendant, au moyen d’un
poids, un fil enroulé sur la gorge d’une poulie, dont l’axe est lié invariablement au barreau.
Le mouvement de la poulie de rayon R est transmis à un cylindre
de rayon r par l’intermédiaire d’un fil souple, tendu par un faible ressort; un Iniroir fixé sur le cylindre permet d’en observer la rota-
tion, qui est égale à la torsion du fil amplifiée dans le rapport de R à r.
La rigidité K dans un champ nul étant préalablement observée
160
avec l’appareil de Nagaoka, on détermine la variation relative
-If
de la rigidité dans les différents champs magnétiques,. Voici les principales conclusions:1 P 1 ’ . d ’ 1 ÓK A,B
1° Ponr un champ magnétique donné, le rapport K paraît être indépendant du couple de torsion;
2° Ce rapport, dans les cas du fer doux, de l’acier, de l’acier-tungs-
tène et du cobalt, augmente avec l’intensité du champ magnétiqne,
suivant iine loi analogue à l’augmentation de l’aimantation;
3° Le nickel présente une anomalie. Le rapport diminue d’abord, passe par un minimum pour un champ efficace de 40 uni- tés C. G. S., augmente ensuite, devient nul pour ~I - 100 unités.
Au delà, il grandit dans des proportions beaucoup plus considérables que dans les cas des métaux précédents ;
4° Il existe une réciprocité bien constatée entre la torsion par aimantation et l’aimantation par torsion.
~
R. DONGIER.
JEW‘ETT (FITANCK A.). - A new Méthode of determining the Yapour Density of Metallic Vapours ami an Expérimentât Application to the Cases of Sodium and
Mercury (Nou;elle méthode de détermination des densités de vapeur des vapeurs
rmétallidues ; application aux cas du sodium et du mercure). - P. 546-554.
Dans le but d’étudier l’influence de la pression des vapeurs métal-
~ liques sur la variation de largeur des raies d’émission de ces vapeurs dans les tubes à vide, l’auteur a cherché à déterminer comme étude
préliminaire la densité de ces vapeurs à ces pressions faibles et à
des températures variables. ,
Il emploie pour cela un grand ballon de verre dur de 2 litres de capacité environ, plongé dans un bain chauffé électriquement et
dont on peut maintenir par une agitation régulière la température,
suffisamment fixe pendant quinze minutes au moins. Cette tempé-
rature est mesurée par un thermomètre à résistance de platine.
Dans le cas du sodium, ce ballon porte deux tubes latéraux, l’un qui permet de faire le vide jusqu’à 2 millimètres de pression, et de
remplacer l’air par un gaz inerte (iBZ ou H), puis de refaire le vide de nouveau; l’autre est en relation avec un petit appendice conte-
161 nant un peu de sodium. Quand le ballon a atteint la température voulue, on le refroidit lentement, et toute la vapeur se condense sur
les parois ; on détache alors du ballon refroidi et enlevé du bain le petit appendice contenant le sodium, et on détermine le poids de
vapeur par un lavage du ballon à l’eau chaude et le dosage de la les-
sive obtenue.
Dans le cas du mercure, le ballon était le même ; mais la quantité
de mercure qui remplissait le ballon aux différentes températures pouvait être déterminée par la lecture au cathétomètre du niveau du
mercure dans l’appendice latéral, calibré à l’avance.
La valeur des densités de vapeur a été déterminée pour le sodium de 3680 à ~~0°, et elle passe de 0,00000009 à 0,00000750. Pour le
mercure entre ~0° et 325°, elle passe de 0,00000007 à 0,0019960..
Ces dernières valeurs sont parfaitement d’accord avec celles qui ont
été données, d’un côté par Regnault et par Hertz, de l’autre par
Ramsay et par Young.
~
G. Roy.
GEORGE C. SIlB1PSON. - On the Electrical Resistance of Bismuth to Alternating
Currents in a Magnetic Field (Sur la résistance électrique du bismuth traversé
par un courant alternatif dans un champ magnétique). - P. 554-560.
L’auteur a montrée ) que l’effet normal présenté par un fil de bismuth parcouru par un courant alternatif et placé perpendiculai-
rement à un champ magnétique intense pouvait s’expliquer par l’exis- tence d’une force électromotrice alternative dans le bismuth lui-
même, en retard de phase sur le courant.
L’auteur a alors étudié la variation de la grandeur du décalage
de cette force électromotrice quand on fait varier le champ, la fré-
quence et la température.
Pour cette dernière étude, le fil de bismuth de de diamètre,
de 10 centimètres de long, était replié sur lui-même de manière à former une grille plate, dont les deux extrémités étaient soudées à deux fils de cuivre.
La grille était placée, perpendiculairement au champ, dans un tube
en verre plat terminant un vase. On pouvait entourer ce vase d’un
(1) Phil. Mag., 1901, p. 300; J. de l’hys., 3e série, t. X, p. 176; I. 90t .
Sur la même question et pour la bibliographie, voir : G. SAGNAC, J. de Phys..,
4e série, t. I, p. 237 ; I902.
162
autre de même forme, mais un peu plus large, et constituer ainsi une
enceinte à température constante entourant la grille.
On a fait varier la température depuis celle de l’air liquide (- 1800) jusqu’à 100°.
Voici les résultats :
1° La grandeur de la force électromotrice est proportionnelle au
courant, fonction linéaire du champ, croît avec la fréquence, varie
avec la température assez rapidement en présentant un maximum
à- ---- ’70° ~
2° Le retard de phase varie avec la fréquence, mais est indépen-
dant du champ et de la température. @
~
E. PERREAU.
R.-J. S1’RUTT. - The Electrical Conductivity of Metals and their Vapours
"
(Conductibilité des métaux et de leurs vapeurs). - P. 596-606.
Il y a un abîme entre la conductibilité électrique de la vapeur de
mercure et celle du mercure liquide. Le rapport des résistivités serait
encore :
’
-
en admettant qu’au rouge blanc la résistivité du mercure liquide fût
10 fois celle du mercure à 0° (~ ).
La résistivité de la vapeur de mercure a été trouvée, par compa- raison, supérieure à celle de l’air, et l’on a aisément, par des expé-
riences antérieures, une limite inférieure de celle de l’air au rouge blanc.
Il serait donc très intéressant de voir comment se fait cette varia- tion de résistance dans le passage continu de l’état liquide à l’état
gazeux. ,
Malheureusement nous ne savons même pas quellé est la tempéra-
ture critique du mercure, et les diverses méthodes de calcul de cette
température conduisent à des valeurs tout à fait divergentes. Des
essais de détermination de cette température en employant des tubes
de quartz n’ont pas réussi. Pour le mercure, et aussi pour l’arsenic,
cette température est certainement au-dessus du rouge blanc.
(i ) Il y. a une petite erreur de calcul dans le mémoire, mais sans importance.
163 Au rouge sombre, la conductivité de la vapeur saturée de mer- cure reste d’un ordre de grandeur tout différent de celle du liquide (10’ fois moindre). Et pourtant cette conductivité de vapeur saturée est beaucoup plus grande que celle de la vapeur à la pression atmo- sphérique. Et le rapport des conductivités est tout à fait d’un ordre différent de celui des densités de la vapeur dans les deux cas. Il semble probable qu’en approchant de la température critique, la
vapeur arriverait à conduire franchement, tandis que le liquide ne ch angerait de caractère qu’avec une extrême lenteur.
La conductivité de la vapeur d’arsenic, saturée au rouge vif, est du même ordre que celle du mercure et obéit à la loi d’Ohm, au
m oins dès que la force électromotrice par centimètre est supérieure
à 100 volts.
HAROLD-A. WILSON. 2013 The Current-Density at the Cathode in the Electric
Discharge in Air (La densité du courant à la cathode dans la décharge élec- trique dans l’air raréfié). - P. 608-614.
On sait que la lueur négative, à des pressions d’environ 1 milli-
mètre, est limitée à une surface définie de la cathode, et que l’aire de cette surface augmente avec le courant dans le tube. Wehnelt a montré
q ue, pour toute cette surface, la densité de courant est uniforme tant que la cathode n’est pas entièrement lumineuse; la chute de poten-
tiel entre la lueur et la cathode reste indépendante du courant; mais, quand la cathode est entièrement couverte par la lueur, la chute cathodique croît avec le courant.
Ceci con duit à penser que l’aire couverte par la lueur sera propor- tionnelle au courant à travers le tube, et les expériences présentes
montrent que tel est bien le cas.
On s’est servi d’une cathode linéaire formée d’un fil unique de pla-
tine ou d’aluminium, formant l’axe d’un tube cylindrique. On mesure
la longueur de fil qui est recouverte par la lueur négative et le cou-
rant à travers le tube.
Si l’on diminue la pression, l’espace sombre de Crookes, compris
entre la cathode et la lueur, ira en augmentant d’épaisseur et at-
teindra jusqu’aux parois du tube; quand la pression atteint la valeur limite à laquelle le phénomène commence, la longueur de fil illumi-
née n’est plus proportionnelle au courant ; ainsi les mesures qui
164
suivent sont limitées au cas où la lueur n’atteint pas les parois du
tube.
On observe alors que le courant- C, pour chaque pression, est pro-
portionnel à la longueur de fil 1 illuminée ; Ç est constant. Pour des
p g
1
pressions variables dans un même tube, le rapport de ce
nombre 11
à la pression p est sensiblement constant.
En divisant c par la circonférence rd du fil, ’ on a la densité de courant à la surface de la cathode (rapportée à la pression du gaz).
Ce nombre va en augmentant si le diamètre du fil diminue ; mais, si
l’on ajoute au diamètre de chaque fil la valeur constante
- ce qui revient à admettre que la surface effective de la cathode est
une surface la recouvrant, et située à de distance, - on
trouve pour les quatre fils employés dans les expériences (platine et aluminium, diamètre variant de à 2 millimètres) un nombre
constante.
La densité de courant est 0,4p, eya 1nt"llt"arnpères par centÍ1nètre étant la pression dzc gaz en millimètres de mercure.
Si les n molécules qui viennent frapper une surface de 1 centi- mètre carré en une seconde étaient toutes ionisées, le courant se-
rait nie, e étant la charge d’un ion. On a n = NG, N étant le nombre 6
de molécules dans 1 centimètre cube, G la racine carrée du carré moyen des vitesses. Pour l’air, dans les conditions nouvelles,
G == 5.104 en cm. Pour un
gaz quelconque dans ces conditions,
sec
Ne 1 cotilomb. Donc:
2Ne =
;20137T coulomb. Donc:
0,115
Le courant observé étant seulement 0,0004p, on en conclut que la fraction des molécules ionisées par le choc contre la cathode est
seulement .
165
J.-T. BOTTOMLEY. - On Radiation of Heat and Light fron1 Heated Solid Bodies (Radiation calorifique et lumineuse des corps solides chauffés). - P. ~60-~6ti.
L’auteur compare dans le vide la radiation totale de fils de platine
à surface polie ou enduite d’une couche très mince de noir de fumée.
Les fils sont échauffés par un courant dont on mesure l’intensité,
en même temps que la différence de potentiel, entre deux points du
fil suffisamment éloignés des attaches. On connaît ainsi le nombre total de watts dépensés dans chaque fil, et par conséquent son rayon- nement total, en valeur absolue. On estime la température à laquelle se trouve porté un fil d’après la variation de sa résistance.
L’intensité du courant est réglée de telle sorte que les deux fils,
voisins l’un de l’autre, paraissent posséder le même éclat.
Les expériences ont été étendues depuis la température à laquelle
les fils émettent la plus faible lueur grise perceptible jusqu’au
rouge presque blanc, c’est-à-dire de 435° à 9000 environ.
L’expérience montre que le fil noirci rayonne beaucoup plus que
l’autre, bien que, d’après la variation de sa résistance, le fil noirci se
trouve, à éclat égal, à une température un peu plus baisse. Le rapport des radiations totales, d’abord égal à 7,88, décroît jusqu’à 4,06 dans les limites des expériences. Il semble que, à mesure que la
température s’élève, ce rapport tend vers une valeur fixe.
Les expériences n’ont pu être poussées au-dessus de 9000, car, au cours des manipulations, les fils se rompent presque toujours au-des-
sous de cette température.
E. B.
WOOD. - The Clayden Effect and Reversal of Spectrum Lines (Effet Clayden et renversement des lignes spectrales). - P. 606-60 ~.
Controverse avec Trowbridge au sujet des renversements de raies spontanées qu’il a signalés
Clayden et, après lui, M. Wood ont montré que, quand on
éclaire une plaque photographique par un choc lumineux de durée inférieure à 1/~0000 de seconde, on diminue la sensibilité de la
plaque aux points frappés, d’oû résulte le renversement si, au spectre (1) Voir J. de Phys.., 49 série, t. I, p. 821 ; 19u2.
166
de raies produit par le choc lumineux, de l’étincelle par exemple, on
superpose un spectre continu produit ultérieurement.
Dans l’expérience de M. Trowbridge, le spectre continu provien-
drait du’ verre du tube, porté à l’incandescence par la chaleur déga- gée dans la décharge.
E. B.
J.-H. JEANS. - On the Conditions necessary for EquipartUion of Energy (Conditions nécessaires pour l’équipartition de l’énergie). - P. 585-596.
L’objet de ce mémoire, purement mathématique, est de donner
un e preuve du théorème de Boltzmann sur l’équipartition de l’éner- gie, à un nouveau point de vue, et d’examiner quelles sont les condi- tions précises danslesquelles l’équipartition peut se produire, et si
ces conditions peuvent être réalisées par un gaz existant.
L’auteur établit que l’état stationnaire ne peut être réalisé que d’une manière unique, laquelle correspond à la solution de Boltzmann pour un gaz idéal, tel que la masse agrégée et l’énergie agrégée
des molécules restent constantes dans tous les modes possibles de
mouvement naturel et tel, d’autre part, que l’état physique du gaz soit entièrement défini par sa densité et sa température.
E. B.
COMPTES RENDUS DE L’ACADÉMIE DES SCIENCES;
T. CXXXIII; 2e semestre 1901.
L. DÉCOMBE. - Sur le mouvement du pendule en milieu résistant.
C. R., t. CXXXIIJ, p. 147.
L’auteur établit et discute les équations relatives au mouvement
du pendule en milieu résistant.
C. CHENEVEAU et G. CARTAUD. - Sur les vibrations de nappes liquides
de formes déterminées. - C. R., t. CXXXIII, p. 273.
Dans le but de préciser la nature des phénomènes produisant les
li gnes superficielles qui apparaissent sur les métaux déformés, les
