Compléments à la théorie de la rosée

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Submitted on 1 Jan 1879

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J. Jamin

To cite this version:

J. Jamin. Compléments à la théorie de la rosée. J. Phys. Theor. Appl., 1879, 8 (1), pp.41-48.

�10.1051/jphystap:01879008004100�. �jpa-00237577�

COMPLÉMENTS A LA THÉORIE DE LA

ROSÉE;

PAR M. J. JAMIN.

La théorie de la rosée donnée par Wells ^est devenue

classiclue ;

elle repose ^sur l’observation d’un fait

d’expérience,

^{le refroidis-}

sement nocturne,

qui

^{entraîne comme}

conséquence

d’abord la saturation

hygrométrique

^et ensuite la condensation de la vapeur.

Sur ce

point,

^il

n’y

^{a rien à contester ni à}

ajouter. Quant

^à

expli-

quer ^ce

refroidissement

^on l’attribue assez

vaguement

^au rayon-

nement nocturne. J’ai

cependant

^vu nombre de personnes hésiter à admettre que l’herbe d’un

pré peut

^se refroidir de 8° à 10°

au-dessous de l’air

environnant,

_parce

qu’elle

rayonne ^{à travers}

cet

air, plus

^chaud

qu’elle,

des rayons

qui

^se

perdent

^{dans les}

espaces célestes. C’est pour lever ^ces doutes et

ajouter quelques

détails à la théorie

générale

que

je publie

^{cette Note.}

Dulong

^{et Petit ont}

représenté

^{la loi du} refroidissement, dans l’air par la formule connue

T et 0 sont les

températures

^du thermomètre ^et de

l’enceinte ;

maTest la

quantité

de chaleur

rayonnée

par le thermomètre ^vers

1"enceinte,

^nlao celle que celle-ci lui

renvoie;

or, ^comme elle est

reculée

jusqu’à

^{la voûte céleste et} que ^sa

température

^{est très-}

basse,

^{on admet}

du’elle

^ne renvoie rien et que ^{11’LaO est} nul : c’est

un cas limite dont on se

rapproche plus

^ou

^moins,

suivant que

l’atmosphère

^est

plus

^{ou moins} diathermane. La formule ^se réduit

donc,

^en

désignant par 0

^la

température

^{de l’air et} par ^t l’excès du

thermomètre,

^à

Le terme

npct1,233 exprime

^la chaleur enlevée ^au thermomètre

par le

^{contact même de}

^l’air;

^or, pour que ^le thermomètre soit en

équilibre

^dans

l’air,

^{il faut} que v ^soit

nul,

^ce

qui exige

que ^t soit

négatif,

c’est-â-dire _que le thermomètre soit au-dessous de la ^tem-

pérature

de l’air. En

remplaçant

donc t par 2013t, il

faut,

_pour

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:01879008004100

i ° Si in== o, c’est-à-dire si le

pouvoir

^{émissif est}

^{nul ,}

^{t sera}

égal

^{à zéro et} le thermomètre marquera exactement la

tempéra-

ture de l’air. Cette condition est presque réalisée si le réservoir

thermométrique

est couvert de métal

poli.

2° Pour ^un

pouvoir

^{émissif de}

plus

^en

plus grand, t

^{croîtra de}

plus

^en

plus ;

le refroidissement du thermomètre atteindra sa

plus grande

^valeur

quand

^{il sera couvert de noir de fumée.}

3° t croît avec la

température

^{0 de l’air et ne} devient nul _que si 0 = - oc . Cela contredit ^une observation de

Pouillet, qui,

ayant

^{fait des mesures} par ^une nuit d’hiver et par ^une nuit

d’été,

avait trouvé pour l’abaissement t une valeur sensiblement

égale.

3Iais,

comme nous le verrons

bientôt,

^{rien ne} prouve que l’air ait

eu, dans les deux _cas, la même

transparence,

^et que les deux ob- servations soient

comparables.

4°

^La formule de

Dulong

^{et Petit nous révèle}

complétement

^le

mécanisme de ce refroidissement. Le

rayonnement

^{du thermo-}

mètre 11lat+0 est tout à fait

indépendant

^de

l’air;

^{il se fait comme}

si cet air n’existait _pas.

Quant

^{à cet}

air,

^il

agit

par ^{contact avec} la surface : s’il est

plus ^froid,

^{il lui}

prend

^{de la}

^{chaleur ;}

^{s’il est}

plus chaud,

^{il lui en}

cède ;

^{c’est ici le cas.} On voit ainsi que ^tout corps solide

placé

^dans l’air rayonne ^vers

l’espace,

que l’air lui rend la chaleur

qu’il perd,

^{mais en se} refroidissant à son tour. C’est par

rayonnement

que la chaleur se

perd,

^{c’est à l’air}

qu’elle

^est

prise,

c’est lui

qui répare

^la

dépense; ^mais,

^devenant

plus lourd,

^{il tombe}

à la surface du

sol,

^{où il se}

maintient;

^le froid s’accentue néces- sairement de

plus

^en

plus

^au milieu de l’herbe des

prés,

^comme

l’a montré

Melloni,

^{et il se transmet} ensuite peu ^à peu de la surface du sol

jusqu’à

des hauteurs

plus grandes.

^{M. Glaisher a ainsi}

trouvé que, ^en

représentant

par ¹⁰⁰⁰ le refroidissement au ni-

veau de

l’herbe,

^il n’était que ^de

671

^{à 1 po et de 52 à 6pi au-}

dessus. Il est

remarquable

^que,

pendant

^le

jour,

^la chaleur solaire tend surtout à s’accumuler sur le

sol,

^{d’où elle remonte}

ensuite,

et clue,

pendant

^la

nuit,

^le refroidissement suit le même

chemin,

s’attaquant

^{d’abord aux couches les}

plus

échauffées et ensuite à celles

qui

^{ont reçu} moins de rayons.

5° Ces considérations sont

applicables

^{au cas on} l’enceinte es t à une

température

infiniment basse.

Quand l’atmosphère

^{est char-}

gée

de nuages, ^on

peut

dire que la Terre ^est

enveloppée

^{d’une en-}

ceinte

qui

^{a la même}

température qu’elle, l’équilibre

^{est atteint}

quand

^{t = o, ce}

qui

^veut dire que, par ^un

temps

couvert, le ther- momètre marque exactement la

température

^de

^l’air,

^{sans refroi-}

dissement et sans aucune des

conséquences qu’il

^entraine.

La formule du refroidissement est-elle encore

applicable

^{au cas}

où

l’air,

^étant

humide, aurait,

suivant 31.

Tyndall ,

^une

puissance spéciale

^et considérable de

rayonnement

^ou

d’absorption?

^{C’est ce}

qu’on

^{ne sait}

point;

^{c’est ce} que des

expériences précises pourraient

faire connaître. Pour le moment, la théorie que

je

viens de déve-

lopper

^{ne s’adresse}

qu’au

^cas,

peut-être

entièrement

hypothétique

où la formule de

Dulong s’applique.

Le

rayonnement

^{est la seule cause} de refroidissement _{pour les}

objets

terrestres

qui

^{sont secs; ce n’est} pas le ^cas le

plus général.

Pour ceux

qui

^sont

mouillés,

il y ^{en a une} seconde tout aussi im-

portante, l’évaporation,

que ^nous allons étudier.

On

peut

^leur

appliquer

^la théorie du

psychromètre, que je

vais résumer en

l’abrégeant.

^{On admet}

qu’une

^couche

^mince

d’air

qui enveloppe

^le thermomètre mouillé

éprouve

deux effets :

il,qu’elle

^{se sature}

d’humidité;

^2°

qu’elle

passe de t

à t’, cédant,

par ^ce

refroidissement,

^{la chaleur} nécessaire à la

vaporisation

^de

l’eau.

Soit le

poids

^{de cette couche à zéro et à}

76o-".

^{Dans le cas}

actuel,

^{elle se} compose ^{d’air et} de vapeur, ^aux

pressions

^{H x.}

et x,

qui

^se refroidissent de t à

t’; mais,

^comme la densité de la vapeur ^{est à} peu

près

^{la moitié de celle de}

^l’air,

que, ^d’autre

part,

sa chaleur

spécifique

^{est à} peu

près double,

^et que ^{x est}

toujours très-petit,

^{on admet}

qu’on peut

considérer l’air comme sec à la

pression ^H,

^et

qu’il ^cédera,

^{en se}

refroidissant, H 760k(t-t’).

D’autre part, *ï ^se forme un ’ -! i va c W D’autre

part,

^{il se forme un}

poids

de vapeur

(F’-x)03B4 760

^qui

absorbe une chaleur

égale

^{à son}

poids

par ^sa chaleur latente

a. ;

^en

égalant

^la

perte

^au

gain,

qui

^{mérite d’être}

^signalée.

^{Suivant cette}

^théorie,

^le

poids

^d’eau

évaporée

^{en un}

^temps

^{déterminé serait}

Suivant

Dalton,

^{elle est}

proportionnelle

^à

fI’

^{à F’ x, à la sur-}

face S et à un facteur _constant, on a

pour l’accord de ^ces deux

résultats,

^{il faut}

qu’on

^ait

Or

MH

est le

poids

^{de la} couche considérée à zéro et à la pres-

76o

sion

FI ;

^{on voit}

qu’elle

^{doit être constante à toute}

pression,

^et,

comme sa surface est constante, il faut que

l’épaisseur

^{soit en}

raison inverse de la

pression.

10

Appliquant

^{cette théorie à tout} corps humide

placé

^dans

l’air,

^{on voit}

qu’il

^se maintiendra à une

température

inférieure à celle de

l’air, proportionnelle

^à l’écart de saturation F’- _{x. ,}

qui

sera maximum si l’air est sec,

qui

^diminuera

quand

^{il sera}

humide,

et sera nul s’il est saturé. Les surfaces mouillées seront donc sou-

mises à deux causes de refroidissement

superposées :

^{le rayonne-}

ment, ^comme les substances

sèches,

^et

l’évaporation,

suivant la loi du

psychromètre.

^{Il est à} remarquer,

d’ahord,

que ^cette seconde

cause de refroidissement suit le même mécanisme que la pre-

Inière ;

^{c’est encore à l’air}

qu’est empruntée

^sa chaleur. Cet air se

refroidit,

^{descend vers le sol et}

s’y ^étale,

^en

s’approchant

^du

point

de saturation et par ^son refroidissement et par la vapeur dont il

se

charge.

^La différence entre les deux actions est que ^la

première

persiste

^{à toute}

température, pendant

que ^la

seconde,

^d’abord

considérable,

^{diminue et s’annule au moment où} la saturation ^est atteinte. Elle ^ne fait _{pas la}

rosée,

^{mais elle contribue à la}

pré-

parer ^et

l’accélère,

parce

qu’elle

^{rend l’air à la fois}

plus

^humide

et

plus

^froid.

2° La

quantité

de chaleur ainsi

empruntée

^{à l’air} par

l’évapo-

ration est très-considérable. En

effet

la chaleur latente de

l’eau, égale

^à

60ocal,

^{est 2553 fois}

plus grande

que la chaleur

spécifique

de

l’air,

^évaluée

à o, 237;

d’où il suit que ^{I gr} d’eau

évaporée ^abaisse

de 1° 2553gr d’air ou un volume

égal

^à

1963lit,

c’est-à-dire à peu

près

^2mc.

3° Pour comparer l’intensité des deux

effets

^on

_peut placer

dans

l’air, pendant

^{une belle}

^nuit,

^trois thermomètres : l’un ^ar-

genté,

^{avec un toit}

au-dessus;

^{le deuxième}

noircie

^{mai s sec et}

rayonnant librement;

le troisième couvert d’une gaze

noire,

^en-

tretenue mouillée. Le

premier

donnera la

température

^{de l’air}

^8;

le deuxième sera

plus

^{bas de T,}

marquant

l’effet du

rayonnement seul;

le dernier ^sera abaissé de ^T --I-

03C4’,

subissant la double

action,

et 7:’

indiquant

l’effet de

l’évaporation ^seule;

^{or on trouve}

que °t-’

est au moins

égal, quelquefois supérie’ur

^{à T. Il n’est} donc pas

permis

^de

négliger

le froid dû à

l’évaporation

^{sur les} corps mouillés.

Il faut toutefois remarquer que les vapeurs

répandues

^{dans l’air}

par le thermomètre mouillé

doivent,

suivant 31.

Tyndall,

^affaiblir

le

rayonnement direct,

tandis que cela n’a

point

lieu pour le ther- momètre _sec,

qui garde

^{toute sa}

puissance rayonnante;

^{d’où l’on} conclut que ^la théorie du

psychromètre

^est

incomplète,

^et que ^ses indications doivent

dépendre

^{et de la localité et de la}

transparence

de

l’air,

^comme l’a si bien montré

Regnault.

Cette discussion montre clairement comment les corps mouillés

exposés

^{à l’air}

pendant

les nuits claires se refroidissent

plus

^et

plus

vite que les corps

identiques ,

^{mais secs , et}

qu’ils

^doivent

refroidir

plus

^et

plus

vite l’air

qui

^{les entoure; or les}

^végétaux,

surtout les

plantes herbacées,

^{sont humides et sont le}

siége

^d’une

évaporation considérable,

^{étudiée autrefois} par

Halles,

^{et trouvée}

si

énorme, qu’il

l’a attribuée à une fonction

spéciale

^{de la vie}

végé-

tale. Je ne le pense

point,

^et

je

^{crois avoir montré} que

l’absorp-

tion par les racines ^et

l’évaporation

par les feuilles

s’expliquent

par les lois

physiques

^{de la}

capillarité.

^{Si celle-ci est si consi-}

dérable;

c’est que la surface du

système

^{foliacé en contact avec}

l’air est

très-grande.

^Cette

évaporation

^{ne cesse} pas la

nuit,

^bien

qu’elle s’affaiblisse,

et, par

suite,

^{l’herbe d’un}

pré

^{et l’air}

qui

y ^est

aussi bien que par

rayonnement,

^un refroidissement

rapide

^{et con-}

sidérable, plus rapide

^et

plus

considérable que ^ne le feraient les mêmes herbes si elles étaient desséchées. La

rosée,

^dès

lors,

^ar-

rive

plus ^{vite; mais,}

^{une fois}

qu’elle

^a

^commencé,

^{elle se continue}

par ^le seul effet du

rayonnement.

Ces conclusions sont confirmées par de nombreux

phénomènes.

Lorsque, pendant

^{une soirée}

d’autoxnne,

^{on descend}

rapidement

en voiture d’un

plateau

^{dans une}

^vallée,

^{on est étonné du froid}

dans

lequel

^on

pénètre

^{tout à} coup. Ce n’est

point

^le

rayonnement

qui

^{a été}

plus grand, puisque

^{les vallées sont} encaissées et que ^l’air y ^est moins sec. Ce ne

peut

^être que l’effet d’une

évaporation plus rapide

^{sur les} herbes des

prés,

^{sur tous les}

végétaux aquatiques,

sur toutes les surfaces humides.

Vers le mois de

mai , quand

^les

gelées printanières (sont

^im-

minentes,

^les

jardiniers

^{sont en} repos ^tant que l’air ^est sec;

mais,

s’il survient une

giboulée

^et que ^les

plantes

^soient

humides,

^ils

tiennent le

danger

pour certain et se hâtent

d’y

parer; c’est que dans le

premier

^{cas il}

n’y

^a que le

rayonnement pendant

^{que dans}

le second il se

complique

^de

l’évaporation.

La

classique

hi stoire de la fabrication de la

glace

^au

Bengale

vient encore confirmer ces idées. De

larges

^vases

plats, remplis d’eau,

^sont

déposés

^{le soir sur de la}

paille. Quand

^{la nuit a été}

sereine et

qu’il n’y

^a

point

^{eu de}

^rosée,

^on y trouve, ^au

matin,

l’eau

changée

^en

glace,

bien que la

paille

^{voisine soit à}

^4°

^{ou 5°..}

Cela ^veut dire que ^la

paille

^{sèche s’est} moins refroidie que

l’eau ;

elle n’a subi que le

rayonnement, pendant

que la surface

liquide

y ^a

ajouté l’évaporation,

^{et, comme il}

n’y

^a

point

^{eu de}

^rosée,

cette

évaporation

^{a continué son effet}

jusqu’à

la fin. A la

vérité,

M.

Tyndall ajoute

que, ^{l’air étant sec, était}

plus

diathermane. Je

n’y

^contredis

point;

les deux effets ont dû

s’ajouter.

Tous les

phénomènes

^{observés dans l’air}

jouent

^leur

partie

^dans

le concert

général

^{de la vie}

atmosphérique. Quel

^{est le rôle de la}

rosée? On ne l’a

point signalé,

que

je ^sache;

^{il est}

pourtant

^bien évident. Le

dépôt

^{de rosée est un acte}

bienfaisant, qui

^{modère et}

quelquefois

^arrête le refroidissement nocturne, ^et

préserve

^les

plantes

^{de la}

gelée

^matinale.

Il est

évidente

^en

effet,

que

si, pendant

^la

première période

l’évaporation

^a accéléré le

refroidissement

^la condensation

qui s’opère pendant

^le

dépôt

^{de rosée met obstacle à ce} refroidisse-

ment ;

l’eau,

^{en se}

reformant,

restitue la chaleur que la vapeur avai

t prise ; chaque

^{gramme de rosée}

qui

^se

dépose

^{réchauffe de 1°}

2mcd’air. Le

rayonnement

^{continue sans} que la

température ^{baisse ;}

il est entretenu par ^une

production équivalente

^de chaleur, par ^la condensation. Et

si , enfin,

^le

rayonnement

^et le refroidissement

s’exagèrent,

^l’eau

déposée

^tient encore en réserve

?9cal jusqu’au

moment où elle

gèle

^{et avant} que ^les

plantes dépassent

^la

tempé-

rature de zéro.

Cette

conclusion,

bien que

trop

évidente pour ^être

niée,

^était

trop capitale

pour n’être

point

^mise

expérimentalement

^{en évi-}

dence. J’ai fait passer dans l’éther de

l’hygromètre

^de

Regnault

^un

courant d’air constant et suivi avec une lunette le décroissement

progressif

^du thermomètre intérieur. Traduite par ^{un tracé} gra-

phique,

^cette observation ^a donné une courbe

régulière jusqu’au

moment du

dépôt

^{de rosée. Arrivée}

là,

^elle

change brusquement.

Le décroissement se ralentit

subitement,

^{et l’on a deux}

courbes, qui

^se

coupent

^{en formant un}

angle,

^{sans avoir de}

tangente

^com-

mune. Voici le tableau des

températures prises

^{de trois en trois}

minutes. Le

dépôt

^{se faisait à}

7°,50;

^{à ce} moment, le refroidis-

semen t se ralentit tout à coup de

o°, go

^à

0°, 35.

Le réchauffement

spontané

^de

l’appareil après qu’il

^{a été refroidi}

et couvert de rosée montre encore

plus

^nettement l’influence de la condensation ou de

l’évaporation.

Tant que ^sa

température

^est

au-dessous de

7°, 5 ,

il condense de la vapeur ^{et son} réchauffement

est

très-grand, égal

^à

^{o°, 68 , o°, 55}

^{en deux minutes. A}

7°,5 ,

^ce

réchauffement est

normal;

^{mais au delà la buée}

s’évapore,

^{et il}

baisse tout à coup ^à

o°, 35, 0°, 23 , o°, 33.

^A

partir

^de

9°,

^il

n’y

^a

égale

^à

^0°,52, 0°,46, 0°,50,

^{etc. Les deux courbes de la marche} du thermomètre montrent avec évidence ^ces

perturbations.

SUR ^LA

PROPRIÉTÉ DÉPOLARISANTE

DES DISSOLUTIONS

MÉTALLIQUES;

PAR M. G. LIPPMANN.

La

propriété dépolarisante

^des dissolutions de cuivre a été ap-

pliquée

par

Becquerel,

^dès

1829,

^{à la} construction du

premier

élément à courant constant. La

propriété analogue

^{des sels de}

zinc,

^de

cadmium,

etc., ^a reçu

depuis

^{lors diverses}

applications.

Les

expériences

que

je

vais décrire ont montré que ^cette

propriété dépolarisante

^d’une dissolution

métallique

^{est limitée au métal}

même

qu’elle

^contient.

^Ainsi,

^une dissolution de cuivre ne

dépo-

larise _pas une électrode de

platine :

^{elle ne}

dépolarise

que le cuivre.

De même une dissolution de zinc ne

dépolarise

ⁿⁱ le cuivre ni le

platine :

^{elle ne}

dépolarise

que le zinc. Je n’ai

expérimenté

que

sur la

polarisation

^{ou la}

dépolarisation

^de l’électrode

négative.

La

disposition

^{de ces}

expériences

^{a été la} suivante. Un fil du métal à essayer A

plonge

^{dans une} dissolution

métallique.

^{Il sert}

d’électrode

négative,

d’électrode de

sortie,

^{à un courant de}

pile qu’on peut

^{ouvrir ou fermer à volonté et}

qui

^{est amené dans le}

liquide

par ^une électrode auxiliaire B. Le fil A est en communica- tion

permanente

^{avec la colonne de mercure d’un} électromètre

capillaire,

dont l’autre

pôle communique

^{avec un fil A’ du même}

métal

plongeant

^{dans le}

liquide.

^{Ce fil}

A’, qui

^{n’est traversé} par

aucun courant, ^sert

uniquement

à mesurer, par

comparaison,

les variations de force électromotrice subies par le fil A. Tant que l’on n’a pas fermé le ^courant, les fils A et A’ sont

égaux,

^{et l’élec-}

tromètre reste au zéro.

Lorsque,

^au

contraire,

^{on a} fait passer ^un instant le courant et que A ^s’est

polarisé,

l’électromètre est et reste

dévié du zéro

après l’ouverture ;

^{il ne revient au zéro} _{que lente-} ment, ^au fur et à mesure que ^la force électromotrice de

polarisa-

tion se

dissipe

^{avec le}

temps.

Si le

liquide

^en

expérience

^{est une} dissolution de sulfate de