Capacité de l électromètre capillaire

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Submitted on 1 Jan 1894

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Capacité de l’électromètre capillaire

E. Bouty

To cite this version:

E. Bouty. Capacité de l’électromètre capillaire. J. Phys. Theor. Appl., 1894, 3 (1), pp.371-376.

�10.1051/jphystap:018940030037101�. �jpa-00239810�

permet de calculer _par différence ^un

grand

^{nombre de chaleurs de}

réactions

clu’il

^serait

impossible

^{de mesurer}

directement,

par

exemple,

la chaleur de formation de tous les

composés organiques.

I)ans les mesures

calorimétriques ^usuelles,

la condition rela- tive au

développement

^de

puissance

^motrice externe est

toujours satisfaite,

^y parce

qu’elles

^sont effectuées

toujours

^à

dégagement

d’électricité

nul,

^{et à}

pression

^{ou volume constant. A volume}

constant, la

puissance motrice,

c’est-à-dire le travail externe, ^est dans tous les cas

nul;

^à

pression

constante, ^{il ne}

dépend

que ^de l’état initial et final du

système,

c’est-â-dire est dans tous cas le même.

On déduit encore de la loi de conservation de

l’énergie

^une

seconde

conséquence,

^c’est que la ^somme de la

quanti té

^{de cha-}

leur L mise

en jeu

^{dans une} transformation directe irréversible et

de la

quantité

^de chaleur mise en

jeu

^{dans la} transformation réver- sible inverse est nécessairement

plus grande

que ^{zéro. Dans} les

cas très

fréquents

^où la seconde de ces

quantités

^{de chaleur est}

très

petite,

^{la chaleur} directe de réaction est

positive.

^{On voit la}

relation

qui

^existe entre cette

conséquence

^{de la loi} de conservation de

l’énergie

^{et le}

principe expérimental

^{du travail maximum em}

Thermochimie.

CAPACITÉ DE L’ÉLECTROMÈTRE CAPILLAIRE;

PAR M. E. BOUTY.

1. Je

rappellerai

^{que M.}

Lippmann ( 1 )

^{considère la}

polarisation

du mercure au contact de 1’eau acidulée comme un

phénomène

réversible caractérisé par les valeurs ^{de deux} variables indé-

pendantes,

^{la surface de contact S et la diiérence de}

potentiel

^e.

Soit

dQ

^la

quantité

d’éleciricité à fournir à la surface _pour pro- duire les variations élémentaires dS et de. Posant

y 1 dQ = XdS + YS de, ^.

et

désignant par A

^{la tension}

superficielle

^à la surface de con tact,

- - ---- - - --- - --- ~ ---- -___ _

l ’) LIPP>i,+x;, ^{Thèse de} doctorat, W ~ ~ ; Annales ^{de C’himie et de} Physique,

1> série, ^t. V, p. 49~’

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:018940030037101

M.

Lippmann

démontre que l’on ^a

Y est la

capacité électrique

^de

polarisation

pal’ unité de sur-

face cc stc yâce

constante; X ^{est une}

quantité jouant

^{un rôle ana-}

logue

^et

qu’on

peut nomn~er Za densité

éleetr~lque .p~cr~

^{unité d~~}

szcyface

^{créée à}

potemtiel

^constant.

2. J’ai eu

fréquemment

l’occasion

d’employer

l’électromètre

capillaire

^{au zéro comme une}

capacité

pour la

comparaison

^de

petites quantités

d’électricité. Je

supposerai aujourd’hui,

^d’une

manière

plus générale,

que, ^{les deux mercures} de l’électromètre ayant ^{t é té}

portés

^{à une} différence de

potentiel

^{e, on ramène le mer-}

cure,

par la pression,

^{au zéro du}

micromètre ; qu’on sépare

^l’élec-

tromètre de la

pile

^de

charge

^et

qu’on

lui fournit une

quantité

d’électricité

dQ

^{sans faire varier la}

pression. Quelle

^{sera la va-}

riation de la différence de

potentiel,

^{ou, en} d’autres termes,

quelle

sera, dans ces

conditions,

^la

capacité

^{Câ de}

l’appareil?

La variation de la différence

électrique,

^{sur le}

grand

^mercure,

étant

négligeable,

^{la totalité de la} différence de

potentiel

^{de se}

porte ^{sur le}

petit

^mercure. Soient S la

portion

de surface d u

petit

mercure,

qui

^{doit être} considérée comme mouillée

par l’eau

^aci-

dulée,

^{dS sa variation} résultant du retrait

dy

^{de la colonne mercu-}

rielle. La

capacité C

de l’électromètre est, par

définition, 2013"?

de ou,

d’après

les formules

( 1 ), ( 2 ) , ( 3 ),

Je

supposerai,

^{pour fixer les}

^idées,

^{que l’on rend le}

petit

^mer-

cure

négatif.

La variation de surface du

ménisque

^étant

négli- geable,

la variation de surface dS se réduit à la

suppression

^{de la}

surface latérale d’un

cylindre

^ou

plutôt

^{d’cm tronc} de cône de rayon moyen ^{1 et} de

longueur dy,

On reconnaît sans

peine

que, pour ^une valeur donnée

de e, du est

373

proportionnel

^à

^dA;

^le coefficient de

proportionnalité dépend

^de

l’angl e

^{au sommet du tronc de cône}

auquel

peut ^être assimilé le tube dans la

région

^{voisine de zéro} du micromètre. On ^a

donc,

en

désignant

par ^{K une constante}

instrumentale,

Telle est la valeur

théorique

^{de la}

capacité

^cherchée.

3. Pour

juger

^de

l’importance

^{relative des deux termes dont se}

compose ^la

capacité, j’ai

^fait

construire,

par M.

Chabaud,

^des

appareils

^{de forme}

thermométrique

^{dans les} réservoirs

desquels

était soudé un fil de

platine.

Je substi tue l’un de ces thermomètres

au tube de l’électromètre

capillaire

^et,

puisque

^le

petit

^mercure

en contact avec l’eau acidulée se trouve ici immobilisé dans la

tige

du

thermomètre,

le second terme de la

capacité

subsiste seul.

Pour une valeur donnée de _e, que

je supposerai

voisine de zéro,

la

capacité

^{est alors}

proportionnelle

^{à l’étendue} S de la surface

mouillée,

que l’on peut,

d’ailleurs,

faire varier en

déplaçant

^{le mé-}

nisque

^{par de}

petites

variations de la

température

^{du réservoir du}

thermomètre. On constate que ^cette

capacité

^est

toujours petite

par rapport ^à celle d’un électromètre dont le tube aurait la même section.

Ainsi,

pour ^un thermomètre de

omm, 145

^de

^diamètre,

la capa- cité a varié de

omf,2

^à

ornf,8

^{suivant la} valeur de S. Mon électro- mètre, ^{dont le tube a un} diamètre de

o--,oig-5,

c’est-à-dire environ douze fois

plus

faible que celui ^du

thermomètre,

^{a une}

capacité

voisine de

omf,6.

4. Il suit de là que pour des valeurs de ^e voisines de zéro, ^la

capacité

^de l’électroimètre se réduit presque ^{à son}

premier

^terme.

Elle décroîtra donc

rapidement quand

^{on fera croître e. On en}

jugera

par le Tableau suivant. La

première

colonne donne e en

daniells ;

^la

seconde,

^{les valeurs relatives}

de ~ ~‘ 2 ;

e ^la

^troisième,

les valeurs relatives de la

capacité

^{C. On a}

pris

pour unités les valeurs

correspondant

^{à e == o.}

374

La différence ô des valeurs relatives de C ^et de

~A)2

^{de est tou-}

jours positive.

^Elle

correspond

manifestement au terme en S de la formule

(6).

On voit que pour

da@

5 les deux termes de la capa- cité deviennent sensiblement

égaux

^et que, pour des valeurs

supérieures ^{de e,}

^{le terme en} S devient

prépondérant.

^{Il doit}

subsister seul pour la valeur de e

qui

rend A maximum.

3. Voici maintenant les méthodes que

j’ai employées

pour ^la détermination

expérimentale

^{de C.}

La

plus pratique

^{consiste à faire} usage du quartz

piézoélectrique

de M. Curie. Cet

appareil chargé

^de

poids qui,

^{dans mes expé-}

riences,

^{ont varié de ?oogr à 3 ooogr fournit des}

quantités

^{d’électri-}

cité

~Q rigoureusement proportionnelles

^aux

poids

^{tenseurs; eu}

comme la

capacité

^du quartz ^est

négligeable

par rapport ^{à celle} de

l’électromètre,

la totalité de

SQ

^{s’écoule sur ce}

dernier,

^dont

elle élève le

potentiel

^{de ~e. Elle se trouve} de l’ordre de

grandeur

convenable pour que le mercure ne sorte pas du

champ

^{du mi-}

croscope.

La manière

d’opérer

^est la suivante : les électrodes du quartz

étant en dérivation sur

l’électromètre,

^on porte ^le

système

^au po- tentiel e à l’aide d’une

pile

^de

charge (’ ),

^{et l’on ramène l’électro-}

mètre au zéro par

l’emploi

^{de la}

pression. Après

^avoir

supprimé

la

pile

^de

charge,

^{on constate} que la

déperdition

^est pour ainsi

- --- ---_ -___-_- ~---~ -~ - _~- - -- -

(1) Dérivation convenable prise ^sur le circuit d’un élément Daniell.

375 dire

nulle,

^{tout ait} moins pour des valeurs de ^e inférieures à

oda,

^2.

C’est dans ces conditions

cjm’on

^{leste le} quartz, d’une manière

assez

brusque

^pour que l’électromètre

atteigne

^{sa nouvelle}

posi-

tion

d’équilibre

^{en une seconde}

environ ;

^on fait la lecture du mi-

cromètre, ^{on déleste le} quartz, ^{on lit la}

position

^{finale du mercure}

qui

^doit presque ^se confondre avec sa

position

^{initiale et l’on}

prend

la moyenne

ôy

^{des deux}

déplacements

^{inverses du mercure.}

^Enfin,

on

cherche,

^{à l’aide de la}

pile

^de

charge, quel

^est l’accroissement le du

potentiel qui produit

^{le même}

déplacement dy.

Ces observations suffisent à déterminer les valeurs relatives de la

capacité

^de l’électromètre. En effet,

si,

^{dans deux}

expériences successives,

^{on leste}

également

^le quartz,

SQ

^{demeure le même.}

Le rapport ^des

capacités

^de l’électromètre dans les deux

expé-

riences

(désigné

par C ^{dans le} Tableau

ci-dessus)

^{est donc le}

rapport ^{inverse des 3?}

correspondants.

^{Nous savons, d’autre} part, que les

ôy sont proportionnels

^aux

~A;

les valeurs relatives de

#

^e

et de

~.2:::

^{sont donc}

_égales,

^ce

_qui

^a

_permis

^{de calculer} les nombres

de

de la deuxième colonne du Tableau.

6. On peut ^se passer ^du quartz

piézoélectrique

^{et fournir à}

l’électromètre des

quantités

^connues

d’électricité,

^à l’aide d’un condensateur _{que l’on}

charge

^{à un}

potentiel

^{e + 3e et} que l’on

décharge

^sur l’électromètre au

potentiel

^{e. Soient C la}

capacité

de

l’électromètre, C,

^{celle du}

condensateur,

^~e l’accroissement du

potentiel

^{mesuré, on a}

Cette méthode donne la valeur absolue de la

capacité C,

^mais

elle est

plus

^{incommode et moins sûre} que la

précédente,

parce clue, les

manipulations

^étant

plus longues

^et

l’équilibre plus

^lent

à

s’établir,

l’influence de la

déperdition

^est

plus

considérable. Je n’ai

employé

^{cette méthode} que pour

quelques

vérifications.

Enfin,

^on peut ^combiner

l’emploi

^du quartz

piézoélectrique

^et

du condensateur. On

décharge

^le quartz

piézoélectrique,

^d’abord

sur l’électromètre

seul, puis

^sur l’électromètre portant ^{en déri-}

vation le condensateur C, . ^{On a}

(Test _par cette méthode que

je détermine, d"ordinaire,

la capa- cité absolue de Félectromctre ^au

voisinage

^de e = o ; elle esi

alors très

précise.

^Mais les durées

~t,

l’t nécessaires à l’établisse-

ment de

l’équilibre,

^{dans les deux}

phases

^de

l’expérience,

^sont

trop différentes pour

qu’il

^{n’en résulte} pas ^{une erreur}

systéma- tique ^notable,

^{si l’on}

applique

^{cette méthode avec de}

grandes

^va-

leurs de e.

COMPTES RENDUS DES SÉANCES DE L’ACADÉMIE DES SCIENCES,

T. CXIV et CXV, I892 (fin).

JANNETTAZ. - Sur un nouvel ellipsomètre, ^t CXV, p. ^1021.

Cet

appareil

^{sert à} déterminer en

grandeur

^{et en}

position

^les

éléments des

ellipses

isothermes obtenues ^sur des

plaques

^cristal-

lines par l’échaufl’ement d’un

point.

Une lunette porte ^un

prisme biréfringen t

^{dont la section}

principale

^{est dans le}

plan

^vertical

passant par l’axe

optique.

Un des fils du réticule est horizontal. La courbe est

placée

^{sur un} cercle horizontal

divisé, porté

^lui-même

par ^un chariot mobile le

long

^{d’une vis}

micrométrique.

^{On vise}

cette courbe

obliquement

^avec la lunette

qui

peut ^se inouvoir le

long

^d’une crémaillère verticale et tourner autour d’un axe hori- zontal. On amène les deux

images

^{à se} couper. On ^{rend la} corde

commune horizontale à l’aide du

réticule,

^{en faisant tourner la}

plaque,

^{et l’on mesure la}

longueur

^{de l’axe de la courbe} par le

déplacement

^{de (a vis.}

Le cercle

gradué

permet ^de relever la direction des ^axes par rapport, ^{à un}

repère

^{tracé d’avance.}