Méthodes calorimétriques

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Submitted on 1 Jan 1873

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Méthodes calorimétriques

M. Berthelot

To cite this version:

M. Berthelot. Méthodes calorimétriques. J. Phys. Theor. Appl., 1873, 2 (1), pp.283-287.

�10.1051/jphystap:018730020028301�. �jpa-00236858�

oscillations;

^{à la mer} elle s’évalue en mesurant la déviation que subit

l’aiguille

^sous l’influence d’un aimant

mobile, disposé

^au-

dessus du compas. On ^en déduit le rapport ^{des valeurs de} H’ pour diverses orientations du

navire,

^{ou ces valeurs}

elles-mêmes ,

^en

tenant compte ^{d’une constante} instrumentale relative ^à l’ainiant

perturbateur,

^{et la} substitution dans les formules permet ^{de calculer}

ou de construire Vb et

Z, puisque

^{A, D,}

G, J.

^{sont des} constantes que l’on a pu déterminer ^au port ^de

départ.

Au moyen des constantes,

on

peut

^{alors retrouver} le tableau des déviations.

Le

problème

^{de la}

régulation

^{est donc résolu dans tous les cas}

de la

pratique,

^{et les solutions}

appuyées

^sur

l’analyse

^{de Poisson}

sont

rigoureuses

^{en théorie .}

Il eût été

impossible

^de

colnprendre,

^{dans le} cadre restreint de

cette

étude, l’historique

si intéressant de la science des déviations : c’est à

peine

^{si l’on a}

prononcé

^{le nom de M.}

Airy,

^{du Dr}

Scoresby

^et

autres,

qui

^{l’ont tant} fait progresser.

Nous renvoyons le lecteur ^aux Mémoires de Poisson, ^{au Cours de}

régulation

^des compas de M.

l’ingénieur bydrographe

^Darondeau

(JtIémorial

^dit

génie

^maritime,

1863),

^{au !TIanitel de l’amirauté}

anf;1aise,

par MM. Archibald Smith et Evans

traduction française

par ^M.

Collet, Dépôt

^{de la}

Marine)

^{et aux}

opuscules

^{de M. Fournier.}

MÉTHODES CALORIMÉTRIQUES (1) ;

PAR M. BERTHELOT.

Les

appareils

^dont

je

^me suis servi se composent ^{de trois}

portions

fondamentales : un

calorimètre,

^un thermomètre ^{e t une} enceinte.

Le dessin ci-contre en donnera une idée suffisante

(réduction

^au

dixième).

1. Calorimétre. Le calorimètre proprement ^{dit se} compose d’un vase de

platine

^{en forme de}

gobelet,

pourvu ^d’un couvercle

percé

de diverses ouvertures. Le vase

employé

^le

plus

^{souvent con-}

(1) ^{Annales de Chimie et de} Physique, Lje ^{série, t.} XXIX, p. 91,.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:018730020028301

284

tenait 600 centimètres

cubes;

^il

pesait 63gr,43;

^{réduit en eau, avec}

ses accessoires

(couvercle, agitateur),

^{il valait}

3gr,8.

^{J’ai encore}

employé

des calorimétres de ¹

litre,

^{et de 2 litres et} quart; ^ce

dernier,

^{réduit en} eau, valait

10gr,45.

^Ces instruinents four- nissent des lnesures d’autant

plus

^exactes

qu’ils

^sont

plus grands.

Fig. 1.

G calorimètre de platine.

C son couvercle.

00 thermomètre calorimétrique.

aa agitateur ^de platine.

f ^fil auquel ^{il est} suspendu.

E enceinte argentée.

CI son couvercle.

H double enceinte en fer-blanc, remplie ^d’eau.

G’’ son couvercle..

AA ^son agitateur.

tt son thermomètre.

yy enveloppe ^{de feutre} épais appliquée ^sur l’enceinte de fer-blanc.

L’expérience

^a

prouvé

^{que les} corrections du refroidissement sont

inférieures à un deux centième de

degré,

c’est-à-dire

négligeables

pour les calorimètres d’un demi litre et au-dessus et pour ^toute

expérience

durant moins de deux minutes et dans

laquelle

^{les excès}

de

température,

demeurent inférieurs à deux

degrés.

^{Pour les calo-}

rimètres

plus petits,

^la correction devient de

plus

^en

plus

^sensible

avec la

petitesse.

2.

Agitateurs. -

^Les

agitateurs auxquels je

^me suis arrêté en

dernier lieu sont constitués _par un

systèmes concentrique

^{de lames}

hélicoïdales,

^non

indiquées

^{dans la}

figure ci-dessus,

^et

auxquelles

on

communique

^{un mouvement} horizontal et

circulaire;

^le

mélange

des couches

liquides

^est ainsi effectué d’une manière

plus

^efficace

que par tout autre

procédé.

^On

évite,

^en outre,

l’évaporation

^{de la}

portion

^{de l’eau}

qui

serait entraînée au dehors par la

tige

^d’un

agitateur

^vertical.

Dans une

expérience

^{de courte}

durée,

^on peut

agiter

^l’eau

plus simplement

^{à l’aide du} thermomètre

lui-même,

^{mû vivement à la}

main.

3. Vases accessoires. - Toutes les _{fois tlue} les réactions ne peu-

vent pas être effectuées ^au sein même de l’eau du

calorimètre,

^elles

ont lieu dans des vases de forme diverse et

appropriée :

^tels que ^de

petites

bouteilles de

platine mince,

^des

cylindres

^{du même métal}

pourvus ^de tubulures

supérieures

^{et munis de}

serpentins

^{et de}

boîtes de condensation pour le

dégagement

^{des gaz et des} vapeurs;

tous ces

appareils

^sont

complétement immergés

^{dans le}

calorimètre,

à

l’exception

^{des tubulures} nécessaires pour l’entrée ^ou la sortie des gaz. Sans donner le détail de tous ces

appareils,

^nous

présenterons

seulement la

figure

d’une fiole de verre destinée ^aux

expériences

^de

mélange

^{entre deux}

liquides,

^{l’un étant contenu dans} le calori-

mètre,

^{l’autre dans la fiole ci-contre.}

Fig. ^2.

E enceinte argentée.

F fiole remplie ^de liquide jusqu’au ^t’ait indiqué ^{sur le col.}

0 thermomètre.

Dans une

expérience

^{de ce genre, on mesure}

séparément

^{la tem-}

pérature

^{des deux}

liquides (1),

^{à l’aide} de thermomètres indi-

quant +

^de

degré.

^{O11 a} soin que les deux

températures

^{ne s’écar-}

tent pas l’une de l’autre de

plus

^de

quelques

centièmes de

degré;

précaution capitale

^pour

prévenir

^toute incertitude sur l’interven- tioI1 des chaleurs

spécifiques

^des

liquides

^dans le calcul de la tem-

pérature

moyenne. Cela

fait,

^on enlève le thermomètre de la

fiole,

on saisit le col de celle-ci à l’aide d’une

pince

^{de bois et l’on en}

verse viv ement le contenu dans le

calorimètre,

^sans l’intermédiaire d’aucun

entonnoir,

^{tube ou}

robinet, lequel

^modifie

toujours

^la

température, ^comme

l’expérience

^l’a

prouvé.

4. Enceintes. ^- Voici comment sont

disposées

les enceintes mises en oeuvre

(voir.fig. 1)

^{et dont le rôle est}

capital.

Le calorimètre est

porté

^{sur trois}

pointes

^de

liége,

^{fixées sur}

un

petit triangle

^de

^bois,

^{le tout}

placé

^{au centre d’un}

cylindre

^de

cuivre rouge très-mince ^et

plaqué

intérieurelnent

d’argent poli,

afin de diminuer autant que

possible

^le rayonnemcnt

(prelnière enceinte).

^Ce

cylindre

^{est muni d’un couvercle du même}

^métal, également plaqué d’argent

^et pourvu de ^{trous et} d’ouvertures

qui répondent

^{à ceux du} calorimètre.

Le tout est

posé

^sur trois minces rondelles de

liége,

^{au centre de}

l’enceinte d’eau

(seconde enceinte), laquelle

^est constituée par ^un

cylindre

^{de fer-blanc à doubles}

parois,

^entre

lesquelles

^ou

loge

^de

1 o à 40 ^litres

d’eau,

suivant les dimensions

adoptées, lesquelles

varient avec la

grandeur

^des

calorimètres;

^{le fond est}

également

double ^et

plein

d’eau. Un

agitateur

circulaire perlnet ^{de remuer}

cette eau de temps ^en temps, pour y établir

l’équilibre

^de

telnpé-

rature. Un couvercle de carton, ^recouvert

complétement

^{avec une}

feuille d’étain et

percé

^de trous, ferme l’orifice du

cylindre

^{de fer-}

blanc.

Enfin le

cylindre

^est

complétement enveloppé

par ^un feutre très-

épais.

Au

début,

^{on avait cru utile de}

disposer

^{tantôt du coton, tantôt}

du duvet de cygne, ^entre le

cylindre

^{de cuivre}

plaqué

^{et l’enceinte}

d’eau,

conforméinent aux

prescriptions ordinaires ; mais, épreuve

(1) Ces thermomètres ont été décrits dans le présent Journal, ^t. II, p. 18.

287

faite,

^cette

disposition

^a paru

plus

^nuisible

qu’utile,

parce que le

coton ou lc duvet de cygne ^entravent le

jeu régulier

des rayonne-

ment. Ils enlèvent ^en outre, par contact,

beaucoup plus

^{de chaleur}

au

calorimètre,

^{à cause de leur} muasse, que ^ne le fait la

simple

^cou-

clle d’air

comprise

^{entre les} deux enceintes. Enfin le coton ou le

duvet,

^{échaulfé dans une}

première expérience,

^cède ensuite de la

chaleur,

^en

proportion sensible,

^au calorimètre dans une

expérience

consécutive.

En

résumé, l’emploi

^{d’une enceinte}

^d’eau, disposée

^{autour du}

calorimètre,

^{constitue l’une des}

précautions

^les

plus importantes;

c’est par là que l’on peut ^mettre l’instrument à l’abri des influences variables dues au rayonnement ^des corps

ambiants,

^{et le maintenir}

dans des conditions aussi constantes que

possible,

^{durant tout le}

cours d’une

expérience.

Cet artifice offre en outre

l’avantage

^d’éli-

miner,

^d’une

façon

^à pcu

près totale,

l’influence exercée par le

voisinage

^de

l’opérateur ;

^ce

qui

^{rend les}

manipulations plus

^faciles.

Enfin il permet ^de

supprimer complétement

^la correction relative

au refroidissement ou au réchauuement des _vases, toutes les fois que la ^durée d’une

expérience

^ne surpasse pas

quelques ^minutes,

^et

que les ^{excès de}

température

^du calorimètre sur l’enceinte ne sont

pas

supérieurs

^{à 2}

degré.

^{Dans les cas moins} nombreux où la cor-

rection

subsiste,

^{elle est du moins}

régularisée

^{et réduite à la}

plus petite

^valeur

possible.

Ajoutons

que l’eau doit être

placée

^dans l’enceinte à doubles

parois plusieurs jours

^à

^l’avance,

l’enceinte se trouvant

posée

^au

lieu mémc

qu’elle

^doit occuper

pendant l’expérience,

afin que ^tout le

système

^{se mette en}

équilibre régulier

^avec le milieu ambiant.

Le tout est

disposé

^{dans une}

grande chambre,

aussi bien abritée que

possible

^contre l’action du

soleil,

^{et dans}

laquelle

^on

place également plusieurs jours

^{d’avance toutes les}

liqueurs,

^{tous les so-}

lides,

^tous les instruments

qui

^doivent

jouer

^un rôle. Ces

précau-

tions sont des

plus

^utiles pour la

précision

^des

expériences.

Avec ces

appareils

^{et dans} les conditions

décrites,

^les

expé-

riences

calorimétriques

peuvent être exécutées

rapidement

^{et avec}

la

précision

^maxima que comporte la calorilnétrie. La réalisation

en est

plus simple

que par ^{aucune autre} méthode.