Résistance de l'air

“ L’air élémentaire, ou l’air proprement dit, est fluide, c’est-à-dire que ses molécules, extrêmement mobiles, se séparent les unes des autres avec la plus grande facilité. De là le peu de résistance qu’il oppose au mouvement & au transport des corps qui sont renfermés dans son sein ; de là la propagation aisée des sons, des odeurs & des émanations qui s’échappent continuellement de toutes les substances ; de là enfin la pression égale qu’il exerce sur les corps dans toutes sortes de directions, & avec la même force, en haut & en bas, latéralement & obliquement. ”

“ Les systèmes qui rentrent dans le premier type paraissent être ceux qui utilisent le mieux la résistance de l'air. Ce sont aussi ceux dont la théorie est la plus facile à établir et pour lesquels les données expérimentales nous manquent le moins. ”

“ Cependant, si nous fouettons violemment l'air à l'aide d'une canne, il se produit une sorte de sifflement, de déchirement; si nous courons, nous éprouvons -encore la résistance de l'air, sans laquelle nous sentons bien que notre course serait plus rapide. Enfin, le vent est la manifestation par laquelle l'atmosphère nous indique nettement son existence et sa force. L'air est un mélange gazeux, principalement composé d'oxygène et d'azole; il s'y trouve en outre de l'acide carbonique dans une proportion de 3 à 4/10000, puis de la vapeur d'eau en quantité très variable. ”

“ Dans cet état de choses, on voit manifestement qu'entre les faits que nous venons de recueillir, au sujet de l'impulsion du vent sur une surface en repos, ou, ce qui revient au même, de la résistance de l'air en repos à une surface en mouvement, on voit, disons-nous, qu'il y a une bien grande lacune entre ces faits et les moyens d'évaluer la puissance mécanique du vent, telle que l'industrie l'emploie. ”

“ La résistance de l'air dépend du nombre, de la forme, et de l'espacement des voitures, de la vitesse du train, de la direction -et de l'intensité du vent, de la configuration du terrain et des abris qu'il peut former ”

“ Il fallait que le corps n'offrît en avant que peu de surface, pour n'éprouver, dans le sens du transport , qu'une très-petite résistance de la part de l'air, tandis qu'il en présente une très-grande dans le sens de la chute verticale, puisque c'est dans ce sens-là que l'air doit résister. ”

“ Pour réaliser une portée aussi considérable, il faut, d'abord, employer un proj ectile de masse considérable, afin que la résistance de l'air ait sur lui une influence relativement moindre. Cette résistance est, en effet, proportionnelle à la surface du corps qui se meut à travers l'atmosphère. ”

“ Chaque particule d’air fait un continuel effort pour se dilater, & ainsi lutte contre les particules voisines qui en font aussi un semblable ; mais si la résistance vient à cesser ou à s’affoiblir, à l’instant la particule dégagée se raréfie prodigieusement. C’est ce qui fait que si l’on enferme, sous le récipient de la machine pneumatique de petites balles de verre minces, ou des vessies pleines d’air & bien fermées, & qu’ensuite on pompe l’air, elles y crèvent par la force de l’air qu’elles contiennent. ”

“ Bien que l' air soit un fluide peu dense et peu résistant , dit -il , on conçoit sans peine que s' il est frappé rapidement par une surface large et solide , tout en se laissant refouler par cette surface , il lui opposera une certaine résistance , et cette résistance sera d' autant plus forte que la surface mettra plus de vitesse dans son mouvement . ”

“ Ceci fait comprendre combien doit être plus grande la difficulté de se mouvoir dans l'air. A chaque coup d'aile, l'air fuit au-dessous : il est donc nécessaire que l'aile soit large et que ses battements soient rapides pour que l'air présente une certaine résistance. ”

“ Lorsque ce mouvement écartant s'affai- blit dans l'eau par le froid, les parcelles de l'air comprimé cachées dans l'eau se ramassent, et, devenant plus grandes, elles deviennent plus capables d'agir au dehors par leur ressort. Car la résistance que les surfaces des parties de l'air trouvent dans l'eau, et qui s'oppose à l'effort que ces parties font pour se dilater, est bien moindre, et par conséquent l'effet de l'air plus grand dans de grandes bulles d'air que dans de petites, quand même ces petites jointes ensemble feraient autant de masse que les grandes ”

“ Il est a croire que les molécules de l'air qu'elles condensent par leur froid contact retournent vers le large, où l'atmosphère est plus dilatée, et conihaltent ainsi le mouvement imprimé à la masse de l'air. ”

“ L'air libre n'est pas le seul qui soit sensible aux effets de la com- pression : celui qui est renfermé dans les corps n'y est retenu que par un certain degré de cette force. Il y a une sorte d'équilibre entre la pression atmosphérique et l'air contenu dans les corps , quoique cet air ne paroisse pas jouir des droits de son élasticité ? ”

“ C’est pourquoi, dit le même auteur, comme les particules d’air permanent sont plus grossières, & formées de corps plus denses que celles de l’air passager ou des vapeurs, le véritable air est plus pesant que les vapeurs, & l’atmosphère humide plus légère que l’atmosphère sèche. ”

“ L’air étant si susceptible de dilatation & de condensation, ce mouvement alternatif, joint à la pression qu’il exerce continuellement, joue le plus grand rôle dans la nature, y produit les plus grands effets, & peut-être est-il le principe de la vie de tous les êtres. ”

“ Mais, puisque l'air est élastique et que ses molécules ont une grande mobilité, vous devez encore comprendre que, nécessairement, les corps sur lesquels s'appuient les couches atmosphériques supportent le même poids dont celles-ci sont chargées à différentes élévations. ”

“ Les molécules qui composent la masse atmosphérique sont soumises à deux forces simultanées et contraires : la force répulsive , conséquence du mouvement de rotation, et la force attractive du globe terrestre. — L'existence de ces deux forces fait admettre une limite à l'atmosphère. — Hauteur de l'atmosphère. 77 § 3. Pression atmosphérique.
L'air exerce des pressions dans tous les sens sur les corps qui y sont plongés. — Mesure de la pression de l'air. ”

“ Que fait là le poids de l'atmosphère? Quoi !
nous avons en main, comme jadis l'a démontré Papin avec sa marmite, un agent capable d'une puissance six fois, dix fois plus grande que le poids de l'air; et nous nous bornons à n'en rien faire de plus qu'un piètre combattant de celui-ci! Cette vapeur qui, concentrée, surchauffée, peut faire équilibre à des résistances dont la pression atmosphérique n'est qu'une fraction, nous lui laissons le rôle, indigne d'elle, de soulever un malheureux piston à peine contenu ! Au diable donc cette misère ! Plus de pression de l'air ! ”

“ Que par l'action du feu on arrive à porter la force de l'air d'une atmosphère à cinq seulement, qui empêchera de prendre sur ces cinq atmosphères une force suffisante pour
injecter continuellement de l'air nouveau dans le dilateur, de manière à obtenir un mouvement continu qui ne cesserait qu'avec la chaleur dilatante? Sur ce point notre conviction est entière; on obtiendra, par une bonne dilatation de l'air, une force expansive qui dépassera toutes les merveilles produites par la vapeur d'eau. ”

“ L'air étant compressible à l'infini, on comprend qu'on peut lui donner une force expansive illimitée, et le rendre capable de soulever le poids de plusieurs atmosphères. On cite des expériences où l'on a comprimé l'air jusqu'à 114 et même 120 atmosphères ; c'est un ressort qu'on bande autant qu'on veut, et qui ne casse jamais.
Je viens donc proposer d'admettre l'air comprimé comme agent universel pour la transformation et la conservation des forces naturelles, et de le substituer, autant qu'il se pourra, à la vapeur d'eau et aux autres agents mécaniques. ”

“ L'air, en se précipitant dans ces canaux et en pesant sans cesse sur le fond des anfractuosités qu'il se creuse, tend à les façonner, à les régulariser sous l'influence de la répétition de son passage par les mêmes points et de la répétition de son contact avec les mêmes surfaces. ”

“ La pression atmosphérique, n'est que le poids ou la compression qu' exerce la masse de l'air d'une manière presqu' uniforme sur tous le corps qui couvrent la surface de la terre : c'est à cette même pression qu'est due l'adhérence des liquides à la surface du globe ”

“ La pression générale de l'atmosphère est le résultat des deux pressions simultanées de l'air et de la vapeur. L'air étant un gaz permanent et inconducteur de l'électricité, n'éprouve d'altération directe que dans sa densité, par les variations de la température. ”

“ Si l'air atmosphérique ne se forme que de deux gaz, oxygène et azote, l'atmosphère proprement dite reçoit toutes les substances susceptibles de rester aériformes au degré habituel de chaleur et de pression que nous éprouvons. ”

“ Pour éviter la confusion nous avons omis de parler de la manière de mesurer les pressions : c'est au moyen de l'effort exercé sur une surface et rapporté à des unités de convention dont l'une est l'atmosphère, c'est-à-dire la pression de la totalité de l'air sur une surface. ”

“ Sitôt permis, sitôt fait; l'un de nous tourne la clé, et sans plus de façon, les hémisphères se séparent, et tombent d'eux-mêmes derrière les chevaux.
Après cela, je crois que nous n'avions plus à garder le moindre doute sur la pesanteur de l'air, sur la pression atmosphérique. ”

“ Il en est de même de l’inflammation, par une étincelle électrique, de l’air inflammable mêlé avec une quantité connue d’air atmosphérique ; la déflagration & la diminution des deux airs est toujours en proportion avec la pureté de l’air atmosphérique. ”

“ La connaissance de la tension sert à évaluer le poids p. 100 de la vapeur d'eau de l'air. On sait que tous les éléments de l'atmosphère occupent, chacun pour son propre compte, tout l'espace qui leur est offert et que chacun est sous sa pression propre. Si l'on exprime le volume de ces divers éléments pour 100 volumes d'air, c'est comme si l'on déterminait les espaces relatifs qu'occuperait chacun des gaz en le supposant sous une pression égale à la pression totale de l'atmosphère. ”

“ Telle est la pression énorme que nous supportons sans en avoir la conscience. Si ce poids, sous lequel on devrait être brisé, écrasé, est insensible, cela tient à ce que la pression atmosphérique ayant lieu dans tous les sens, les colonnes d'air qui agissent dans une direction sont contrebalancées par celles qui agissent dans un sens opposé. ”

“ En raison de la faiblesse extrême de son poids, il semble que l’air ne doive presser que très peu à la surface des corps ; et il semble en outre, d’après le principe d’égalité de pression qui s’applique d’une manière générale à tous les gaz, que les couches inférieures de la masse atmosphérique ne puissent exercer une pression plus grande que les couches inférieures. ”

“ Il faut se rappeller, 1°. que l’air atmosphérique que nous respirons, contient tout au plus un tiers de son poids d’air pur, ou air appellé déphlogistiqué. 2°. que l’air fixe est plus pesant que l’air atmosphérique, & par conséquent, qu’il règne & augmente toujours dans la partie inférieure de l’appartement, de l’écurie, &c. que dans un lieu infecté, c’est l’air que nous respirons, puisque l’air atmosphérique est plus léger, & occupe la région supérieure de la chambre. ”

“ Mêlé avec l’air fixe dans la proportion de trois à un, il paroît être la base de l’air atmosphérique & le principe de sa salubrité. Les premiers savans, comme Priestley, qui ont travaillé sur les airs, ayant imaginé que le méphitisme de l’air fixe ne consistoit que dans le phlogistique qu’il contenoit, ont pensé que l’air le plus pur devoit être celui qui en contenoit le moins, ou qui étoit le plus déphlogistiqué : de là le nom d’air déphlogistiqué qu’ils lui ont donné. Nous laissons aux chimistes à discuter ce principe, & nous admettons cette dénomination. ”

“ L'air atmosphérique est un fluide élastique, diaphane, pesant, électrique, capable de raréfaction et de condensation , qui enveloppe le globe terrestre et le revêt d'une couche de quinze à seize lieues d'épaisseur. ”

“ On a conclu de ces faits que l'air atmosphérique est un composé de deux fluides élastiques : l'un, qui en fait un peu plus du quart, extrêmement respirable et propre à la combustion; l'autre, formant près des trois quarts de l'atmosphère, lequel n'est propre ni à la respiration ni à la combustion. C'est la combinaison de ces deux principes qui forme l'air propre à entretenir la vie des plantes et celle des animaux. ”

“ Laissez refroidir ce corps fondu, c’est-à-dire laissez exhaler le feu étranger et surabondant qui le pénétrait, ne lui laissez que la quantité de substance de feu qui était naturellement dans les pores de ses parties constituantes, le ressort se rétablit [8] .
SECTION III.
l’air ne reçoit-il pas aussi son ressort du feu ? L’air, ce corps si singulièrement élastique, paraît recevoir son ressort du feu par les mêmes raisons.
L’air de notre atmosphère est un assemblage de vapeurs de toute espèce, qui lui laissent très-peu de matière propre. ”

“ Dans cet état de compression, l'air agit contre tous les corps avec lesquels il est en contact et tend à s'ouvrir une issue. Ainsi, nous savons qu'il exerce une pression sur tous les points de la surface du corps de l'homme, sur celle des liquides, etc. ”

“ Il faut en outre que cet air abonde en elle, qu’elle en soit remplie, qu’elle ait des réservoirs où elle puise. Il n’est donc pas douteux que la terre cache dans son sein des gaz en grand nombre, et que l'air y occupe de sombres et vastes cavités. S’il en est ainsi, de fréquentes commotions devront troubler cette masse pleine de ce qu’il y a de plus mobile au monde. Car, qui peut en douter ? de tous les éléments, l’air est le plus inquiet, le plus inconstant, le plus ami de l’agitation. ”

“ Il déplace une quantité d'air égale en poids à celui de l'appareil. Comme il est par ce fait extrêmement mobile, il est obligatoire que son centre de gravité soit exactement au dessous de son centre de pression. ”

“ L'air pèse, — et en vertu du principe de la transmission des pressions qui s'applique à tous les fluides, l'air exerce, dans toutes les directions, une pression mécanique dont l'intensité est mesurée par la hauteur de la colonne barométrique, et à laquelle les êtres
vivants sont nécessairement soumis comme tous les corps placés à la surface de la terre. ”