Vapeur d'eau

“ LIQUÉFACTION DU SOUFRE PAR LA VAPEUR D'EAU
Depuis plus de vingt ans la vapeur d'eau joue le principal rôle dans l'industrie. Employée comme élément de chauffe, ne donne-t-elle pas une température constante, un degré de calorique immuable, depuis le premier jusqu'au dernier moment de l'opération? ”

“ La simple vapeur d’eau en ébullition est l’agent du mouvement prodigieux que nulle autre force connue ne pourrait produire ; elle élève l’eau à 110 pieds au-dessus des basses eaux de la Seine, et fait monter en vingt-quatre heures 400 000 pieds cubes d’eau, pesant 28 800 000 livres. ”

“ Cette vapeur d'eau est nécessaire pour la nutrition des plantes qui elles-mêmes, en empruntant l'humidité du sol par leurs racines, renvoient encore cette eau sous forme de vapeurs après son parcours dans la plante. La pluie n'est autre chose que de la vapeur d'eau condensée, ainsi la vapeur
d'eau de l'atmosphère possède les mêmes propriétés que l'eau qui coule à la surface du sol, c'est-àdire, d'être transformée, selon les circonstances de froid et de chaleur qui l'environnent, en état solide et en état liquide, pour retourner ensuite à l'état de vapeur. ”

“ On conçoit que la question des vapeurs présente un réel intérêt, parce que l'atmosphère dans laquelle nous vivons est, en réalit, un mélange de gaz, oxygène, azote, acide carbonique, et de vapeur d'eau. ”

“ Quant à la vapeur d’eau constamment répandue en proportion variable dans l’atmosphère, elle suit directement dans son état d’élasticité les variations de la température, et elle exerce une pression d’autant plus forte qu’elle est à une température plus élevée. ”

“ L'air contient partout et constamment de la vapeur aqueuse; il est, comme on a coutume de'le dire, en degré variable, mais toujours humide, même dans la saison et dans les pays que nous considérons comme les plus secs. Mille expériences le démontrent, et, entre autres, la vapeur qui ternit en s'y condensant les parois extérieures des vases de verre contenant de l'eau plus froide que l'air ambiant, comme est en été l'eau de nos puits. ”

“ La vapeur ne se forme point seulement dans les chaudières et sur le feu ; elle se fait aussi à froid, sous nos yeux ; l’eau se dissout dans l’air, disait Le Roi ; elle s’y évapore, disons-nous, en quantité et avec une rapidité très grandes quand il est sec, plus lentement et en proportion moindre s’il est déjà humide ; enfin toute évaporation cesse dans l’air saturé, ce qui est de toute évidence. ”

“ Ainsi l'évaporation des eaux à la surface de la terre, la respiration même des animaux, sont autant de phénomènes qui y apportent de la vapeur d'eau.
La proportion de vapeur d'eau dans l'air est très-variable suivant les lieux; ainsi elle sera plus considérable dans le voisinage de la mer ou d'un lac que dans l'intérieur des terres. ”

“ La vapeur sans cesse renaissante d'une fontaine et d'un bassin plein d'eau chaude, s'y mêle aux parfums que les hommes voluptueux y font brûler. On prend ce bain de vapeurs étendu sur un drap et la tête appuyée sur un petit coussin. ”

“ L'expérience a démontré que la vapeur d'eau jouit dans certaines limites, des propriétés des gaz; elle est compressible et dilatable; ses molécules sont dans un état continuel de répulsion, et cherchent toujours à s'écarter davantage. L'effort qu'elles exercent pour se répandre dans un espace plus grand se nomme la force élastique, le ressort ou la tension de la vapeur.
Nous avons dit (page 21) , que dans un espace limité, il se forme la même quantité de vapeur, que cet espace soit vide ou occupé par l'air. ”

“ La force prodigieuse que récèle la vapeur d'eau portée à une haute température et dont les effets s'exercent tout d'abord sur les parois intérieures de la chaudière, exige de la part de celles-ci une puissance de résistance qu'on n'obtient point sans certaines conditions de forme, d'épaisseur, de qualité des matériaux employés. ”

“ L'air atmosphérique contient toujours de la vapeur d'eau dont la présence peut être constatée, soit à l'aide des substances hygrométriques qui l'absorbent, soit au moyen de corps froids sur lesquels elle se condense. ”

“ Toutefois l'air se charge d'une quantité de vapeur d'autant plus grande qu'il est plus échauffé, soit parce que le calorique agit directement sur l'eau, soit parce qu'il diminue la pression atmosphérique, et détermine, par sa répartition inégale, des courants d'air qui activent l'évaporation, en
entraînant la vapeur d'eau déjà formée. ”

“ Comment, c'est avec la chaleur qu'on rafraîchit l'eau maintenant?
— Voici tout le secret, dit Eugène : ce vase est d'une matière très-poreuse, mais en l'enveloppant d'un linge humide dont le soleil boit l'eau avec avidité, on obtient cette vapeur que vous avez vue s'élever. Eh bien, chaque fois qu'un liquide se vaporise, il soutire toujours aux corps environnants de la chaleur.
— Ah! je comprends, dit Rosine, et c'est l'eau de la bouteille qui lui a cédé de sa chaleur.
— Elle en cède d'autant plus qu'on renouvelle plus souvent la vaporisation. ”

“ DEUXIÈME SECTION. — Généralités sur les vapeurs ; elles se forment à toute température , et leur densité est indépendante du milieu ; force élastique de la vapeur d'eau par Dalton ; phénomènes que présente un espace saturé de vapeur ; évaporation , bullition et vaporisation ; force élastique de la vapeur d'eau au-dessus de cent degrés ; chaleur constituante des vapeurs ; volume occupé par un kilogramme de vapeur d'eau à diverses températures ; vitesse de la vapeur d'eau. ”

“ De l'eau, chauffée à un certain degré, se transforme en vapeur. C'est là un phénomène vulgaire que toute l'antiquité, que tout le moyen âge avait vu se produire quotidiennement, non dans les laboratoires des savants, mais dans les moindres ménages. ”

“ Enfin, surtout au voisinage du sol, l’air tient en suspension un grand nombre de poussières ténues, qui tombent très lentement ; quelques-unes sont des germes microscopiques utiles ou nuisibles, d’une importance capitale pour certaines actions naturelles.
Vapeur d’eau. — La vapeur d’eau existe toujours dans l’air, mais sa proportion y est très variable. Pour prouver sa présence, il suffit d’abandonner pendant quelque temps à l’air libre un vase rempli de glace pilée : la vapeur d’eau se condense à l’état liquide sur la surface froide du vase. ”

“ Quand on veut distiller un liquide, on le fait évaporer dans une chaudière et la vapeur est entraînée vers le condenseur où elle se refroidit suffisamment pour se déposer en gouttes. La nature agit, non en faisant bouillir l'eau sur un foyer, mais par la chaleur du soleil qui pompe silencieusement la vapeur de toutes les pièces d'eau exposées à l'air, et la vapeur ainsi introduite dans l'atmosphère se condense finalement en gouttes de pluie. ”

“ VAPEUR D'EAU DANS L'ATMOSPHÈRE
La vapeur d'eau est un gaz qui se trouve dans l'atmosphère en quantités très variables et sous deux formes différentes; il est essentiel à la vie organique. D'abord, il em-
pêche la déperdition trop prompte de l'humidité des feuilles des plantes, lorsqu'elles sont exposées au soleil. ”

“ La détente de la vapeur d'eau joue, un rôle si important dans le fonctionnement des machines à vapeur, qu'il est du plus grand intérêt de connaître exactement les phénomènes qui se produisent dans la détente adiabatique de la vapeur humide telle qu'on l'emploie ordinairement. ”

“ Le troisième et dernier véhicule de chaleur, utilisé dans le chauffage de nos habitations, est la vapeur d'eau.
Lorsque l'on chauffe de l'eau dans un vase ouvert, il se produit presque immédiatement, dans le sein du liquide, de petites bulles fines qui sont formées d'air ; puis, en continuant à chauffer, lorsque la température de la masse a atteint 100",de grosses bulles viennent crever à la surface et l'eau entre en ébullition, en se transfor, mant en vapeur, dont la température reste constante à 100°, sous la pression de 760 m /m. ”

“ La force d'ascension dont les nuages sont animés tient à deux causes.
La première naît de la formation même de la vapeur vcsiculaire dans une région d'air dont la basse température a condensé la vapeur d'eau. En effet, l'eau seule, par sa viscosité et la mobilité de ses molécules, forme les parois de ces vésicules. Il s'opère alors un commencement de liquéfaction de la vapeur d'eau , et par suite un dégagement considérable de calorique au prolit de la substance gazeuse qui se trouve sous cette enveloppe liquide. ”

“ Dans l'étuve humide, et principalement dans celles qui sont incessamment alimentées par d'abondantes vapeurs élevées des courants thermaux à leur émergence, tout se passe autrement. Là le véritable bain de vapeur s'établit. L'air déjà saturé d'eau est peu propre à nous en enlever de nouvelle, et même si la température ambiante est sensiblement plus élevée que celle du corps humain, qui est communément de 37 à 38 degrés, nous faisons en entrant l'office d'un corps froid, qui recueille et condense la vapeur à sa surface. ”

“ Tout le monde sait que la vapeur d'eau portée de cette manière à une. chaleur supérieure à 100°, possède une force élastique et une expansibilité qui servent de moteurs à toutes les machines dites par cela même à vapeur. ”

“ Vous devrez leur répéter que l’eau, lorsqu’elle est chauffée par le feu, se transforme en une substance merveilleuse qu’on nomme vapeur, que cette vapeur est plus forte et puissante que dix mille hommes réunis, et que, convenablement maniée et dirigée, elle est susceptible d’accomplir toutes les besognes de l’homme. ”

“ La vapeur concentre une plus forte chaleur que l'eau chauffée par un foyer, et cependant elle ne brûle pas les mains, ni la gorge en la buvant. Si vous trempez un corps mort dans cette eau elle le dépouille. ”

“ L'eau se volatilise, et la vapeur qui en résulte occupe un volume 1700 fois plus considérable que celui qu'elle occupe à l'état liquide : comme celle de tous les gaz, la tension de sa vapeur augmente avec sa température. ”

“ Chauffage par la vapeur. — La vapeur, fluide essentiellement mobile, d’un poids spécifique insignifiant, se prête admirablement aux exigences d’un bon chauffage. Souple et rapide, elle se transporte aussitôt d’un point à l’autre de la canalisation. Elle se condense
avec facilité en abandonnant la chaleur qu’elle renferme et en donnant de l’eau à une température de 100 degrés qu’il suffît de reconduire au générateur pour obtenir au moyen d’un faible appoint de combustible une nouvelle quantité de vapeur. ”

“ En se détendant ainsi, en changeant d'état, comme disent les physiciens, l'eau devenue vapeur, d'inerte qu'elle est à l'état liquide, acquiert tout à coup une force élastique considérable ; les molécules, à la vérité invisibles, se précipitant avec une vitesse prodigieuse et dans tous les sens, deviennent, quand on oppose un obstacle à leur mouvement, quand on les emprisonne en un vase, comme autant de proj ectiles qui tendent à renverser ou à briser la barrière qu'on leur oppose. ”

“ Alors, quelle que soit l'intensité du feu, tant que l'eau du vase bout, tant que la vaporisation dure, vous verrez cette température de 100° persister. En activant le foyer, vous rendrez l'ébullition plus rapide, c'est-à-dire la transformation de l'eau en vapeur plus prompte; mais vous ne parviendrez pas à échauffer l'eau davantage, non plus que la vapeur qui s'en échappe. La chaleur fournie est tout entière occupée à cette opération du passage de l'eau de l'état liquide à l'état gazeux. ”

“ Quand il est assez grand pour qu'à la température à laquelle ils sont descendus, la tension de la vapeur soit moindre que celle de la vapeur qui contient l'atmosphère, celle-ci doit se condenser et déposer de l'eau sur leur surface. ”

“ Cette vapeur étant rassemblée se convertit en eau comme les vapeurs de l'eau bouillante , lorsqu'elles rencontrent un corps solide, s'y accumulent, s'y condensent, et retombent en gouttes plus ou moins grosses. ”

“ Quant à la vapeur d’eau, elle facilite les combinaisons de nos organes, comme elle les facilite dans nos laboratoires. Corpora non agunt nisi soluta. Tout le monde connaît l’effet pénible que nous cause un air trop sec, qui ne rend pas à la respiration une partie au moins de l’eau que nous perdons par la transpiration. ”

“ Les gaz et les vapeurs, quand on les tient enfermés dans un espace clos, pressent très-fortement contre les parois de l'enceinte qui les resserre. Comme les vapeurs de tous les liquides, la vapeur d'eau, maintenue dans un espace clos, jouit d'une énorme force de pression.
Si l'on fait bouillir de l'eau dans une marmite exactement fer- méepar son couvercle, au bout de quelques minutes d'ébullition, la vapeur d'eau qui se forme au sein du liquide bouillant, surmontant le poids du couvercle, le soulève et s'échappe dans l'air. ”

“ Lorsque l'eau s'est échauffée, elle se transforme en vapeur ; cette vapeur se rend dans un tuyau percé de trous, qui court tout le long de la partie supérieure de la chaudière; elle s'y débarrasse des gouttelettes d'eau entraînées mécaniquement par l'ébullition de la masse liquide. Le tuyau, se bifurquant près de la boîte à fumée, conduit la vapeur à droite et à gauche dans les deux cylindres qui sont sur les flancs de la machine. Ces deux cylindres sont ce que l'âme est au corps : c'est d'eux que va partir tout le mouvement et voici une figure qui va vous permettre d'en comprendre le jeu. ”

“ Et maintenant, avant d'aborder mon sujet, avant de définir les propriétés physiques du merveilleux agent qui naît et se développe au simple contact d'une chaudière pleine d'eau et d'un morceau de houille enflammé, je veux faire, entre la vapeur et les autres forces naturelles utilisées par l'homme, un simple rapprochement. Je veux, en m'appuyant sur les données scientifiques les plus rigoureusement démontrées, montrer que toutes, par leur source, par leur origine première, ont une com- mune cause, la chaleur, dont chacune de ces forces est une manifestation particulière. ”

“ Dans certaines industries, on emploie pour le chauffage des liquides de la vapeur d'eau qu'on conduit dans la masse à chauffer, tantôt en un jet unique, tantôt en jets multiples, par des orifices très-petits, percés dans les parois d'un tuyau circulaire EG, fig. ”

“ Quand l'eau dont elle est formée devient visible sous l'apparence de nuages, de brouillards, c'est qu'une certaine quantité de cette vapeur s'est, pour une cause quelconque, condensée, a repassé à l'état liquide. ”