Volume d'air

“ Si donc nous prenons une portion de l'air qui nous environne, qui est précisément de même nature que le reste, et qui déplace une partie de cet air égale à son propre poids; que nous rendions cet air expansif par l'application de la chaleur, ou occupant un plus grand espace, alors il déplacera une portion de l'air environnant plus grande que lui-même en volume ”

“ Pour qu'elle demeure en équilibre dans l'air, et sans aucune force ascensionnelle, il faut que ce poids soit égal à celui d'un pareil volume d'air. On sait que sous la pression et la température moyennes, le mètre cube d'air pèse environ 13 hectogrammes, tandis que celui du gaz hydrogène impur n'est que de 1 hectogramme : la différence est de 12. Il suffit donc que le ballon ait une capacité d'autant de mètres cubes que le nombre d'hectogrammes à enlever contient de fois 12. Prenez le 12e de ce poids, ce sera ce volume en mètres cubes. ”

“ Le volume d'air nécessaire pour une bonne ventilation étant de 8 mètres cubes par heure et par individu, il nous faudra chauffer 800 mètres cubes d'air à une température suffisante pour que l'intérieur de la classe soit à 15°. ”

“ Je me crois donc suffisamment autorisé à conclure que lorsqu’on fait passer un volume donné d’air d’un récipient dans un autre qui soit vide et de même capacité, les variations de température sont égales de part et d’autre dans chaque récipient.
Les nombres 0,61, 0,34 et 0,20 qui expriment ces variations de température ne suivent pas exactement le rapport des densités de l’air ; ils diminuent suivant une loi moins rapide. ”

“ Lorsque les rayons solaires tombent perpendiculairement sur une partie de la terre, ces rayons sont décomposés, la terre s'empare de toute l'électricité, le calorique reste à sa surface, il cherche à dilater tous les corps; sa puissance alors combat fortement celle de l'électricité, les corps solides acquièrent plus de volume, l'eau est réduite par sa dilatation à l'état de gaz, l'air est chargé de molécules aqueuses. ”

“ Lorsque sur une partie du globe terrestre, par Ta disposition des rayons solaires, l'air a la faculté de s'emparer d'une certaine portion de calorique, il se dilate, acquiert du volume; cet air ainsi raréfié est obligé de refouler sur lui-même l'air qui l'avoisine ”

“ Le mélange gazeux dans l'aspirateur étant à la pression H, et la vapeur d'eau s'y trouvant à la pression F', l'air y est à la pression H— F'; p est le poids de vapeur condensée dans les tubes, f la force élastique de la vapeur que nous voulons déterminer; ni est le volume de gaz qui a passé dans l'aspirateur : il était alors à la température t' et à la pression H— FI; son volume à la température t et à la pression H-f serait
Ce volume d'air contient un poids de vapeur égal à
Or ce poids de vapeur a été déterminé ”

“ Pour établir cette densité il faut rappeler que, quand la température de l'air aug-
(1) Voici la formule qui exprime cette loi : Y = (1 + 0;003665 t) Vo = (1 + at) Vo.
Va exprime le volume de l'air à 0° et sous la pression barométrique de Om,76; Y le volume qu'il occupe à la température de tO au-dessous de zéro ; a = 0,003665 le coefficient constant déduit de l'expérience, et qui exprime la proportion dans laquelle le volume s'accroît par degré centigrade au-dessus de zéro. ”

“ Obus-fusée de verre , revêtu de bois de chêne , chargé , à soixante-douze atmosphères de pression intérieure , d' acide carbonique liquide . La chute détermine l' explosion de l' enveloppe et le retour du liquide à l' état gazeux . Conséquence : un froid d' environ cent degrés au-dessous de zéro dans toute la zone avoisinante , en même temps mélange d' un énorme volume de gaz acide carbonique à l' air ambiant . Tout être vivant qui se trouve dans un rayon de trente mètres du centre d' explosion est en même temps congelé et asphyxié . ”

“ On y a prouvé que notre atmosphère est un composé de la réunion de toutes les substances susceptibles de demeurer dans l’état aériforme au degré habituel de température & de pression que nous éprouvons actuellement. Mais comme les différens gaz ont différentes gravités spécifiques, que les uns sont plus pesans, & d’autres plus légers, & qu’il en est de même de plusieurs autres substances, il en résulte que la masse de l’air atmosphérique est composée de différentes grandes couches de nature spécifiquement diverse quoiqu’elles aient des rapports génériques semblables. ”

“ La force de la pression atmosphérique fait équilibre dans des circonstances ordinaires, à une colonne d'eau de dix mètres quatre décimètres de hauteur, ou à une colonne de mercure de 660 millimètres. On est jamais parvenu à rendre l'air visible, quelque densité qu'on lui ait donnée par la compression; mais il est hors de doute aujourd'hui, que l'air est indéfiniment élastique, indéfiniment compressible et on peut conclure que cent litres d'air comprimé à trente atmosphères équivalent à trois mille litres d'air à une atmosphère. ”

“ MATIERE RADIANTE Tout le monde sait que la matière se présente à nous diversement agrégée, à l’état solide, liquide ou gazeux. L’état gazeux, le plus subtil en quelque sorte, a été le plus difficile à reconnaître et à définir, et si des faits d’observation vulgaire, tels que l’effort du vent, ont fourni aux anciens la preuve de la matérialité de l’air, l’existence de divers fluides aériformes n’a été reconnue que dans les temps modernes. On attribue cette découverte au chimiste belge Van Helmont, dont les travaux remontent à la première moitié du XVIIe siècle. Le mot gaz. ”

“ Pour bien comprendre les altérations qu'entraîne la respiration dans la constitution de l'air et en mieux saisir la mesure, rappelons en quelques mots la composition normale de l'air.
L'air est un mélange d'oxygène et d'azote, dans des proportions qui sont sensiblement les mêmes sur tous les points du globe: dans les vallées et dans les plaines, dans les villes et dans les campagnes. L'air renferme, en outre, une quantité variable de vapeur d'eau, une petite proportion d'acide carbonique, et, en outre, mais en quantités infiniment petites, quelques autres gaz ou vapeurs *. ”

“ Il ne reste qu’à faire remarquer que la masse de l’Air est plus pesante en un temps qu’en un autre ; sçavoir, quand il est plus chargé de vapeurs, ou plus comprimé par le froid.
Remarquons donc, 1. Que la masse de l’Air est pesante ; 2. Qu’elle a un poids limité ; 3. Qu’elle est plus pesante en un temps qu’en un autre ; 4. Qu’elle est plus pesante en de certains lieux qu’en d’autres, comme dans les vallons ; 5. Qu’elle presse par son poids tous les corps qu’elle enferme, et d’autant plus qu’elle a plus de pesanteur. ”

“ La densité d’une molécule d’air atmosphérique est une fonction de la pression et de la chaleur ; sa pesanteur est à très peu près une fonction de sa hauteur au-dessus de la surface de la Terre. Si sa chaleur était pareillement une fonction de cette hauteur, l’équation de l’équilibre de l’atmosphère serait une équation différentielle entre la pression et la hauteur, et par conséquent l’équilibre serait toujours possible. ”

“ On donne le nom d'atmosphère à cette masse gazeuseformée de tous les corps susceptibles de rester en suspension ou à l'état de gaz au degré de pression et de température sous lequel nous vivons 1, et celui d'air atmosphérique à ce fluide élastique qui, abstraction faite de toutes les exhalaisons et de tous les corps étrangers qu'il contient, enveloppe de toutes parts le globe terrestre, pénètre dans les abîmes les plus profonds , fait partie de tous les corps et adhère à leur surface. ”

“ Chacun sait que les eaux répandues à la surface du globe terrestre sont soumises à l'influence de la chaleur qui, les réduisant à l'état de vapeurs plus légères que les premières couches atmosphériques, les détermine à s'élever dans l'espace jusqu'à ce qu'elles y aient atteint une hauteur telle que la densité des vésicules de vapeur soit la même que celle de l'air environnant ”

“ Car, soit qu’on suppose, avec tous les physiciens, que l’air atmosphérique contient une grande quantité d’eau, ou qu’on admette, avec moi, que tout le poids de l’air atmosphérique est dû à l’eau, comme celui des vapeurs aqueuses, il faut toujours convenir que cet air tient beaucoup d’eau en suspension, ou en dissolution. ”

“ Ajoutons à ce que nous venons de dire sur les phénomènes des liquides, en rapport avec le calorique, que ces corps contiennent tous certaines quantités d'air atmosphérique avec lesquelles ils sont combinés de telle manière, que par le vide même on a bien de la peine à les en dépouiller; il faut quelque temps d'ébullition pour en opérer le dégagement. Ce mélange de l'air influe nécessairement sur la marche des dilatations des liquides et sur la qualité de la vapeur qu'ils produisent ; c'est une circonstance qu'il ne faut pas perdre de vue dans le sujet qui nous occupe. ”

“ L’eau bout lorsque la force élastique de sa vapeur est égalera la pression atmosphérique, c’est-à-dire au poids de la colonne d’air qui surmonte le liquide. Il est clair que la hauteur de cette colonne diminue à mesure qu’on s’élève sur une montagne. Ainsi, quand vous êtes à 2,000 mètres au-dessus de la mer, la colonne d’air qui surmonte votre tête est de 2,000 mètres plus courte, et l’eau doit entrer en ébullition à une température moindre qu’au bord de la mer, au-dessus de laquelle la colonne atmosphérique a toute sa hauteur. ”

“ Les mouvements des gaz, tout en obéissant à des lois mécaniques connues, sont si complexes, qu’on n’a pas encore trouvé le secret de diriger et de mesurer les courants d’air dans l’intérieur des habitations. ”

“ Instrument qui sert à mesurer la pression exercée par le poids de l'air, et qui par cela même mesure , en vertu des propriétés connues des gaz, la force expansive de J'air et sa densité par une température donnée. Puisque tous les phénomènes qui touchent de plus près à l'homme s'accomplissent dans le sein de l'atmosphère et sont modifiés par l'état véritable de ce milieu fluide , on conçoit de quel intérêt doivent être les indications d'un pareil instrument, tant en pratique qu'en théorie. ”

“ VI. D’après la pesanteur connue de l’air, si nous voulons évaluer la somme des pressions que la masse atmosphérique exerce sur la surface du globe, nous trouverons, en réduisant celle-ci en centimètres carrés, que la terre supporte une pression, un poids en kilogrammes représenté par 1 suivi de vingt zéros, c’est-à-dire 100 quintillions de kilogrammes.
La surface du corps humain, étant moyennement de 7/4 de mètre carré, supporte, en vertu des pressions que l’air exerce comme les liquides tout autour des corps qui y sont plongés, une somme de pression égale à 17 500 kilogrammes environ. ”

“ Elle se change en vapeur, en un gaz aussi incolore et aussi transparent que l’air auquel elle se mêle sans qu’on en soupçonne la présence, et comme cette transformation se produit continuellement à la surface de toutes les. mers, de tous les lacs, de tous les fleuves et de tous les sols quand ils ont été mouillés par la pluie, il est certain que chaque litre d’air atmosphérique contient un poids déterminé de vapeur d’eau. ”

“ Si nous supposons que la hauteur de l’atmosphère soit divisée en une infinité de parties égales, la densité de l’air dans chacune de ces parties est comme sa masse ; & le poids de l’atmosphère, à un endroit quelconque, est aussi comme la masse totale de l’air au-dessus de cet endroit ; d’où il s’ensuit que la densité ou la masse de l’air dans chacune des parties de la hauteur, est proportionnelle à la masse ou au poids de l’air supérieur ”

“ Lorsque l'eau se convertit en vapeur, soit à l'air libre et sous la pression atmosphérique, soit dans d'autres circonstances où la pression est nulle, plus faible ou plus forte que celle de l'atmosphère, il y a, ainsi que nous l'avons dit plus haut, absorption d'une grande quantité de chaleur, qui résulte du changement d'état que subit le liquide. ”

“ Étant donnés le poids qu'enlève chaque mètre cube de gaz et la quotité de mètres cubés par votre ballon d'une part, et, d'autre part, la force de pression du vent dans ses moindres vitesses, établissez la différence—et concluez. ”

“ 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. ”

“ L'air, comme les autres fluides aériformes permanens, est éminemment élastique, et tend à se dilater en raison inverse des poids qui le compriment. Newton a calculé qu'à 87 lieues de hauteur, l'air serait d'un milliard de milliards de fois plus raréfié qu'à la surface terrestre. Mais cette raréfaction doit avoir un terme. Le physicien Hales a trouvé que si une colonne atmosphérique était prolongée vers le centre de la terre, seulement à 20 lieues de la surface de l'Océan, l'air aurait à cette profondeur une densité égale à celle de l'or. ”

“ On savoit que l’air en se dilatant, lorsqu’on diminue la pression qu’il éprouve, absorbe du calorique, et réciproquement qu’en se condensant il en dégage. De là quelques physiciens avoient conclu que la capacité de l’air dilaté pour le calorique, est plus grande que celle de l’air condensé, et qu’un espace vide doit renfermer plus de calorique que le même espace occupé par de l’air. ”

“ PROPOSITION II. — Dans les évaluations précédentes des termes de comparaison des densités, on a admis comme unité de poids le kilogramme. Dans l'évaluation habituelle de la pesanteur spécifique des gaz ou vapeurs, on prend la densité de l'air atmosphérique pour unité ou pour terme de comparaison égal à 1000.
Les gaz ou vapeurs, à la pression atmosphérique de 0m,76 de hauteur de mercure ont la densité suivante :
VOLUMES comparés à l'air. ”