Volume d'eau

“ L'eau est ordinairement liquide , sans odeur, sans couleur, sans saveur ; elle bout à 100 degrés centigrades sous la pression ordinaire de notre atmosphère; alors, elle se réduit à l'état de vapeur; à zéro, elle devient solide. Mais, un caractère essentiel qui n'appartient qu'à l'eau, et dont nous étudierons l'importance, c'est la manière dont elle se dilate quand elle arrive aux degrés inférieurs de l'échelle thermométrique. Tous les corps de la nature augmentent de volume à mesure qu'ils s'échauffent, et se resserrent à mesure qu'ils se refroidissent ”

“ Comme leur corps a, à très peu près, la densité de l’eau, la plus légère augmentation ou diminution de volume, produite par la distension des gaz ou par leur expulsion, suffit pour les rendre plus légers ou plus lourds que le milieu ambiant et les faire monter ou descendre. ”

“ Il s'ensuit donc que toutes les eaux, en filtrant à travers les couches terrestres, auront dissous une partiede chacune des nombreuses matières qui composent l'écorce du globe, en forte ou en faible proportion , selon leur solubilité relative, et que, pourvu que le chimiste agisse sur un volume d'eau suffisamment grand, il pourra, avec un peu de soin, y déterminer des traces de presque tous les corps de la nature. ”

“ L'eau présente un maximum de densité à 4°, c'est-à-dire que, prise à 0° et chauffée jusqu'à 4°, elle diminue constamment de volume à partir de 40 elle augmente de volume et suit la loi qui caractérise le plus grand nombre des corps. ”

“ Un corps plongé dans l'air, perd de son poids une quantité égale au poids du volume d'air qu'il déplace.
C'est ce qui explique pourquoi les corps plus légers que l'air s'élèvent dans l'atmosphère. De là l'ascension des aérostats, de la fumée, des vapeurs et des nuages.
§ 2. — Mouvement de l'eau. Hydrodynamique.
Dans ce paragraphe nous traiterons de la vitesse d'écoulement de l'eau et de la dépense fournie par un orifice; de la pression que l'eau en mouvement exerce sur les parois des tuyaux; de la vitesse de l'eau dans les tubes, dans les rivières et canaux; enfin des siphons. ”

“ Toutes bouches d'arrosage, toutes fontaines, en général tous les orifices donnant sur la voie publique fermés, on mesura : 1° le volume d'eau amené par la conduite libre ; 2° le volume d'eau absorbé par les conduites de la Ville ; 3° le volume d'eau non utilisé en ville.
Les constatations faites toutes les deux heures donnèrent les résultats ci-après :
1° Volume d'eau amené au réservoir de Guindalos par la conduite libre. io3 lit. g5 par seconde.
2° Volume maxima utilisé en ville à ioh. matin. 53 lit. o5 id.
3° Volume minima non utilisé en ville à io h. mat. 5o lit. go id. ”

“ PROBLÈME. — Une ville industrielle peut disposer de 20.000 mètres cubes d'eau par jour : les sources émergent à 300 mètres au-dessus du plan de la ville et àune distance d'environ 3 kilomètres.
En admettant que les trois quarts de ce volume d'eau puissent être employés ù produire de la force motrice. au moyen d'une installation hydraulique située à 150 mètres au-tlessus de la ville cl arec un développement de canalisation de l.iiOO mètres, on demande de calculer : 1° la force maximum qui sera disponible : 2" les diamètres des canalisations. ”

“ Capacité pour l'eau ou faculté d'imbibition. — Les éléments du sol laissent entre eux des espaces vides. Dans la terre .sèche, ces espaces sont occupés par de l'air; si on vient à mouiller ctete terre ils se remplissent plus ou moins complètement d'eau. On appelle
1 Fig. 3.
capacité maxima de la terre pour l'eau la quantité maxima d'eau qu'elle peut ainsi retenir dans ses pores. Elle est réalisée quand les pores sont occupés d'une façon complète par de l'eau. La capacité pour l'eau maxima, exprimée en volume, est alors précisément égale au volume des espaces vides ou porosité. ”

“ Mais cette quantité de om 561 exprime le volume moyen d'eau dépensé par chaque seconde de travail, et non celui qui est apporté uniformément par la rivière et qui n'est que les trois quarts de celui-ci, ou om 42 1. D'où l'on déduit la dépense totale des trois usines de tête = om 421 X 5 = - 263 cube par seconde. Il est vrai que le mauvais état du déversoir de Saint-Julien laissait perdre une partie du produit de la rivière. Si nous portons en faveur de cette déperdition le volume total de l'eau allluente à un mètre et. demi cube par seconde, nous aurons un résultat très-rapproché de la vérité. ”

“ Équation de la surface lorsque le débit varie avec le temps.
— Les cours d'eau naturels présentent presque toujours une surface plus compliquée que celle que nous venons de considérer. Non-seulement le volume débité en chaque point de leur, parcours n'est pas le même, mais ce volume varie avec le temps, ce qui produit à chaque instant une modification de leur surface.
Lorsque, abstraction faite de l'apport ou de l'absorption des rives, le débit n'est pas le même dans deux sections consécutives, il se produit une variation de niveau. Si la section d'amont débite q. ”

“ Elle fournit par minute 17 pieds cubes d'eau à 55° Reaumur et pesant 1,00666 poids spécifique. Si de ce point on suit la direction déja indiquée et que nous appellerons la ligne des eaux, vers la source importante la plus rapprochée, celle de l 'Aigle, on constate déja une diminution sensible dans le volume des eaux, six pieds cubes par minute seulement, dans leur température qui n'est plus que de 50° R. et même, d'après Kastner, dans le poids spécifique. ”

“ On y plonge un objet solide qui chasse une partie de l'eau. On recueille cette eau, dont on trouve le poids égal à 142gr,5. On demande quel est le volume de cette eau, et par conséquent celui de l'objet. 12. Une chaudière remplie d'eau pèse 83k,25 ; la chaudière seule pèse 14k,205. Quelle est la capacité de la chaudière ?
13. L'eau contenue dans un bassin pèse 17 tonnes 564 kilogrammes. Quelle est la capacité de ce bessin en mètres cubes?
14. Un orfèvre a fondu ensemble 2k,549 d'argent avec 68 décagr. de cuivre. Quel est le poids de son alliage ? ”

“ Densité qui, augmentant la compression à laquelle vient puissamment ajouter l'action de la vague, donne à l'eau tout autant de propriétés dont le concours hâte en même proportion les résolutions, soit par le mouvement circulatoire qu'elles déterminent, soit par les sécrétions qu'elles provoquent, en portant plus activement les liquides sur les surfaces sécrétantes intérieures. ”

“ Terme moyen , il tombe annuellement 28 pouces d'eau sur la surface du globe. Cette couche de liquide est bien suffisante pour alimenter les sources, fournir l'humidité nécessaire à la végétation, etc. ”

“ Quant aux courants de densité, la physique nous apprend que si deux vases communiquants contiennent des liquides de densité différente les hauteurs des liquides dans ces vases sont en raison inverse des densités. Le liquide le plus léger s'élève plus haut que l'autre et tend à couler au-dessus. Il en résulte par exemple, que près des côtes où l'eau est rendue plus légère par les apports des fleuves, le niveau est .plus élevé qu'au milieu de l'océan ”

“ L’esprit s’effraie au calcul de la force qu’elle déployait lorsque, dans ses grandes crues, une masse de 6,000 mètres cubes d’eau descendait par seconde d’une hauteur de 140 mètres sur ce court espace. ”

“ PRESSION DE L'EAU. — Les molécules de l'eau, comme celles des substances solides, obéissent aux lois de la pesanteur qui les sollicite vers le centre de la terre. De là résulte, que les diverses couches qui composent une masse d'eau ou une masse solide, éprouvent des pressions de haut en bas. Et si l'on imagine qu'un corps solide ou liquide soit divisé horizontalement en tranches infiniment minces, toutes ces tranches seront sollicitées simultanément à se rapprocher de la surface de la terre. ”

“ On doit à deux chimistes, aussi ingénieux que savants , un moyen d'apprécier les qualités des eaux potables, que j'appellerais volontiers l'art de l'hydrotimétrie, tant je trouve le procédé élégant, prompt et sûr. Pour l'exécuter, il suffit de quelques-unes de ces connaissances en chimie et en physique que tout homme bien élevé a puisées au collége ; un peu d'expérience ou les conseils d'une personne déjà exercée (1) .
Les qualités de l'eau potable s'estiment par degrés, comme la chaleur ou l'humidité de l'air. ”

“ La division la plus ancienne, la plus générale et la plus simple des eaux minérales, est celle qui la distingue, en eaux froides et en eaux chaudes ou thermales, selon que leur température égale ou surpasse celle de l’eau ordinaire. ”

“ L'horizontalité de la surface est même la seule condition nécessaire pour que l'équilibre puisse avoir lieu dans un liquide soumis à la pesanteur. Ainsi, l'eau qu'on recueille dans un vase, ou qu'on a reçue dans un bassin, ne saurait à la manière des matières solides, s'entasser en plus grande quantité et hauteur sur un point que sur un autre point. ”

“ Lorsque l'on se propose, en faisant des pesées de cette nature, de déterminer les poids spécifiques des solides; le liquide employé ordinairement est l'eau pure, et les résultats que l'on obtient sont les rapports entre le poids spécifique du corps solide et celui de l'eau pure. ”

“ En admettant que chacun des 1,600,000 habitans puisse boire en moyenne un litre d'eau fraîche par jour, ce qui n'est pas, on arrive au chiffre exagéré de 1,600 mètres cubes par jour Exagérez encore, doublez, triplez, quadruplez cette quantité, vous atteindrez 5,000 mètres cubes par jour. ”

“ L'évaporation de la surface créerait par convection un échange d'eaux, l'eau alourdie et chaude descendrait et communiquerait sa chaleur jusqu'à ce que l'eau tombante ait la même densité que l'eau atteinte.
Les éléments dont la connaissance présente le plus d'importance dans l'étude de
l'eau de mer sont la température, la densité et la salinité, qui sont d'ailleurs toutes trois dépendantes les unes des autres. ”

“ La plupart du temps, l'analyse sommaire, dont nous allons nous occuper, suffira pour faire connaître si une eau est potable, si elle peut être employée à l'alimentation des chaudières à vapeur et si elle est de nature à laisser des dépôts incrustants dans les tuyaux de conduite. ”

“ Après tous ces motifs, il reste toujours l'impression du passage d'un milieu dans un autre, et, abstraction faite de la densité de l'eau ou plutôt de sa pesanteur, le sentiment que nous éprouvons au contact d'un corps dont les molécules sont plus ou moins rapprochées, plus ou moins distantes, nous le démontre. L'impression différente de froid que nous ressentons au toucher de la pierre et du bois, d'un même métal poli ou non , en sont des exemples. ”

“ L'eau qui tombe du ciel est le résultat de l'évaporation de l'eau de la mer et de toutes les surfaces liquides ; cette évaporation est immense : en effet, un mètre carré d'une surface liquide, laisse évaporer un décimètre cube ou un litre d'eau en vingt-quatre heures, d'où il suit qu'un kilomètre carré de la surface de la mer, produit chaque jour un million de litres ou mille mètres cubes de vapeur d'eau, ou, en d'autres termes, qu'une masse d'eau diminue d'un millimètre de hauteur en vingt-quatre heures à la température, ordinaire. ”

“ Chacun sait que le poids d'un litre d'eau distillée est de mille grammes, tandis que l'eau ordinaire ou même, l'eau de pluie pèsent ou peuvent peser, suivant leur nature, de onze à douze cents grammes, quand ce n'est pas plus : on voit donc la différence. ”

“ De la surface de la terre et surtout de celle de l'eau, de la mer et des fleuves, des lacs, etc., il s'évapore continuellement de grandes quantités d'eau, qui passent dans l'air sous forme de vapeurs. ”

“ Sortie pure de la main du Créateur, l'eau acquiert à la surface du globe diverses qualités qui tiennent à des circonstances étrangères à sa nature ; celle qui se forme dans les airs par la combinaison des principes entrant dans sa composition, ou qui, d'abord sous la forme de vapeurs enlevée dans la région de l'atmosphère, s'en précipite liquide, est dans un assez grand état de pureté, et sans presque aucun mélange, si on excepte les corpuscules qui, flottant au milieu de l'espace ou de nature saline, peuvent être entraînés par elle dans un état de dissolution complète. ”

“ Il faut tenir compte de ce que les vêtements n’avaient pas perdu autant d’eau que les autres parties. Or le corps de l’homme renferme presque les quatre cinquièmes de son poids d’eau, comme le démontre une dessiccation bien faite à l’étuve chimique.
Je plaçai donc M. le colonel sur un plateau et, après l’avoir glissé dans ma grande étuve, j’élevai graduellement la température à 75 degrés centigrades. Je n’osai dépasser ce chiffre, de peur d’altérer l’albumine, de la rendre insoluble, et d’ôter aux tissus la faculté de reprendre l’eau nécessaire au retour de leurs fonctions. ”

“ L’intervalle partagé en cent parties donne des millièmes que l’on compte de haut en bas, & dont chacun marque la millième partie de la pesanteur de l’eau. Pour avoir le poids d’une eau salée par le moyen de l’aréomètre, il faut ajouter au poids de l’eau distillée, autant de millièmes de ce poids, qu’il y a de degrés depuis le terme de l’eau jusqu’à la surface de la liqueur que l’on pèse. ”

“ De tous les liquides usuels, l'eau est l'un de ceux dont la tension superficielle est la plus grande.
Propriétés superficielles des solutions. — La tension superficielle d'un liquide peut être soit augmentée, soit diminuée par la présence de corps en solution. ”

“ Autant la masse d’eau intérieur est utile, avantageuse & nécessaire, lorsqu’elle est dans une juste proportion, autant elle est nuisible, dangereuse & destructive, lorsqu’elle pèche ou par défaut, ou par excès. ”

“ L’eau, l’alcool, l’éther, ont subi cette étonnante modification, et si l’on imagine les matières terrestres ainsi gazéifiées par le feu central du globe, on n’aura aucune répugnance à imaginer que de tels fluides joignent à un poids égal à cinq ou six fois le poids de l’eau une force élastique suffisante pour porter le poids des couches terrestres, de la surface jusqu’au centre. ”