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BIBLIOGRAPHIE

I.

ESSAI SUR L'EFFET THERMIQUE DES PAROIS D'UNE ENCEINTE SUR LES GAZ

QU'ELLE RENFERME. Thèse présentée à la Faculté des sciences de Paris pour obtenir le grade de docteur ès sciences physiques, par M. Aimé Witz, ingénieur des arts et manufactures, ancien élève de l'École Centrale, professeur à la Faculté des sciences de l'Université catholique de Lille. — In-4°, 1-102, avec 3 planches lithographiées. - Paris. Gauthier-Villars. 1878.

C'est une bonne fortune pour un jeune physicien de trouver dans le champ de la science un terrain qui n'ait point encore été défriché : disons mieux et plus sincèrement, c'est un mérite de découvrir,"depuis les recherches des vingt dernières années, une parcelle inculte dans un sol remué par tant de chercheurs qu’animent la soif du succès et une ardeur infatigable.

Ces heureuses découvertes sont réservées, le plus souvent, à ceux qui explorent les frontières communes aux divers ordres de sciences : tel est le cas de l'ingénieur qui se fait physicien pour élucider les difficultés qu'il a rencontrées dans la pratique industrielle.

« L'étude de l'effet thermique des parois, dit l'auteur du travail que nous nous proposons d'analyser, présente un double intérêt, théorique et pratique.

» L'importance de la question me fut révélée d'abord dans ses applications : ingénieur d'une maison qui avait acquis une juste renommée pour la construction des machines à vapeur, j'eus à étudier les effets des enveloppes de vapeur dont on entoure les cylindres. Or, l'économie considérable procurée par ces enveloppes, dans les machines qui en sont

pourvues, n'est due qu'à une action des parois. » Mais cette action est complexe; elle est fonction des propriétés physiques des gaz et de l'enceinte ; envisagée à ce point de vue purement théorique, cette étude paraît sortir de la compétence de l'ingénieur, mais elle est du plus haut intérêt pour le physicien.

» Cet essai, entrepris à ce double point de vue, comprendra donc deux parties :

» 1° Une étude théorique et expérimentale de l'effet des parois sur

les gaz;

» 2. L'exposé de quelques opinions sur le rôle des parois dans les moteurs thermiques et leur discussion à l'aide des théories établies précédemment. »

Dans la première partie de son travail, M. Witz recherche les lois du réchauffement et du refroidissement des gaz, et il s'inspire des méthodes fécondes employées par Dulong et Petit en 1818, alors qu'ils déterminaient les lois de la communication de la chaleur qu'il convenait de substituer aux lois de Newton; mais les difficultés qu'il trouve sur son chemin sont considérables, car un gaz subit des variations de température qui peuvent devenir 60 fois plus grandes que celles des thermometres qu'observaient Dulong et Petit.

Et puis, comment mesurer la température d'un gaz alors qu'elle varie de 12 degrés à la seconde ? Un thermomètre à mercure, un thermometre de Bréguet, une pile thermo-électrique ne pourraient être employés dans

ce cas.

Il fallait imaginer une méthode nouvelle qui se prêtât à des mesures délicates et permit d'enregistrer automatiquement les températures successives que prend le gaz sous l'action des parois d'une enceinte.

« Une seule méthode me semble échapper à toute critique, lisonsnous à la page 17, c'est de faire mesurer la température du gaz par luimême en notant ses variations de pression. Le gaz constitue dès lors un thermomètre à gaz dont l'enceinte est le réservoir : la même idée avait conduit Dulong et Petit à soumettre au refroidissement le liquide d'un thermomètre. »

Une simple application de la loi de Gay-Lussac permettra de déduire la température du gaz de sa pression. On refroidira le gaz dans l'enceinte même par une détente ou bien on le réchauffera par une compression et l'o observera les mouvements du mercure d'un manomètre, durant le temps que le gaz reviendra à la température de l'enceinte, en introdui

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« La même observation s'applique à l'influence de la forme et des dimensions exprimée par © (S); la vitesse croît proportionnellement à cette quantité, soit de 1,48 à 1, si l'on passe d'un cylindre de 200mm de diamètre à un autre de 125 mm.

» Dans les limites de pression énoncées ci-dessus, la vitesse varie proportionnellement à la puissance — 0,58 de l'élasticité. Exprimant donc les excès en degrés centigrades, et les pressions en fonction de l'atmosphère, on pourra représenter les faits de réchauffement de l'air dans un cylindre de fonte de 123mm de diamètre sur 400mm de hauteur, par la formule :

v= 1,48 (0,11€ + 0,00168°) P-0,55

ou par cette autre :

1,95 .1,216 €, P-0,53.

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» Telle est la loi qui régit le phénomène, dans les conditions spéciales que nous avons définies, pour des excès compris entre 0° et 40°.

» Hors de ces limites, le phénomène se complique et change pour l'air ; mais la discussion détaillée des diverses influences nous a permis de suivre pas à pas les modifications de la loi.

» En opérant toujours sur l'air, mais en le prenant à l'état de repos, dans une enceinte de diamètre plus considérable, on voit croître la vitesse avec le pouvoir émissif de la paroi, avec sa température, et avec le pouvoir absorbant du gaz. La loi des excès n'est point modifiée.

» Si la pression de l'air s'élève au-dessus de 0,840 (1 atm., 1) la loi des pressions donnée ci-dessus cesse d'être exacte. A 17,552, l'exposant de P sera égal à 0,12 : la vitesse décroît beaucoup plus lentement que ne l'indique la formule, et à 2m,800, dans le cylindre de Om, 123, la vitesse est encore égale aux de ce qu'elle était à 0m,792.

» L'influence de la forme et des dimensions est devenue considérable aux pressions élevées, et la loi paraît entièrement changée.

» Opérons sur un autre gaz : s'il est voisin de son point de liquéfaction, la loi des excès cesse elle-mème d'être exacte et la complication des résultats est extrême.

» Il est impossible d'admettre que ce phénomène envisagé dans sa généralité, puisse jamais être exprimé par une relation simple. Mais tous les effets, que l'expérience a tant de peine à dégager les uns des autres, paraissent découler d'un fait qu'il est facile d'énoncer : l'action du contact prédominait dans les conditions décrites d'abord; l'action du rayonnement, intervenant dans les autres, modifie entièrement le phénomène.

» Ce résultat me paraît important; car l'étude que j'ai entreprise avait beaucoup moins pour but de fixer des nombres définitifs, d'une

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