Rdp - Notions De Sciences Physiques Et Naturelles

NOTIOI{S ST'R I,ES

SCIEI\{CES PFTYSIQUES lrT

NATTJRELLE

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.\ L'ilBÀO-!

DEs AsprBANTs

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BREvET

ÉrÉuunrernr

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No 201 .i

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Tout exemplaire qui ne sera pas revêtu de la signature ci-dessous sera réputô contrefait'

â---râ.a.-*>>

SCIBNCES PI{YSIQUES

IiT

N.4.TI]RET,I,ES

I.rvREs cLAsslQUEs pouR I'gNSEIGNEMENT

SEC0NDATRE

PRotRArIilIEs on {902

û/a.ssr

cle

Qu,ntrièn"e .. Éléments de Physiqne.

Classe clc

Géologie'

-

Élérnents de Chimie.

Troisiènrc .. Éléments de Physiq.e. -Éléments de Chimie. Anatomie ci Physiologie de l'Hotnme'

-

cours de chimie.

classe de setond.e .. ctrurs de Physique.

An:rtomie et Physiologie animales'

classe cle Prentièr"e .. cours de Physique. Çlasse de

Maùénra,tiqltes; Physique'

-

-

cout's de chimie.

Chinrie'

-

TOLLECÏION D'OUVBAGES CLASSIQUES nÉorcÉs EN couRs cnenuÉs conronuÉnronr AUX pRoGRAMlrEs o!-rfIcIELs

I\OTIONS SUR LES

sffirNcrs PHYSTQUTiS ttî

I{ATI]REI-,LES PEïSIQUE

-

CHIMIE (notation atoniquo)

-

flISTOIRE NATURELLE

À I,'gBÀGB

DES ASPIRANTS AU BREVET ËIÉMEI{TAIRE AVtsC 530 FIGURES ET T4O EXERCICT]S

PAR UNE RÉUNION DE

PROFESSEURS

TO URS

PÂRIS

IdIAISON A. MAME ET FILS

J.

IITpRTMEURS-Èortnuns

ET CHEZ

OE GIGOfiD

RUn J,I,]S

PIIIN(:II,AIIX

c.rsstrtu, t5

I,J}]RAIRES

TuLrs druits r'ésct.i.és.

3r

IT{TRODUCTION

Sous la dénomination générale de Sciences physiques et naturelles, on comprend toutes les sciences qui se partagent I'étude ùa [l[onde physr,que.

Ie Monde physique est l'ensemble detousles corps; c'està-dire de tous les êtres capables d'impressionner nos sens.

Il y a deux sortes de corps: les êtres vivants

oa corps organisés, comprenant les animauæ et les aégétauæ; et les êtres inanimés ov. eorps inorganiques, tels que les mi,nérauæ.

L'étude du monde physique se partago donc naturel-

lement en deux grandes branches: celle des Sciences naturelle.s, qui s'occupe principalement des étres organisés, et celle des Sciencesphysiques, qui étudie surtout les corps inorganiques.

Chacune de ces branches se subdivise en plusieurs sciences distinctes:

Les

Sciences naturelles comprennent

Miuéralogie, la Botanique et la Zoologie,

: ia

Géologie, la

qui ont respecti-

'{

\ùs

t

îtu,".r,, pour obiet t.

*ïi'i-"'-,

les matériaux qui

le composent et les êtres vivants qui l'habitent; Les Sciences physiques comprennent la Chimie

et

la

qui ont pour objet comrnun l'étude des corps bruts; c'est'à-dire des corps considérés en eux-mêmes' abstractionfaitedurôlequ,ilsontpujouerdansl,hisPhysique,

toiredelaterre,ettleleuraptitudeàentrerdansla composition des organismes vivants' La Physique et la Chimie envisagent les corps bruts s'attachent pas à deux points de vue rlifiérents : elles ne

mêrne au même genre de proprt'étés des corps ni à la commun' catégorie de phén'omèn'es, et, sur un terrain distincts' elles ont fini par se constiluer deux domaines le nom de phéDans le langage scientifique on d'onne

'

nomèneàtoutchangement,àtoutemodilicationquisurTout vient dans un corps ou un système de corps' le théâtre' et phénomène suppose des corps qui en sont d,es

les agents' forces qui en sont

mais

On distingue de nombreuses espèces de corps; commetotrscescorpsjouissentd'uncertainnombrede propriétéscommunes'oI}lerrrattribueàtousunrnème princiPe que I'on nomme la matière forces ou On tiistingue aussi plusieurs espèces de la chaleur' la lqmière ' d'agents : Ies forOes mécaniques ' l,électricité;rnaistoutescesforcesprésententunecorréà volonté les lation étroire qui permet de les transformer à les considéunes dans les autres' On est donc conduit même prind'un rer comme les manifestations diverses cipe auquel on donne le nom d'énergio' d''une manière pré' Ces notions permettent d''assigner

INTRODUCTION

Vll

cise les objets respectifs des deux sciences : on peut dire que la ch,imie est lu science de la. matière, tandis que la Physique est la scr,ence de l'énergi,e.

Le présent manuel ne contient que les premiers éréments des sciences physiques et naturelles. Il se divise

en trois parties : la Ph,ysique, la chimi,e et I'Histoire naturelle, cette dernière comprenant la zoologie, la Botanique et Ia Géologie.

TABTE ANALYTIOUE DES MATINNNS

PHYSIQUE NorroNS pnÉr,rurNArRES I. Définitions lI. Les trois états des corps. III. Propriétés générales des corps

,1,

2

*

pnpulÈnu pARTTE NOTIONS DE MECAN IQUE CHAPITRE I CHAPITRE III GÉuÉne,urÉs suR LE MouvEMENr

EÎ LES FORCES

I. Mobilité et inertie. II. Mouvements . III. Forces CHAPITRE II Cnurn DEs coRps

I il lB

Éeurunnn DES soLrDEs.

.

24

CHAPII'RE IV

MicnrNss.

27

CHAPITFIE V

I7

Ber,encp.

30

DEUXIEME PARTIE

HYD RO STATIQU E CHÀPITRE Pnnssrous rxnncÉrs

LreurDns

I

pÀR LEs

CHAPITRE

PnÈrcps

U

II

Vlsrs coMMUNreuaNTs. CHÀPITRE

CHÀPITRE VI

39

III

o'AnorruÈon.

42

CHAPITRE IV DnnsrrÉs

.

L6

CHAPITRE V PnopnlÉrÉs DEs GÀ2.

...

b0

BenoMÈrnss.

5ô

CHAPITRE VII Lor nn Manrorrs. MlxouÈrRns

.

-

6{)

CHAPITRE VIII Pnrxcpr n'AncnruÈop Àppr,reuÉ AU

caz.

64

CHAPITRE IX

Poupps.

CHAPITRE X Il.tcnlxB PNEUMÀuOuE.,

68

.

72

t

TÀBL8] ÂNÀLYTIQUT] DES MATÛ:RES

TROISIÈME PARTIE

CTIAI,EU CHAPITRB

I

C1TAPITRB

. II

76

DrurerloN rlES coRPs CHAPITRB

Ésur,r,rtroN. TION

TnnnuouÈrREs CIiAPITRB III DE DILATATIoI{.

CFIAPITRII IV PnoplcluoNDELAcHALEUR.

-

VII

CoNnnusa,-

CIIAPTTRB

7g

Corn'r'rctnxrs

{00

VIII

IlycnouÉrruE CHÀPITRE IX

84

r06

Mncnrurs A vÀPlluR BB

CTIAPITRII X

CuonruÉrntn.

CHÀPITRE V

Fusron.,-.

TI

ÉQulve'LENCE DU TRÀVÀIL HT DE

Sot,mrFtcATIoN.

- I)rssoturloN

92

I,A

7ll

CHALRTTR .

CHAPITITE XI

CITÂPITRE VI NorroNs

Fonuarron DEs vAPEURS. -

.

Évlpon,luoN .

96

DE cLIMÀToLoGIE ET

116

nr uÉrÉono1,oclE

QUÀTRIÈ}IE PÀRTIE

ACOU STI QU II CIIAPITRE

CHAPII'RE I PnonucrroN DU SON

.

ET rrRoPÀcÂTIoN

{20

III

VrsnerroN DEs coRDES.

soNoRES.

Tuyaux

-

t2E

CTIÂPITRIi II

QulurÉs

DU

soN

124

CINQ UIËME PANTIE

Ér,rctucrrÉ srarrQun ET llracNÉ'frsmE CHAPITRB

CHÀPITRE I PgÉNoui:uns FoNDÀMENlÀLrx I. DérelopPenlellt de l'électricité st;rtique Par Ie frot-

tement II. Distributiorl de I'électri-

cité statique sur les con-

ducteurs

IT

Ixnr,urucr ÉlrcrnrQun

I. 732

{36

Développement de l'élec' II. Machines électriques .

r40 {43

CHAPiTRE III Coxnuxs*uoN Ér.uc'rtt!QUE

r&8

tricité par influence

.

.

TABLE ANÀLYTIQUE DES MATIÉRES

I.

CHAPITRE IV DÉcHrncns Élrcrnlçurs Effets des dri<'harges élec-

XI

II. Électricité atmosptrérique,

{55

CHÀPITRE V

triques

MlcxÉrlsuri.

153

{5?

SIXIÈME PARTTE

Ér-ncrn,rcrrÉ CHAPITRE

I tf;3

Prr,rs Ér.ncrRreugs. Différentes espèces de piles.

{66

sur

les aimants It. Télégraphie électrique

1?6

17s

CHAPITRE IV

CHAPITRB IT Pnrxcrplux EFFETS DES couRÀNTS,

DYNAM reuE I. Actions des courants

Élncrno-nYNAMreuE. 172

.

CHÀPITRE III Elncrno - MÀcNÉTrsME

DUCTION,

- Ix-

CIIAPITITE V

Mlcgtttps D'lNDUttIoN.

.

.

SEPTIÈME PARTIE

oPTr0uE CHAPITRB I Pnoprçerrox rr nÉrlnxrow DE LA

r.uurÈHr:. CI{APITRB

{96

I. Notions générales. II. Lentilles sphériques III. Prisme . CHAPITRE

II

Pnlncrpeux

RÉr'na.cuou DE LÀ l,uurÈnn

.

209

20\ 20?

III

INsTRUMENTs

D'OPTIQUE.

t10

CHITIIIE NOTIONS PRÉI,IMINATRlIS

I. f),lfinitions . lI. Nomenclature

217

.

chimique et notation atomiquc.

223

PREMIÈRE PARTIE

M ÉTrq.r,

CHAPITIiI'

llmnocÈlw

i 233

CfIAPITRE II EAU oxvcÈNs

I. Oxr r;i'nc . II. Itau, . a . ç c o, .

r,t)Ï Dr.ls CFIAPITRE III AIR ervospnÉRteua I. Azote. 246 Ii. Âir armosphérique . ?1lE Azorc

CHAPITRE IV

237 ?,&0

CHLORN

-

ACIDE CIILORHTDRIQUS

TÀtsLE ANALYTIQUE DES MÀTIÈRES

I. Chlore II. Acide chlorhydrique

%7 264

Composés oxygénés et

hydrogénés du

Fr,uoR

2bF

Àrsenic

[.

II.

2bg

sulfhydrique.

966

Acide sulfurique ordi-

naire

.

IV. Acide

Zb?

sulfureux

Anhydride

III.

cÀRBoNE ET sEs couposÉs

Er sES courosÉs

Soufre

CHAPITRE

VII

261

'

I. Carbone II. Oxyde de carbone III. Ânhydride carbonique . IV. Sulfure de carbone CHAPITRE

Bonr.

I.

Oxyde azoteux. . II. Oxyde azotique. III. Acide azotique. lV. Gaz ammoniac.

268 269 g?0 Z7Z

281

28rt 286 288

XI

- Su,rcruu

PRINCIPAUX COMPOSÉS DE L'AZOTE

Zg0

CHAPITRE XII CARBURES n'lrrnn0GÈNE

I. Formène . II. Éthylène. . III. Acétylène.

CHAPITRE VIII

Zgl zgz 2gz

CHÂPITRE XIII

PHOSFI{ORE ET SES PRINCIPÀUX coMPosÉs

[.

280

CHAPITRE X

CHAPITRE VI soûFng

phosphore. 278

CHÂPITRE IX

CHAPITRE V

Ions. Bnoùrr.

II.

Phosphore

275

clz

n'Écr,,trRÀcr

L Gaz d'éclairage II. Flamme .

-

FLAMME

293 294

DEIJXIÈME PARTIE

MÉTAUX CHAPITRE I cÉnÉnlr.rrÉs snR LEs

OHAPITRE IV

MÉTAUx

I. Notions générales II. Lois de Berthollet . CHAPITRE II POÎASSIUM

- SODIUM I. Potassium. I[. Sodium . III. Calcium. CHAPITRE MÀCNÉSIUM

I. Magnésium. II. Aluminium.

_

297 300

FER-zrNc-ÉtÀIx-exrtMOINE

L Fer.

-

NICKEL

. . . .

II. Zinc. III. Étain .

CÀLCIUM

301 305 308

IY. Nickel. -

PLOMB

_

311

3Il

323

32e

MERCURE

I. Cuivre . II. Plomb

ÀLUMINIUM

322

CHAPITRE V CUIVRE

ÀRGENÎ. OR. PLÀTINE

III

31?

III. I\fercure. Argent. Platine

-

325 396

Or. 327

TÀBLE ÀNÀT.YTIQUI] DES MATIÈRES

TROISIÈME PÀRTIE

CHTMIE ORGA.NICIUE

Norrorqs

pnÉlrurx.l.rncs"

CHAPITRE I CÀRBUNES _ ÂLCOOLS _

-

ÉrHrns

TAUX

-

ÀCIDES

I.

er,c.e,r.oinns vÉcÉ-

^q.l,suurNoïnns

Cellulose et

trl.

[. Carbures II. Alcools III. Àcitles IV. Éthers V. Alcaloïdes végétaux. VI. alcaloïdes organiques CHAPITRE II I{YDRÀTES

330

mlrrùnus

rrÈnns ror,oRÀNrES

III.

Sucres.

amidon.

345 34.8

Gommes et résines 35CI IV. Matières colorantes. 351 V. Matières albuminoïdes. 353

334 338 339 :142 343

III

CHAPITRE Conps

344

cRÀs.

354

CHAPITRE IV

DE CÀRBONE !{A.

FrnnpnrrrroNs

-

-

S5t

HISTOIRE NT"TURETTB ZOO t,OGIr:iÏ Nolrorcs pnÉuurNunrs

36,f

PREMIÈRE PARTIE

ANATOMIE ET PITYSIOLOGIIû CHAPITRE

I

FONCTIONS DE NUTRIÎION APPAREIL DIGESTIF

I. Anatomie de I'appareil digestif " [[. Les dents . III. Glandes digestives. CHÀPITRB II PHTSIOLOGIE DE

LÀ

CIRCULATION

L Le sang. . II. Appareil circulatoire . III. Physiologie de la cir-

36E

culation

3?0

372

ments.

RESPINATIÛN

376

ration

392 393

CHAPITRE VI

Àlimentation et hygiène

CHAPITRX ftu8onpuox.

38?

"

I. Appareil respiratoire . . II. I'hysiologie de la respi-

377

de la digestion.

38.i 385

GHÀPITRE V

DIGESTION

I. Àliments II. Transformation des aliIII.

CHAPITRE IV

*

A,ssrMILATrox

379

-

nÉslssrMILATroN

CÀLORIFICATION

III

.-

SÉCNÉ-

rroN ET nxcnÉrrow

I. Assimilatiou.

381

l*

39?

'ATJLE

ÀNÀLYTIQUË DES MATIÈRES

II. Désassimilation. III. Calorification lV.

Sécrétion et excrétion

393 398 400

.

III.

Physiologie du systènre

nerveux.

CHAPITRB VII FONCTIONS DE REI,AIION LE MOUVEMENT

I.

Des os

tions

II.

Des

et

_

I.

II"

des articula-

. muscles

403 409

ÇHAPITRE VIII sysrÈnn NERvEUX Anatomie du système ner-

[.

.

veux

IL

Appareil de la

spinal.

414

IX

vision vision.

Physiologie de la

42A 42:J

CIIAPITRE X r.'ouin

- L'oDORAT - r.E cour - t,E TOUCHER I. L'ouie 425 II. L'odorat et le goùt. 427 t*29 III. Le toucher

448

Système nerveux cérébro-

416

CHAPITRE LA VUE

CHAPITRE XI

Ll vorx.

4"30

DEUXIÈME PARTIE

ZOOLOGIE DESCRIPTIVE NouoNs

PRÉLIMTNATRES.

433

CHAPITRE IV

CHAPITRE I Cmssn nns urunurr'Ènns

CHAPITRE OISEAUX

_

EMRRANCHEMENTS

436

II

RXPTILES. BATRACIENS.

. .

468 t*76

CHAPITRB V

[.

Classe des Oiseaux . . I[. Classes des Reptiles, des Batraciens et des Pois-

450

459

.

CHAPITRE

DES VERS

I. Les Arthropodes. II. Les Vers.

POTSSONS

sons.

ET

DES ART}IROPODES

nnS ÉCnrNoDERMES, Dns coLnNrÉRÉs, DES sPoNGIAIRES ET

EMBnÀJ'TcHEMENTS

DEs

PRoTozoarRES.

III

ANrulux

480

UTTLES .

CHAPITRE VII

FlunnexcsnMnNrs DEs ruNIcrERS ET DES MOLLUSQUES.

477

CHÀPITRE VI

&66

ANrnreux

NursrBLEs

.

484

BOTÀNr0UE CHAPITRE I

Anlrourn

Lt

cÉNÉRALE

CHÀPITRE nectxu"

CHAPITRE 488

Ll rrcr

490

Lrs nouncnoNs

II

III {94

CHAPITRE IV .

d98

ftttLE ÂNÀLITtQUU

DSS lrtÂ'Iijiifilll'

CHAPITRE IX

CIIÀPITRE V

pRINcIPÀLEs I'AMILLEs

LA }-EUILLE

I.

Caractères généraux de la

feuille. II. t'onctions de la feuille III. La sève. . CHAPITRE VI LA

.

501 503 5{J5

FI,EUR

I. La fleur en général . lI. Fonctions de Ia fleur

506 510

.

CHAPITRE VII LE FRUIT ET LÀ GRAINE

5ll

I' Le fruit' II. La graine CHAPITRB

5{3

VIII 515

Clrssrrrc^rrlox

vÉcÉrl,rs

I. Dicotylédones. Renonculacées c.rcifères Légurnineuses RoÀacées Ombellifères . Cucurbitacées. . . Composées Solanées Labiées Amentacées Corrifères. . II. lvlonocotYlédorrer Liliacéès Graminées . Palmiers. . III. Cryptogames .

517

5l? 518

5{8 519 520 520

521 522 593 523

524 5.}5

b2b

bf6 527

527

GEOIOGIE CHÀPITRE

I. Agents atlnosPhériques II. Eaux d'infiltration et de

530

ruissellement Action des êtres vivants. IY. Glaciers.

531 534'

lll.

CHAPITRE

Phénomènes qui se rattachent aux volcans CHAPTTRE III

II.

I

AGENTS EXÎERNES

srnUcruRE

DE L'ÉcoRcE TERRESTRE

I. Des roches. iI. Stratification .

Sh\ 543

CHÀPITRE IV

3tc

ClÀssrr'tclrrow DEs rER-

II

RAINS

ÀGENTS INTERNES

i. Volcans.

539

537

.

TAsLna.u cÉNÉnel nn LÀ couPOSITION DES T!]RNAINS. .

:'4:) 551.

NOTIOI{S GENÉRALES ]]'AGNICULTURE

[.

II.

Nrrture du so]

Atnendements

ct ll-

552

V. Labours et instruments

DDJ

\I.

i)il / D55

VIII. Ilorticulture.

559

e:

grais lII. ÀssolemenLs .' IV. Assainissement du sol'

ôDi)

550

aratoires. Semis ct récoltes V[. Principales ctrlttires

cct)

PHY SIQUE NOTIOI{S PRELIIIINAINES

I. Définitions. t'objetdelaphysique._LaPHYSIQUEestlascienced'es cor,s bîuts, au point à" ,ue des phénomèrr.es qui n'altèrent pas la nature de ces corps.

Elte étudie ces phénodènes par l'obseraation eL I'eæpërimen' danÈ le nut Oe découvrir leurs causes et les lois qui les

toiin,

régissent.

appetle coRPS 01, oBJErs uerÉntnls tous les 9. Corps. - An êtres qui peuuent impressi'onn,er mos sens et qui occultent une Ttlace d,ans L'esPace. Lffi agents p-hysiques tels que la chaleur, la

'

lumière, l'électri-

cité, ne sont pas des corps ; ils n'impressionnent nos sens que

pa. i'intetmédiaire des corps sur lesquels ils agissent' 3. Phénomènes. - on appette pnÉnouÈxE, tout changement manifeste dans les proptnétés des corps. tpi ' 4.oseUn du lthënomène cnimtque est celui qui altère la nature corps et modifie ses propriétés d'une façon permanente' Eæemltles; la combuÀtion du soufre, I'oxydation du.fer' Le fer changé en rouille n'a plus les mêmes propriétés que le fer. Le soufre qui a brûlé n'est plus du soufre, mais un corps gazeux, tlont les propriétés sont toutes différentes. " Zo Un phénomène physique esl celrri qui ne change pas la nature dù corps, et qui-ne fait subir à ses propriétés que des modi{ications passagères. Eæen+ples; ia ctrùte d'une pierre, I'ascension d'un 5allon, lea variations de température, l'ébullition de I'eau, etc'

{.

observation.

-

Erpérience.

-

Obseruer

un

phénomèno

2

NorIoNS suR LEs sgIENcEs pr{ysleugs

Et

NÀTURELLES

c'est exarniner attentivement et en détail toutes les phases de ce phénomène, tei qu'il se produit dans la nature. Faire :une eæpérience, c'est provoquer la reproduction d'un phénomène pour I'observer à loisir, cL reconnaî[re I'influence de toutes les circonstances qui Ie préparent ou qui I'accompagnerrt.

5. tr ois physiques. -- Les Lors d'un phënomène sont les ûgles inuari,ables d'a,près lesquelles ce plténomène se produit. Une loi physique s'énonce tantôt comme un fait général ; exemple : Dans Ie oide, tous les corys tombent auec Ia même uitesse r' tantôt comme une relation de causalité; exeurple .' tra ccluse d'un son est un nxouaernent tsi,bratoire ilu corps sonore ;

tantôt en{in sous la forme d'une relation numérique errtre tliverses circonstances d'un même phénomène I exemple : Les espaces parcoul"us pd,r un corps qui tombe li,Itrement sont proportionnels auæ carrés d,es temps d,e chute. 6. Théories et hypothèses. - Une théorie physique est l'eæpli' cati,on systémati,que de tous les phénonùnes qu,e I'on peut rattacher à urt, ntûne pri.ncipse ou ù une même le.ypothèse, Bxemple : la théorie des phénomènes sonores, la théorie du magnétisme... Ura principe est une propositi,on fondamentale d'oùr, I'on peut d,éd,uire conlnre conséquences un grq,ncl nontbre de faits particuli'ers, Exemple : le pri.ncnpe de Pascul, d'où I'on peut déduire toute I'hydrostatique.

Une hypothèse est une suTrytosi.tion concernant Ia cause d'un groupe de phénom,èrees. Eremple : I'hypothèse des molécules, I'hypothèse des lluides électriques... Les hypothèses adoptées dans I'enseignement de la physique ont été suggérées par des observations et des expériences quiles rendent plausibles, ntais qui ne suflisent pas pour err démontrer rigoureusement I'exactitude. Ces hypothèses sont très utiles parce qu'elles permettent de grouper et d'expliquer simplement les phénomènes connus, et qu'elles conduisent souvent à en découvrir de nouveaux. D'ailleurs la plupart des grandes découvertes ont comrnencé par des hypothèses, qui se sont transformées ensuite en principes bien démontrés.

II. Les trois états des corps. 7. L'hypothèse moléculaire. - On admet que la matière ou substance des corps n'est pas continue, mais qu'elle est formée d'une in{inité de particules extrêmement petites, tenues à disbance les unes des autres et laissant entre elles des vides. Ces petits élérnents matériels isolés se nomment des moléttulest

LEs TRoIS

Érlrs

DBS

CORP.q

3

et les vides qui les séparent, des intertalles intermoléculaires. Cette manière de concevoir les e,orps est fonclée principalement sur l'étude des phénomènes chimiques; mais eile explique aussi fort bien les propriétés générales de la mabière et les trois états des corps.

g. États des corps. Les corps se présentent à nous sous trois états : l'état soliile,- I'étaL liquide et l'état g&zeun. {o Lps coRps soLrDES, tels que le fer, la pierre, le bois, sont ceuæ qui Ttossèilent une forme et un ootu,me déterminés. Ils sont caractérisés par une grande conÉsron.

La cohésion esL la force qui lie entre elles les molécules d'un corps et s'oppose à leur séparation. C'est à cause de leur cohésion que les corps solides opposent de la résistance quand on essaye de les rompre ou de les déformer. 2o LBs coRps LreurDES, comme I'eau, I'alcool, le mercure, sonl ceun qui Ttossèil,ent un oolume propre, mais qui n'ont pas ile fortne ilpterminée. Leurs molécules n'offrent qu'une cohésion très faible; elles sont très mobiles et roulent facilement les unes sur les autres. C'est pourquoi , tout en conservant un volume invariable, les liquides nnopposent pas de résistance aur changements de forme: ils se moulent sur les vases qui les contiennent et en adoptent exactement la forme. La mobilité des molécules varie suivant les liquides; elle est très grande dans l'éther et dans I'alcool, un peu moindre dans I'eau, beaucoup moindre dans I'huile.

3o Lns coRps cÀznux, tels que I'air, le gaz d'éclairapçe, sonf qui me possèdent ni forme ni aolume d,élermùws. Ils sont ExpaNSrBLEs; c'est-à-dire que leurs molécules, loin d'avoir entre elles de la cohésion, semblent se repousser les unes les autres. Ctest pourquoi les gaz envahissent tout I'espace qui leur est offert et exercent même une pression sur les parois des vases qui les renferment. Un gaz introduit dans un vase fermé en adopte exactement le volume aussi bien que la forme. Frumns. On réunit sous le nom commun de fluid,es tous les corps dénués de forme propre, c'est-à-dire les liquides et les gaz. 9. Changements d'état. - Un même corps peut exister successivement sous les trois états, solide, liquitle ou gaze{rx, suivant les conditions dans lesquelles il se trouve. Ainsi I'eau, que nousvoyons le plus souvent à l'état liquide, peut se solidilier sous forme de glace, ou stévaporer en un gaz invisible. ceuæ

&

NorroNs suR LEs scIENcEs

PHYSIQUES

ET NÀTUITELLES

Il en est de même de la plupart des autres corps. Transitions entre les trois états. - 1o Entre I'état solide le plus dur et l'état tiquide le plus fluide, on peut rencontrer tous les élats intermédiaires. Quand on chauffe graduellement I'acier trempé jusqu'à une température très élevée, il se détrempe se ramoilit de ' plus en plus et finit par devenir tout à fait fluide.

à l'état de r,rQurnts vISQUEUx ou solroBs plrnux. Exemples: I'huile, le beurre, la mélasse, le goudron. 2o On d.onne le nom de va,pnuns aux corps gazeux qui sont très

Certains corps existent naturellement de

voisins de l'état liquide, et que I'on rencontre à l'état liquide à des

températures peu élevées. On dit, par eremple: de la vapeur d'eau, de ia vapeur cle soufre, quand on veut désigner ces mêrnes corps à l'état gazeux. L'espèce d,e nuage

n'est

qui s'échappe d.'une chaudière d'eau bouillante pis encore à l'état gazeux : ce qui le rend visible, c'est la rnul-

titude des petites bulles ùquides entrainées avec lui; il ne passe réellement à I'état de vapeur qu'en disparaissant complètement à nos yeur dans I'air.

III. Propriétés générales des corps. t0. Définition. - On entenil, p&r PRoPRIÉrÉs cÉlqÉnelns des cof,ps, celles qui sont covrwrrltnes ù tous les corps, soli'd,esr liEaid4 s ou gazeur. Elles se divisent en trois catégories {o Les propriétés générales d'ord,re gëométrique .' étendue et impénétrabilité

;

2o Les propriétés générales d'ord,re mécaru,que.' mobilité et nertie. (Voir nos {8' 2ù.) 3o Les propriétés générales d'ord.re physi,que : divisibilité ' porosité, compressibilité, dilatabilité, élasticité' eto. Dtautres, comme la solidité, la couleur, I'odeur, sont des propriétés particuliàres à certains corps, c'est-à-dire appartenant à tel corps et non à tel autre. tl. Étendue. - Z'Érnxnun est la prop'vi4s6 que possèd,e tout corps matériel d,'occuper une place d,ans I'esptace. On appelle aussi élendue ou oolume d'un corps la portion de I'espace bccupée par ce corps. Dans ce sens, l'étendu.e a trois dimensions : longueur, largeur, hauteur (ou épaisseur' ou profondeur ).

19. Impénétrabilité. que

possèd,e

un

-

-UrupÉxÉrne.nturÊ, est

lui-même. - par corps nc peuYent occuper pée

Deur

la propriété

corps d;eæclure tousles a'utres d'e la Ttlace occu-

en même temps la même por-

DE$ CONPg 5 tion de I'espace: une pieme introduite dans un vase plein d'eau chasse un volume d'eau égal au sien ; une pointe ne stenfonce dans une planche qu'en écartant autour d'elle les fibres du bois. PÉryÉrnerloN ÀppÂRENrE. Quand un vase est rempli de sable, on peut encore y introduire- une certaine quanl,it,é d'eau , pârce que les grains de sable laissent entre eux des vides que I'eau PROPRIÉTÉS CÉNÉRÀLES

peut combler.

C'est d'une manière analogue que I'eau passe à travers Ie grès, que I'huile pénètre dans le marbre, etc. Le sucre fond dans I'eau et se répand dans toute la masse liquide, parce que les molécules du sucre s'intercarent entre les molécules de I'eau. Quand on introduit deux gqz différents dans un mêmc ballon de verre, chacun d'eux envahit tout I'espace comme s'il était seul; parce que les molécules de I'un circulent librement entre les molécules de I'autre.

[3. Divisibilité. Le nrvlsrur.rrÉ esf Iapropriétëquepossède tout corps matériel-ile pouuoir être partagë en fragments. ces fragments à leur tour peuvent être partagéi en d.'autres

plus petits, et ainsi de suite, jusqutàdes fragments d'une exces-

sive petitesse. I,a poussière do noir de fumée est formée de grains dont le diamètre n'a pas un millième de millimètre; certaines feuillesd'or ont une épaisseur encore dix foismoindre. on aperçoit au microseope des particules matérielles tellement petites, qu'il en tiendrait guinze mille sur une longueur d'un millimètre et plus de troie milliards dans un millième de millimètre cube. Mais la divisibilité de la matière se poursuit encore beaucoup plus.loin. petit grain de fuchsine (prononcez fuksine) colorà -un plusieurs litres d'eau, c'est-à-dire des milliards de gouttôlettes ; or chacune de ces gouttelettes contient un nombre prodigieux dé corpuscules de fuchsine isolés. un grain de musc rempliicle son odeur une vaste chambre, pendant plusieurs années, sans changer sensiblement de poids. Dans cet état de division extrême, ies corps conservent donc leurs propriétés physiques et chimigues. 14.larticules, -rnolécules, atomes, Cependant, d,après l'étude approfondie des phénomènes chimiques,- on admet que lf divisibilité des corps ne se continue pas indéûniment. Il exiite une certaine limite_qui'ne peut être dépassée sans que le corps change de nature. lo On appelle uor,Éculn d'un corps to pl,us pbttte pirticulc cle ce corps qui puùsse e*ister it. I'état libre, ainsi, une molécule {'9au est Ie plus petit volume d'eau rlui puisse subsister avec les propriéttis de I'eau.

6

nogoNs sun rrEf; sûtENcE$ pxdrstellils ET

NÀTURELLES

Toutes les molécules d'un même corps sont semblables entre ellea. 2o On distingue des carps cornposis et des corps sintples" Chaque molécule d'un corps composri est constituée par un groupe de molécules appartenant à deux ou plusieurs corps simples. Àinsi I'eau est une combinaison d'oxygène et d'hydrogène. Si une molécule d'eau vient à étre divisée en deux parties, se n'est plus del'eau, mais un mélange d'oxygène et d'hydrogène. Chaque molécule d'un corps simple est un groupe de particules indivisibles que I'on appelle des .lrouns. Tous les atomes d'un même corps simple sont identiques. 3o En résumé., les atomes sont les derniers éléments de la matière I ils sont insécables et impénétrables. Les atomes se groupent pour .former Ies molécules des corps simples; celles-ci se combinent pour former les molécules des corps composés. Enfin les molécules d'un corps quelconque, réunies en nombre immense, forrnent des particules plus ou moins volumineuses.

{5. Porosité. -La porositi des corps consiste en ce que leurs molécules ne sont jamais contiguês. Il ne faut pas la confondre avec la perméabilité, qui résulte d.es pores ou interstices visibles à l'æil nu ou au microscope o dans les corps vulgairernent appelés corps poreux (éponge, pierre ptnco, charbon de bois). Tous les rorps sonl poreuæ, même ceux que I'on appello imperméables, comme le caoutchouc, etc. Les vides intermoléculaires échappent entièrement à nos sens, ils ne se révèlent que par la possibilité d'y introduire d'autres molécules, ainsi que nous I'avons déjà constaté à propos des pénétrations apparentes ( {2)" t'eau comprimée suffisamment traverse le plomb, la fonte, I'or. Le fer, le platine, se laissent facilement traverser par certains gaz. Le papier n'oppose, pour ainsi dire, aucun obstacle au passage de I'hydrogène. La porosité des liquides est mise en évidence par la contraction de cefiains mélanges. Un litre d'eau et un litre d'alcool ne donnent pas deux litres de mélange, parce que les molécules d'alcool se logent en partie dans les vides intermolécrrlaires de I'earr. Les corps poreu.æ se gonflent par i,mbibiti,on. C'est pourquoi les fcnêtres s'ouvrent et se ferment difficilement par )es ternps hurnides. l.es douves d'un tonneau se disjoignent en se desséchant, et se rejoignent r1 rand on les mouille. Le papier mouillé s'étendl les cordes mouillées se raccourcissent

en grossissant. On fend un bloc de pierre au moyen d'un ,:roin de bois sec introduit dans une entaille et mouillé ensuite.

{o I-a com.pressibilïtë t6. tompressibilité. _- Dilatabitité. est la propriété des corps dc dirninuer de volume quand oD le;

PR0l.ttliiiÉs tilrhEr,rÀLEs ïraù uûrtts3

7

comprlme" Cette propriété est une consé'fuenre naturelle de la porosité.

I-cs corps solides sr-rnt tous compressibles, môrrro ceur tlui parraisscnt les plus conrlracts : c'es[ ue uueFrouve la , ompression des alliages dans la fraplru dc:r nr(innaies. l.es liquides sont à peu près incornpressibles. 2o La di,latabilitd est la propriél,é que possèdcnb toris ltrs eorps de so contraoter sous I'actir-rn tlu froicl et Cc se diiator par iu chaleur. On admet que ces pliénomènes sont dus au rapprochement ou à l'écartettietit des molécules. mais que ocs dcrniàres ne chirrrgcnt pas tlc r-olurnc prûpr0. '17. L*tastioité. -... -L'Ér.Asrrr:rrÉ, tst Ia propriété qrr.e Ttossèd,ent urt. grttncl nornbre tl,e col'pts cle re.ytrenclre leur lbrme et leur uolttnte primttifs, tles qu'ils ne sont plu,s sou,mis ù l'actiun de la forca qui, les en cr,uait fu,it ch,unger". tieLtr: force {pression ou lrac,tion) ne rloit pas tlépasser oertaineu limife s, sanri quoi le (lorps se brise ou reste dùformé. L'élasticité des métairx est utilisée dans Ies pinccttes, les sonirniers, les ressorts de montri:, lt's ressorts tle voitures, les tlynanronrètres (34). QUES'IIoNNAIIE 1. - Qu'er:ù-ce quc Ia physique ? Qu'appelle-t-on r:orps'/ -Qu'esi-ce qu'un pirénomèric, physrque, chirnique ? - Qu'est-ce qu'ule oLsclvlr. tion? une expérierrce? qri"une loi physique ? Qw'esc-ce q7t'vne - Qu'est-c€ théorie, um pritt,ci,lte, une hypotlt,èse !1 -- lln quoi consiste- I'hypothèse moléculaire? Quels sont les trois titats rles corps? sotidc, Iiquide, -Qu'appeite-t-on gaz? Donnez des exeniplc*. Qu'entend-on par ia cc,hésion, la mobilité des liquides, I'exprursibitité des gaz ? fluide ? - Qu'a.ppelle-t-orr - corps visqueux ou pàteux ? vapeurs 3 ,* Qu'entcnd - on par pr-opriétés générales des corps ? * Comment classe-t-on ces propliéttjs, et
apparente.-Qu'est-ce que -la divisibilité? Uiemples. Lcs cor,1;,s sottt-ik d,it:isibl,es à l'in,lini ? * Qw'esT-cû qlt'unc rnolécule? um- atorne / - Qu'est-ce que la perméabilité? la porosité? lorsquon mélange des Qu'arrive-t-il volumes égaux d'eau et d'aicool? - Qu'arrive-t-il à un corps qui s'inrbil_re d'eau ? Exemples, Qu'est-ce que la cc'mpresgibilité ? la dilatabilité ? l'élasticité ?

-

1

Les questions en italiques se rappoltent h

mée en caractèr:es lins.

la

pnr.tie

du ir;xte qui cst iur;rri-

PREMIÈRE PARTID

NOTIONS DE MN]CAI{IOUE

CHAPITRE I OÉNÉnAT,ITÉS sUR

LE MOUVEMENT ET

STIR LES TORCES

I. Mobilité et inertie. tB. Mobiliûé. - Ia MoenrrÉ, est la propriétë que possèd'e un corps quelconque d,e pouaoir changer tle place sous I'intluence d,e causes étrangères ù, ce eorps, 19. Repos et mouvemeut. Un corps est nx REPos lorscla'il ne change pas de position; il-est EN MouvEMnNr qwand il occupte successiuentent d;tuer s es p o sitions. Pour juger de l'état de repos ou de mouvement d'un corps, on compare sa position, en divers instants, à celles d'un ou plusieurs autres corps pris comme ytoints de repère. Le repos ou le rnouvement ainsi constaté est absolu olu. relatif : absolu, si les points de repère sont en repos; relatif' si les points de repère sont en mouvement. Nous ne pouvons constater qutun repos ou un mouvement relatif , car tous nos points de repère sont en mouvement. est rNnntn , c'est90. Principe de I'inertie. - La matière à-d,ire qr+'elle ne peut ltas mod,tfier pa,r elle-même son état de repos ott de +nouuernent. lo Un corps en repos ne se met pas de lui-même en mouYement. 2o Un corps en mouvement ne s'arrête pas sans cause extérieure : il ne peut modifier de lui-même ni la vitesse ni la direction de son mouvement. On admet sans peine la première partie de l'énoncé, o'est-àoire l'inertie dans Ie repos; mais l'inertie d'uns le mouuement semble on contradiction avec I'expérience, puisque tous les corps que nous mettons en mouvement finissent par s'arrêter.

cÉuÉRlr,rrÉs sun LE MouvEMENT ET LEs

FoRcEs

g

Mais cela tient à des causes étrangères à ces corps, comlne les frottements, la résistance des milieur, etc. plus ôn diminue ces résistances, plus on augmente la durée tlu mouvement. une bitle lancée sur un chemin raboteux starrête presque aussitôt, elle va plus loin sur un sol bien uni, prus loin cncore sur la glace d'un étang. on est conduit à adméttre que si le frot-

tement n'existait pas, le mouyement se continueraii indéfiniment. L'inertie de la matière explique un grand nornl:re de faits : Si, tenant à la main un vase plein d'eau, on vient à Ie dépla-

cer brusquement, le liquide tend à rester en place, et

déverse en sens contraire du déplacement.

ii

se

Quand une voiture s'élance, le voyageur prend un mouvcment en arrière, parce que ses pieds sont entraînés par la voiture, tandis que le haut de son corps reste en place un instant. Au contraire, quand la voiture starrête d'une manière brusque, le voyageur se sent projeté en avant. Le projectile lancé par une arme à feu coniinue à se mouvoir avec la vitesse acquise, bien qu'il ne soit plus soumis à aucuno

action propulsive. une pierre tombe du haut du mât d'un navire en marche, - Quand elle vient frapper le pont sensiblement au pied du mât, parcé qu'elle .ne cesse pas, en tombant, de participer au mouvement du navire.

9{. Force. On appellc FoRcE toute cause capable de Ttroduire ou d,e modifi,er un mouuement, , La matière étant inerte par elle-môme, tout changement dans la forme d'un corps, dâns son état, dans sa position, dans sa vitesse, dans la direcl,ion de son mouvelnenf, etc., doit être attribué à une cause étrangère à ce corps. Parmi les causes de mouvement, on peut citer: I'action musculaire des hommes et des animaur, la pesanteur, la chaleur, l'électricité, le magnétisme, etc. 29. Puissauce et résistance. purssances, toutes - on appelleÀouvement les forces qui produisent ou accélèrent-un : résistances, celles qui tendent à I'arrêter ou à le retarder. Farmi ces dernières on distingue:

lo La résistance

iles milieuæ. de l'air retarde - La résistance des corps : une plume d'oiseau tombe moins vite qurune -chute balle de plomb, parce qu'elle éprouve de la part de I'air une plus grande résistance. 2o Le frottement - Les freins des voitures et des wagons utilisent cette propriété.

la

fi

Nol'IoNs stltt LËs silliiÀcllii I'uYsIQl"sr:

Iir

NÂ1

unnLLrs

IJne titènie forue p,:ut agir tantôl comtlre pnissanct', tantôt

cornme résisl,auoe. Quand on ]auce une piege de has en haut, la pesanteur commencs par retarder et ptrr annuler son- mQuveinent; puis, après I'avoir fait changer cle sens' elle I'accélère de plus en plus, à mesure que la pierre retombe. Toutes le.s fois qu'un 93. Action et réaction. -- PnrxctPE. agit stt un au,tret cel,ui-ci réugit- su,r le premier-

corps

f-a réaction est égnle ù' l'actiott, et t[iri'gée en sens contraireQuand on appuie la main srr une table, on sentque Ia table résiste : elle eierce contre la main une prcssion d'autant plus

fcrrte que I'on appuie davantage. QuanA on exerce une pression sur un gaz, celu.i-ci acquiert une force élastique égale et cle sens contraire à la pression qu'on

Iui fait s:ubirSi une balle de fusil s'apla.tit contre uI] lnur, otest qu'elle a

sutri de la part tlu mur ttn choc éguivalent à celrri qu'elle a produit elle-mêrne contre ce mul'. si d'up bateau, à I'ait'le d'une cortle , {ln exer(re une traction sur un objet fixe dtr rivago . le bateau se rapproche du rivaEçe, cornmc si du rivage on avai[ tiré le bateau. Cette force, qui agit sur le bateau par I'itttermétliaire dc la cortle, est une réaction égale et conbraire à I'action qçe I'ott a exercée sur I'o['iet fixe, par l'intermédiaire cle cette mêmc corde. C'ost grâoe à la réaction du sol que nous pouvons marcher : il est diffitriie ri'avancer sur un terrain glissant. Ctest la réaction de I'eau sur I'appareil propulseur d'un navire ou I'adhérence des roues tl'une locontotive avec les nails, qui donne un point d'appui à la machine et lui permet de se déplacer. 94. Force d'inertie. * On aptpelle FoRcE o'ltlERTIE Ia réaction eæercée p&r u,n corps sur toute acti,on qy,i tend, ù,Ie faire sortir drl, repos ou ù' rvtotlif,er I,n uitesse ou, la directùon de son mou' aetttent.

Pour mettre eII marche une voiturc, il faul un effort plus grand qûc pour cntretenir ensuite la vibesse acquise,. Dans ce àernier-cas, il suflit de laincre les frottements et les résistances passives I dans le prernier cas, il faut vaincre en outre la force d'inertie. Quancl un lourd véhicule est lancé à glande vitesse, il faut une force considé.rable pour I'arrêter ell peu de temps. C'est la force cf inertie qui explique les désastres produits par la rencontre de deur trains ou de .Ieux navires lancés à grande vitesse.

GÉNÉRÀLI'{I'$ rj{.lt(

Ld

hilùuvfiikbtN'J r{T LEâr

roRc$s

1{

Pour emmancher un rrarteau, on frappe le manche contre un obstacle Iixe, la tête continue à se mouvoir, parce que la force d'inertie i'ernporte sur la résistance des fibrcs du bois. Q:5. Force centriluge. On appelle FoRcE cENrRn'uGE la réac- tuntre t'ion eæercée pur wt corps la force quil'oblige à se mouuo'i,r sur une circonférence. Quand on fait tourner une pierre avec une fronde, la mairr exerce une traction pour reienir la pierre sur une circonférence, et Ia pierre réagit ayec une tbrce égale, qui sollicite la main. tleite ,lernière est la force centrifuge. Ces deux forces opposées

la vitesse augmente ; elles tendent, le cordon de plus en plus et peuvent même le rompre. C'es[ Ia force centrifuge qui déùache la boue des roues d'une grandissent rapidement quand

voiture, quand celle-ci marche vite.

C'est elle qui tend à renverser la voiture quand celle-ci décrit rapidernent une courbe de faible rayon" Aussi, dans la construr:tion des chemins dc fer', on rr'admet pas de courbes trop accentuées, et I'on surélève le rail extérieur d'autant plus que le rayon de la courbe est plus petit.

fI. Illouvements. 96. Ilélinition. - Il y a tleux choses à oonsidérer dans le mouveûrent d'un mobile : la trajectoire et la loi du mouvement. La rne.rncrorne est le chemin suivi par Ie mobile. La longueur du chemin parcoum au bout d'un certain temps s'appelle I'espa,ce. En physique, on prend pour unité d'espace Ie centimètre, et pour unité de teurps la seconde.

La trajectoire ost ,rectili,gne, circulaire, elliptique, ehc, , suivant que le mobile tlécrit une ligne tlroite, un cercle, une ellipse, etc. Au point de vue de la rol du mouvement,, celui-ci peut être uni.forme ou varùi, 97. lfiouvr:ment uniforme,

qwanil les

espiaces

Lo Un rfl,ouùentent est uNryonun

p&rcourus- sont Ttroportionnels'auæ temps

emplogés ù, les parcot+rir.

Alors le mobile parcourt des espaces égaur dans des temps égaux, et la vitesse est consùanl,e" 2o On appelle vrrESsE d,u mouaemeni uniformer'I'espaee pq,rcouru Ttendant l'urtité d,e temps, utest,-à-dire pendant uno seconde.

,- r{;

l2

lry:

NorIoNs suR I.Es scIENtEs PHYSIQUES ET

NÀTURELLES

Par exemple, si une locomotive parcourt des chemins égaur en des temps ôgaur, et si elle avànce de 15 mètres pendant chaque secôndel on dira qu'elle se meut d'un mouvement uniforme avec une vitesse de {5 mètres par seconde. Formule du mouvement uuifOrme. - Soit à calculer I'espace e parcouru pendant un temps t par un corps qui se meut d'un mouvement uniforme avec une vitesse o. L'espace est proportionnel au temps. Or, pendant chaque seconde, te corps parcourt un espace u. Doirc, penàant t secondes, le corps parcourt un espace t fois plus grand. C'est-à-dire que I'on a: e-ut' ' Telle est h fôrmule de l-'espaée parcouru dans le mouvement uniforme.

!8. Mouvement uniformément varié. - Un mouuement est uni,formément uarié quand il jouit de I'une des deux propriétés suivantes, qui sont dtailleurs équivalentes et qui s'entralnent mutuellement: lo Quanitr la oitesse oarie propottionnellement a'u temps I lo Quanil I'espace aarie progtortionnellement au carcé du tem,ps.

Dans le mouvement uniformément varié, la vitesse varie de quantités égales dans des temps égaux. on appelle eccÉrÉn.c.ttoN ta quantùtë- d'ont la ultesse uarie penil,ant chaque seconde' s'i la vitesse awgmente, on dit que le mouvement est urnfor' rnément accél'éré (pierre qui tombe).

Si la vitesse d,iminue, le mouvement est uniformément retarilé (pierre lancée de bas en haut). Formules du mouvement uniformément accéléré.

- un

corps

Dartant du repos se meut d'un mouvement uniformément accéléré io"" rr*r" accéiération b. Proposons-nous d'exprimer Ia vitesse u qu'il possddera au bout du temps I et I'espace e qu'il aura parcouru pendant

se même temPs t. 1o La vitesse est proportionnelle au ternps. or, pendant chaque second.e, la vitasse augmânte de b. Donc, au bout de t secondes, elle sera t fois plus grande. C'est-à-dire que I'on aura:

t):bt

(1)

2o L'espacg est proportionnel au carré du temps. On démontre

est donné par la formule

2

e: +

(2)

29. Mouvement produit par une force constante. constante, apptiquée seule ù, um co1"p8'

qu'il

Une force

- un nnuae' lui' corh'muni'que

ment unif ornitiment a'c cété r é, En effet, pendant la premièrc seconde, la force implirye au corps une certaine vitesse tr; si à cet instant la force cessait d'agir, le corps' on vertu de I'inertie (20), continuerait à se mouvoir d'un mouve-

GÉNÉRÀLrrÉs

sun LE

MoUvEMENT

ET LEs

BoRcEs

13

ment uniforme de vitesse u. Mais, continuant à agir pendant la deuxième seconde, la force imprime au corps une nouvelle vitesse u qui s'ajoute à la première, de sorte qu'au bout de la deuxième seconde la vitesse estZtr.lle même après trois secondesla vitesse est3u. Et ainsi de suite.

Donc la vitesse croit proportionnellement au temps, c'est-à-dine (28) que le mouvement est uniformément accéléré.

3O. Vitesse à un inrtant donné.-Dans le moursernmt produit par une force appliquée q, un ëorps, om a,ppelJe urrssn À uN rNsraNT QuELcoNeuE la ai,tesse d,u ntouuement uni.forme qui. succéd,erait au ftTouuenxemt tarùi, st,, ù cet instant, la force cessait d,'agi,r, Si, à I'instant voulu, on supprime la force accélératrice, le corps eontinue à se mouvoir, mais d'un mouvement uniforme, et avec la vitesse même qu'il possédaitàl'instant considéré. Pour obtenir cette vitesse, il suffit de mesurer I'espace parcouru en une seconde dans le mouvement uniforrne qui a succédé au mouvement varié.

31. Conrlitions clans lesquelles se prorluit un mouvement uniforme. - Le mouvement uniforme ne se produit que dans deur eirconstânces : 1o Quand, Ia force motri.ce a cessé d,'agi,r. Alors le corps continue à se mouvoir d'un mouvement uniforml avec la vitesse acquise, et uniquement' en xertu de lii,nertie. 2o Quand, la force ntotrice est constamunent d,étrui.te par una rëststance égale et d,irectement opsytosée. Ainsi, pour qu'untrain se mette en marche avec une vitesse croissante, iI faut que la locomotive exerce une traction supérieure à toutes les résistances passives et à la force d'inertie que lui oppose le train I mais une fois que Ie convoi est iancé avec sa vitesse réglementaire, il continue à se mouvoir en vertu de l'inertie, et la locomotive n'aurait plus d'elfort à exercer si elle q'avait pas à vaincre les divers frottements et la résistance de I'air. Pour entretenir le mouyement uniforme, il faut que la machine développe une force qui soit constamment égale à la somme de toutes les résistances passives. 32. Équilibro des forces. On di.t que plusiatrs forces appti,quées à,unmê:nte corpts sont EN ÉquILIBRE lorsqu,ellesn'ont d,ucune influence sur l'état d,e repos ou de mouuentent de ce corps. Ainsi, quand Ie corps est en repos, elles lelaissentau repos. Quand

le

corps est en rnouvement, elles ne modifient direction de sa vitesse.

ni I'intensité ni

la

IIf. Forces. ifit. Définitions. FoRcE toute ca,use capable dc - Onunappelle prod,uire ou de morl;i,fier mou,1)ernent (21). Dans une force, d' ugtp

il y a trois

lication, la rlir e ction el

l'

choses à considérer: le point

inten sité.

_, n / rj<-zt-t 4

ta

NorroNS

/:;^ _-o.)__ \-424L1

*J* 1;ffi;ïffi;*, ;

NAT'RELLE*

Ls porxr D'appllcÂrloN d'une force est le point sur lequel agit cette fsrce.

Ll

ompcr:roN D'uNE FoRcE est

la ligne droite sur laquelle cette

tbrce tend à déplacer son point d'applioation. L'rNTnNsrrÉ

d'une force est le rapport de cette force à une

autre fbrce prise pour unité.

L'unite

le kilogramme. Alors I'intensité cl'une qui mesure cette force en kilograrnmes. , On dil,, par exemple, une

usr.relle es[

lrrrce est le nombre

force de 3 kilogramnles, une force de 7li hilograrumes, etc.

Aujourtl'lrui I'unitti cle force adoptrie en pirysique est une

force tr'ès petitc apltel-ie

-21.

drTrze

o (rl'trn trtut rrec qrri vr.ut dire u forcc ). Lln glirrrrtrrr: virrrt !)Bt dyries ù })iir.is, une tlyne vaut 4

donc OSf

ou {.rr ,0[1], soit un rriilligralrme environ.

34. Mesure de I'inûensité mesure ies des forces. - On d'inslruments forces à I'aide

Fig.

'1,

*

D1'nauronicltres.

appelés dyn,amomètres. La force appliquée au dynamornùtrc fait, subir à un ressort

une flexion plus ou moins

grautle. L'in{crrsil,é sc lil sur rrnc c,:hellc gracluée. Les dynamonètres les plus comruulls soub lcs frtson$ ({iS. { ).

35. Représentation des forces. - On représente une forcr par une llèche : I'extrémité opposée à la pointe esL,le point d;apptication de la force. Le sens de la llèche indique la directiorz de la force. Enfin, la longueur de la flèche est proportionnelle à I'intensilé de la force; par exemple, chaque centimètre ou chaque millimètre peut représenter un kilogramme. 36. Composition des forces. - CouposnR des forces, c'esr trouuer leur résultante. On apytelle nÉsulrl*rn d,e plusieurs forees la force unùc1ue qui peut les remplacer f;outes; ctest-à-dire la force qui produit à elle seule ls même effet que toutes les autres ensemble.

{o

Foncss coNcouRÀNTEs.

- La réwltante

d,e deuæ forcet

GÉNÉRALrrÉs

sun Ln

MoUVEMENT

nr LEs FoRcEs {b

concourd,nfes est représentë.e par la. d,iagonale du paralté.lo-

gr&mrne construit sur ces deuæ

R

forces.

la

Ainsi (1i9. 2),

résultante des fort;es AF, AFI est la diagonale AR. 2o Foncns panau.Èrns

ln

mriun

Â

- La, résultante d,e dnuæ forces parallèIes de même sens sENS.

est parallèIe

ù

ces forces,

I'r Fig.

2,

Parallélogramme des forces.

d,e

mëme sens qu'elles, et égate ù, Ieu.r somrne. d'tr,pplicati,on d,iuise la d,roite qui

-Son.poi,nt plication des

d,ewæ

joid les paints d,apautres, en ratson in,aersà d,e reurs intensitès,

Âr,.R

i--=---l

l;l

î'U--'rq

ti I|

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'(M)inl!i I

(n)

I

R/

Fig. 3.

li

/

".On

ui

-

Composition des forces parallèlee.

Soient deux forces paiallèles et de méme sens p, e (fig. g, M). Leur résultante R est parallèle à ces forces, elle est dirigéé dans [e même sens, et I'on a : R-P+ Q, et

CAO

TE-: F.

3o Foncrs panr;,r,Èlns DE sENs coNTRÀrRES .-La résultante de deua forces- porallèles d,e sens conu,aires est para,llèl,e ù, ces forces , d,u sens de Ia plus grande et égale ù leur d,ifférence. son poi'nt d'appli,cation est situé sur le prolongentent d,e la d,roite qui joi,nt les poi,nts d,'applicatiort, d.es d.euæ autris forces, d,n côté de la plu,s gra,nd,e, Enfin, ses distances d,Itfr Ttoints d,'appti.cation d.es contposantes somt en raison inuerse de leurs i.ntensi,tés.

les forc_es parallèles et de sens contraires p, (fig.8, N)" e _ Soient Leur résultante F est parallèle à ces forces du sens de la plui grande, et I'on a: R:P Q, ê*

ca0-

TB_:

F.

{0 NorroNs sun

LEs scruNcns puysreugs

Et

NATURELLEs

Coupr,r.

- On a,ppel,le coupt,E umsystème d,edeuæ forcespara,llèles, égales, d,e sens contrai,res et non d,i,rectement oytposéas. Un couple n'a pas de résultante. Il tend à produire un mouvement de rotation. 4o

3?. lravail d.'une force. lo Om appelle rRÀvÀrL d,'une force le - force produit d,e l'i.ntensité de cette Tsar le cltemi.n d,écrit pa.r son point d;appllcation dans la d,irecti,on de Ia force. Soit une force F, dont le point d'application s'est déplacé d'une longueur e dans la direction mêrne de la force. Le travail 6 elfectué par cette force est

:

G:F .e

(i)

Ainsi, le travail d'une force est proportionnel à cette force et

au

chemin qu'elle fait parcourir à son point d'application. 2o Si un corps est sollicité par une puissance (ou force motrice) et par une résistance (ou force résistante), la prernière force produit un

trauail rnoteur, la

w trauail rés,ï,stant, On suppose que le Ia direction de la puissance, et en sens con-

seconde

corps se déplace dans traire de la résistance.

3o L'unité d,e trauail est l'unitti de l,ongueur,

l,e

trauail, effectué gtar l'uni.té de force sur

Dans Ia pratique, on prend pour unité de travail le su,ocnrulrÈrnn. Le ki,lograntmètre est Ie trauail effectué p&r il.me force de I kilogr&nLne sur une longueu,r de I mètre.

Énergie. On a,ppette ÉNrncrc toute capacité d,e prod,uire d,u tra,uail,. Les- principales formes de l'énergie sont: l'ënergi,e ntécaraique, la chaleur, la lwnière et l'èlectrici,té. L'énergie d'un corps ou d'un système de corps est mesurée par la quantité de travail qu'il est capable de produire. La loi la plus générale du monde physique et la plus utile pour l'étude approfondie de la physique moderne est le pntxcrpc DE LA coNsERvATIoN Dn l'ÉNEncrn. On peut le formuler comme il suit: Quels que soient les phénonùnes qui se produi,sent d.ans un s?stème de corps, L'energie perdue par les uns est toujours égule ù l'énergie gagnée par les autres I de sorte que I'énergie totale du système est absolument inua,riable. Ainsi, rien ne se perd et rien ne se crée en fait d'énergie. Il y a seulement des transformations d'énergie. Quand une forme d'énergie diminue, une ou plusieurs autres grandissent dans Ia même proportion I mais l'énergie totale reste constante. QursuoNN^lrRE. Qu'esr,-ce que la mobilité,le repos, le mouvement? Le mouvement constaté Comment constate-t-on le mouvernent d'un corns ? Énoncez le principo de est-il absolu ou relatif ? Qu est-co que I'inertie ? l'inertie. L'inertie dans le rnouvement n'est-elle pas contraire à I'expérience ? Citez il,es eæempl,es d'imertie dans le reltos, d,'inertie d,ans le mouiem,amt. Qu'est-ce qu'une force ? Qu'appelle-t-on puissance ? résistance ? Exemples de résistanee. Enoncez le principe de la réaction. Citez des exemples de réaction. -- Qu'dytpel,l,e-t-ott fo,,"ce d'inertle? E*emples. Qu'est-co

-

-

-

-

-

-,

-

-

CHUTE DES CORPS 17 gue la forctJ centrifuge ? Eremples de force centrifuge. - combien de choses y a-t'il à considérer dans un mouvement? eu'est-co que ta trajectoiro? Qu'est - ce qu'un mouvement uniforme ? t on vitesse d'un mouve- eu'appelle ment uniforme ? Qu'appelle-t-on rnouvemeni uniformément varié? eu'appelle-t-on accélération d'un mouvement uniformément varié ? est Teffer - euetwniforrne ditnt'e force consta&te ? Dams qwel,l,es çircomstumces wn mowuememt prod,uire se ? çteut-il Qu'appeile-t-orè oitesse àun imstant d,onné? _ euels sont les éléments d'une- fotce? gue l'intensité d'une force?-euello - eu'est-co est I'uniié de force ? Comment mesure-t-on I'intensité d'une force ? _ Comment représente-t-on- les forces ? eu'est-ce que la résultante de plusieurs forces ? comment trouve-t-on la -résultante de àeux forces eoncourantes ? de deux forces parallèles de mème scns ? de d,euæ forces parallèl,es d,e sen,s con-

*Qu'est-ce qw'u,n, coupl,e? d,,wneforce? - ew,est-ce qu,e Le tratsait, ewel,les Qwel,Ie est L'wl,iré de tr(û)aitr? eûest-cu qu, î,é*rrgie? scntt d,e I'ënergie? çtrincipales formes Enomcez le prùncigte d,e la comseruqtiom tra,ir_es ?

-

l'énergie.

_

let d,ê

Exrncrcrs. -_ {. une locomotive a parcouru B{b km en {0 heures, Erelle eot sr vitesse par eeconde ? 2. un chasseur tire un coup de fusil , au loin d.ans Ia plaine ; on n'entend la détonation gue 5 secondes après. A quelle distance se trouye-t-on du chasseu!, sachant que le son parcourt B40n par seconde? 3. L'accélération d'un mouvement uniformriment varié est 2E sm. Le corps partant du repos, quelle sera sa vitesse au bout cle Z minr.rtes ? /r' Deux forces égales sont appliquées au mème point. Déterminer, par une construction géométrique, puis par lo calcul, la valeur de leur résultante, en supposlnt I'anglequ'elles forment successivement égal à 0o, _ 60., _ g0., _ i20., - 5.{80.. Les interisités de qleux forces_ soat représentées par g et {2 kilog., I'angle qu'eiles forment égale 90". ltouver Ieur rdsultante. 6' Deux forces parallèies de même sens ont des intensités représentées par _ 5 et par 9, la distance de leur point d'application est de 2^,pb. Diéterminer I'intensité et le poirit d'application de leur résultante. 7. sur une droite, à une distance de t', sont appliquées des forces parallèles de 5r et de Bt, [rouver la résultante et son point âàpptication. l. Les forces sont de ntêure sens; ?. elles sont de sens eontraûes.

CHAPITRB CHUTE DES

II

CCIRPS

38. ALtracÈion universelle. _. L',trrnecuoN esf Ia propriétë tous les corps d,e s'attirer "mutttettement. [,or rru NnwroN. Dwn corps matëriels quelcynques s'attirent en ra,i.sott d,i,recte -d,e leurs ?na.sses, et en rakon inôerse d,u camé qtr,e semblertt possérler

d,e

leur distance t.

t Le mot a{trortiovl n'est qu'une expression ûgurée servant à désigner la cauv lnconnue d'un elfet connu, t'ir r,'-rjiiti , L.a r:,.,sp,; r;,.. li'a{,tirr_rnt prs, pçirque la matii;re est inertô. 2

ET NÀIuRELLES NorloNs suR LEs scIENcEs PHysIQUES c1-ui sollict'te tous 39. Pesanteur. * La pesanteur es.t la foraequ'un cas particuniest Ce tene' la àe centre le uers les corps de I'attraction universelle" lier autre "î;;;t""ttot a'"î"totf* 99t uaractérisée ' comme toute son tntem' et d'irectiom sa po;t-iipplieation' force, par son

{8

tu'Ii

,on ltoint il,a,pptieatioo

Ëe

nonrne le csN'rnu on ciuv'rË du

corps. ( Voir no.45' ) la ligne clroite suivant 2o Lu d'i,rectwrv de lct' Ttesanteter est nÙtrnme vERTIcÀLE' la On libremer't' toutTre taquelle un corps déter-

La uerticale d"un liew

roine* par Ia direction du

littt .ti

esL

{11

perpendiculaire

à plomb'

à la

sur-

face At*-eaut tranquilles' C'esl. t:e rLue lton vérifie en tenant' un III a Jro*L u"-oessus d'un vase contenant que âu oo.tttte ({ig. 4)' On constate iiÀus" du fil éoincide avec le Prode ce {il' lonsement '-ï.

J.oeriètô du lit à

Plomh. est

utilisée en maçonnerie pour- vérifier si un mur est vertical' Le nioeau aP Àiçon, qui Permet' de vérifier si un ;i;; É ïorizontal, est' fondé aussi sur l'emPloi du fil à Plomb' Les vérticales de deux lieux élotelles snés ne sont. pas parallèles, car la i"Ài ut rerrcônbrèr au centre de quelpoint d'un e*verticales t*rrl.-t

|i';' .'1' Direction de ia

pesantetrr'

et de son antipode

*ont.+il3::

"onqo* tenrent opposé'es' IUais les verticales àà

a*"* iàint* voisins sont

-a"an;"*" iimilille de fer se précipiter sur un almant, ""y*" " riont la cause nous échappe' uË". ù7tt t eafërimentol

sensible-

nouscons-

IIromblgraitr"tionoui'aiott'i:u""i*i*plu"tu"'"il"-T.,1]:i::t""-1it"i315""i ;ti;i; h ;; isnorée' on obtieut des énoncés qui ront ri;ffiËtriiiil' mieuximageerqursontpluscomrnod*.poo.relierontreouxlesfaits.Tou. il faut

l-à prète à aucune équivoque ' tcfois, pour qu€ cs r""g"àJ"**"ttionnel entendus' ;;jd; rétaùIir mentalement les soussimplement qug to'Ût se passt Dir€ quê l'aimamt' ,;;;;; ;' i;', cela signifre coMME ii t"aimant ottirait le fer' Par exemple, I'exirIl en est de mêmo po,|rî'i*tâ "otre hypothèse explicative. coMME t9"t mais ùypothétiquo; est tlàt'r l'--tlltd tenco des motêcwl,es *4"" propriétés qu'on lel avec mffiri*r"ufrt"iuoi'rée''eÂeni, ,t los

si

las

atornes

Iour attribuo.

CIIUTE DES TORPS {9 ment parallèles. rar ra distance de leur point de concoure rayou ile ia terre, c'est-à_dire a Og6e kilomètres; ::1,:q"!,1u {lrsranoe lmûrense comparée à celle de deur points voisins. 3o Intensité de pesa,teur d,,,un corps, On appeile porDs _Ia îl'r'tn corpts Iarévtttai.te rl,e toutes res action,s çru,,e râ'pesanteur eæerce sur ce cay'ps" chaque molécule est soilicitée verr,icalement par ur)e petite ^ toutes ces_petites forces, sen,qibrement p*ririéruu, ont ,.nu lgltl,t resultante dont le point d'apprication est re ,is,xg,.s cle. gro.uité et tlonl I'inf cnsité cst, rpl,elÉc le ltoicls clu corps. On mesure lc l,oicis rltun c,lrps alr ïr...,-en tle la (56), du dvn.monlètre (ll) o'r ,riu* arrtre inst.rmc't balanco " tle pe-

sage (t.iO).

40. Lois de la chute des corps dans le vide. .- Un corps entraî'é. pa. la pesanteur éprouvJdc ra parL de l'air une rés;istance très variahle suivant Ès circonstances. pour étudier l,efl.el de pesanteur seure, il firut ériminer ra résistance -la de |aip .4 opérer dans le vicle. {te Lor. * Dans re uic|e, tous res cnrpstombertt uuec ra mëme

tsite.sse.

2e Lor. il,e la chute d,un - Le mou,,ûement corps est unifarmément accélëré, c.est_à_tlire qu'il satisfait aux lois suivantes : a) Lot DEs EspAcEs. _- Ies esp&ces parcau,r,rts

so_ttt proporttonnels auæ cunëi rles iem1ts ettt_ ptoyés ù, les parcourir. b) Lor DES vrrnssEs. * Zes oitesses acquises ri d,iuers instq,nts sont praportiomteltis aun l( nlp; d,e chute. On vérifie la première Ioi au,moyen d,un lolg t"*,1:.1:rre tube cre Niiioit, çis. By. ,appeté un ultr.ud.urt tlans ce tube des objets ae âen_

sités très différent

:l

r: tË;;ïî;:i',:'ili-'

JJïJJ iTi'1

;ï:l:

re rurre. Lexpel,rrjuce ébant ain_.i préparée, on place lc tube dans une posil,ion vËrticale, on le retourne l.irusquemcnt : les deux puis objets tombent, et |on constàte qu'irs arriuent e'se'ihrt: au fond du tube. _

La seconde loi

se vér.ifi,:

au rnoyen de la ua_

chirie d'Al,wood (pr.ononcez Atouai).-

!'ig.

5.

'I'uLe de Newton.

c)lJ NorIoNs suR LES scIENcEs PHTsIQUES ET NÀTURELLES &.L. Machine tl'Atwootl'

- La

nq'achLne diAtwoorl â

pour but

de

les lois.

plus facilement. ralentir la chute a'"ï'.à"p. pour en étudier du mtluvernent reste la La vitesse est ainsi ;"dtha,' mais la nature rnême.Cettemaclritresecomposeessentie]lemerrtd,urrepouiietrès duquel rnobile

À ({ig. 6), sur laquelle

F'ig. 0.

-

passe

un fiI' aur extrérnités

Machine d'Ats'ood'

A.Poulietlontl'axereposesurlepointde-croiséededeuxcouplesderouea p"nàot"' - O' Curseur annulaire; mobiles. - C. Chronomat'*' avec 'onp) mâsse ailditionnelle' masse; Grande P' plein. c, curseur dans toutes deux poids égaur-}.P q"i se font équilibre sont attachés les position*. u* p*iif lent, le poids P l"

p"iËt additionnet p entraÎne d'un mouvement

'cherche.ou il faut l;;J;;;t "êgi" ai"is'ée' et I'ouune secottcle, cleur après chure' î..ciËi-i" ;;;L;i"";o*ruo, fi8"; etc. secondes,

Verificution

cl,e

première rnil;il seconde

pendant la ta loi d'es esp&ces'-- Supposory-.g9e misse adtlitionnelle p, ait Ëfi;r Ïl ;f*gé de Iales espaces parcourus pe'-

Airtiui*loni; on trouvera, pour

CORPS

CHUTE DES

dant deux secondes, trois secondes, etc. le tableau suivant: TEMPS DE CHUTE

Position du curseur.

Str

, les nombres consignés

dans

{slz" {oluo

ouloo | rOxzr

t0x{

,[0><3?

lt0xaz

On voit ainsi que^Ies, espaces parcourus sont proportionrrels aux ^ earrés des temps dc chute. Vërification de la toi des ui.tesses. vitesse à un instant donné - La étant I'espace parcouru d'un mouveÀent', niform*p";;;;;'.* seconde, après que la force a cessé d'agir (30),i suffir,;;;;-;;iï'nnaitre ta valeur, de placer re rong a" ï" curseur

enlève Ie poids additionnei.après ,rtii-à.o*, "'"grâ'un trois... annulaire o qui ,..o,raà.-à* chute, et de chercher où'fau-t plaèerr" re poidsp une seconde après I'enlèvemerlt de ""iruurpreinpourarrêter ra -"*ro addition'eltu. si t,.rpo.a parcouru avec la masse additionneile pendant r"pi,"Àiî"î.Jcona" ert rep.résenté par {0 divisions_de l'échellà, -' on obtient les résultats indiqués dans le fableau suivant , TEMPS DE CHUTE

position du curseur

Ëi.îi,"]": : : :

:

{ol&olsolroo

30

I so lrso Izao

Espace compris ontre los dsar cursours.

20xtis0><2120

x

Slzo

x

on voit ainsi gue ra vitessc acquise après une, rieux, rrois secondes de chute, est pf6portionneiie ;;i;;r-ie chure. Formul'es'

a paris, r'accérération

due à i,action de ra * pesanteur ordinairemcnt par la rettre-s. ' La vltesse acquise et parcouru par ull corps apr.ès un certain temps r de chute sont 'espace àonnË, p;;l; à;;l;;,it;."Ë8i,

..1:11:ï::l.Jl11n"e'onte

a:gt

"_

o;'

Il suffit do.c. pour avoir cette vitesse o*,.get de remplacer, dins ces formuler,-;;;; ggic, espace en centimètres, et, par sa valeu.r en iecondes.

NorloNs sun LEs scIDNcEs PHTstQUEs ET NÀluRELLEg la chute der 49. 6hute des corBs dans I'air' - Dans I'air' s'en éloigne Elle générales. lois aux *o"i"-ir* *rp, n;i.i pr", sont pius légers; c.ela tient à la d'autant plus que l;t;;pde papier et un disque de métal ai*qo* un I'air. de résistance avec des vitesses il.[l]o.* rlimensions-tombànt,, séparérnent, papier en .dessus ' ils le superpoie les on si différentes ; très ' dans cette secondo tombent avec la même vitessè, parce que ' de I'air' la iésisl'ance à ;;ûri;;";, le papier est soustrait est d'abord de chute rttouvement' le 1égtt*, corps les Pour de résistance la unifortne, 13.ur9t .9ue it oeuÏent I'accépar annuler finif qu'eile "r.o"râre;;"i; l,air augm*^t. uu." fu oitr.r* et lération due à la Pesanteur' point d'appui à I'oiseau crest Ia résistance-àà t'ui. qui sert de descente en parachute. sa poo'..ffectuer t'aéronu,,t. à et nour t'"ô,,voler ailettes. à régulateurs r;"tiiise ,lans certains

n

4S.Penttule.LeYserulu'Ie.sitrilileestr:ortstiltrépar-unemasse u. fil .e poids négtigeable' Si on éàarte le pentlute AR (tig' 7f ile sa

fix"'lr'r *" pc'inr p"îJ,ro ,i*p*"â"" à rin '-

ai"""iin" verticali,

c1u'on I'amène

en

B/1

pur cxt'rirple, et qu'oir I'abandonne ensuite

se nict ii osciller' En efÏ'et' son pc.,ids c.st urtc furce P/ ctui p'lgl so déqui a oott,ioun" en deux autles : I'unc B'C' de tendre Ic fil, et I'autre B'T' tan'eerrte """1'.ff.t à I'arc B'B'/ et qui tend à-le-ramener la vitesse l"ï- r" position ÀB' lin vertu iIdedépasse le *u'qui=o'dun, "" mouvement, poinf f et rerrronte en Il// , pui!- revient sur lui-rnêrrre, e[ itrnsi de suite' Il en résulte de ,*u *A"in dosciilrttirtt'ls tle part et d'autre ùes Ia- rerticale À11' On appetle a'ntpliturle

i^i,i-tnotl,e, il

c' Fig.

?

-

I'angle Pe'crure oscillations l:i:iXi:ii: :i",i:

IlAl]/:

RAB'/. formé par

iiJ';ï;o,ià ."-nr' pendule'-la urée des oscillations

tl On constatc tltt*, pot"^"ti nte*t ilrid't''.pour'\'u que celle-ci ne fJii"''=''ii-f:"ni1'f q"t'f r,rèt'c lrr reste Iu r.rist-rrr ,lr: t'erilploi du pentlule pour dépasse pas 2 ou lt rlciriis. c,est La rlurée d'oscillalion vnne hor')ogr.s. *ou.,ulr"ît-ies t., réeuiariser lt:s lrorloges retarrlertt ou c'r.,srporirquoi ;;#'il i;;J;;;;:".1,r f.rrdrlc, se raccourcit' ou atton'ec avancenL sttivant qtt;l;]";llulc ' rr Jéter.rniné Ia valeur de I'accéc,est au moyen ,ro'p*i.,i" que l'oil lération g due à la Pesanteur'po.," Ies petites oscill;rl.ions, dontl'atn44. Lois oo p.nd.ri.'__la durée I de chaque oscillaâ p;:;;'ott dépassc ne olitude 'l"gt"s' t fortnrile Ia par ilonnée iion est

,

,. / Ù, t!--i!ï/ -lt tl

GrTUlft DEs coRps 23 dans laquelle æ désrgrie lc rappart de la circonfér,erree au diamètre, lia lotrgutrur du penàule, ct ,r'faccéleration due à la pesanteur (c,està-dire le nornbre ggl ). D'après cette forlnult- : 1o Les petites oscillations sot,tt tsachroncs (d,égalc riurée). 2<'

I'a durée de l'osc.iilation cst

froportiorirreile à la racine carrée de la, longueur du penrrule, rrt inueÀerneut;rro'ortiorrneileà ra racine carrée de Itaccélération cie ia prsarrte ur.. 3o La durée de l'oscilatiorr cst irrdélerrdante tie ra substarrced,u pen_ dule (autrement la rbrmulecorntiendrlit ra densité de cette substa'ce,). Qur:srrôNNArF.E.

eu'entendez-yous par attractiou ? Énoncez ra roi de que lâ pesanteur ?.Quete est sa direcdon?'"Qu'appelle-t-on.poids -.Qu'est-ce d'ui-co"p.ii:r",n.*z les lois oe ta ci,ute d.es corps. -+ Avec quels appareilg les vérilïe-t-on r * qnù ou*,rtig;;;r;';,

-' la gravitation u'iversrile."

i,1::rl:rur:r;n,!rïrd;.n"t'a

t'-

at d,tre ii-,n*,nt on t:érifte:

h mach,ine tr ta r.or d,es espaces ;

Quer'r'es sorlt ie$ formwres rer.aliaes à ra.chuta d,e* corpst -' --'rcorps no tombent-ils pas égaiement ' -:(pourquoi ler vite daris !,air ? Qu'est-ce que l,e neÀdw*1 umplittt.de d,es osciu,ations ? _ :-O","epir,tr_i-on Quelles tonîlr" lois arn pendute ? ExERcrcEs. -_ t. euel temps rnettra un pour tomber au fond d,un puita ' -- *' carps de_4{. do profondeur?

2'

(g-9^.,g")

Quelle cnt la vite-cse.a'un corps qui est tombé

en chute iibre d,uue hauteur égale à celto de la ftèche ae ta cattreeiaieïà noo.n (ib0.) ? 3' une pierre, tornbant rrans un p"ii", ia surraeâ de qu,après ?,F recondes. Trouver la profr_rnrleur dti puiis "àit*r"t 1g.=O,SOA1. 'eau 4' une pierre tombe au fond- a"un pirits aàïine,.catculer les espaces gu,elle

par-

court pendant la Fremière, Ia deuxième, ra Trouver Ia vareur de l'accroissetnurrt *"n.tàni troisième et la d;;tè*" seconde. du |u.p""" qu,eUe parcourt pendant ch3qf unité de temps (g:9,8). o' JJùrs une expérience faite avec Ia machine d'Atwood, I'espace parcouru pendant la premièro seconde o.t -o.tore !*îiiui.ioos. Faire.le iableâu des valeurs gue i'on devra trouve",p:ll les espaJÀ p"..ooro, ,et pour les vitesses acquises au bout de 1, 2' B. sec'ndes ïe crrute, dans les expériences à l,aiils,desgu_ell9s on vérilÏe la ioi.4 des

iJff:

vitu"rer.

".pu"u" "ti"iiuîàà. masse pesa.nte d'une'machinu â ,c,,*àoo parcourt 20 divisiong dans la pro_ parcou*a_t_eue dane la iroisie*,l" ïi"qnii*e et la sepi"iîî$:.rcombien

6' La

7' Dans une exnérienco de.tr'oucault, l& rongueur du pendule était de û0 mètreg. '*'"" Quelle était ta Aurée Aes osciftationJï' 8' Queile longueur fsut-il donner à un pendure pour qu,il fassc 7 oscillationr seeondeg

Fr.:"

?

NoTIoNssuRLasscIENcEsPHTSIQUESEîNATURELLËS

CH,{PITRE

III

É0uIIIBRE I]Ës sotIDEs d"un corpt

cENTRE ne cRAvtrÉ - Le la résulta,nte ile toutes les actions t"' t;:#'Tét***in.r

4li. Centre de gravité.

est le Ttoi.rtt a'oplrtrioil,rn d,e qwe Ia pesanteur eæerce

expérimentalement le centre de gravité d'un corps ABt (fig. 8), on le susPend succes-

sivemenî à i'extrémité d'un {il Par rleux de ses Points, A et B; l-a re1-

contre des Prolongements -du lll

' tlans les deux expériencesr donne le centre de gravité G. 'Lo Lc centr,l de gravité d'une ligne droite est en son milieu; celui du périrnètre d'un polygone régulier, d'un cercle, d'une àllipse, est à leur centre de figure; celui du Périmètre d'un paraliélogramme est au poinb de renôontre de ses diagonales' Fig, 8. - Déterminario$ expéri- 2., Le centre de gravité, de la sUrg]'avrte' de mentale du centt'e face d,run polygone fégulier, dtun d'un paialtélépipède coïncide *pttètt, d'une rercle, d'une eilipse, ' ave8le centre de ligure. paralléd'un cl'une sphère, 3o Le centrc ou gFiliil du ooiume figure' de lépipède, est à leur centre d'un corps nobile autour d'un

46. Condition d'équilibre point Iixe ou d'un axe fixe' ou d'u'n fuiont, mobile autor;'r rl"un point Pour r1'r+'un "o*pr it fait qun ta uertùcale du centre d'e gra, erl*niiri,

,*"i"ràiï*

uiti, rencontre ce Paint ou cet aæe'

L'équilibreOece,o"p*peutêtrestable'i'nstableo]uindnl'

férent.

47'Équilibrestable._L'équilibrees|,stablesilecorpslégè. par Ia pesanteur' Dans rement tlévié cfe sa position y e'st ramené du point, ou de I'are au-iletsous co cas, le centre âôgravite"esl

Éeurusnp DEs

soLrDEs

95

fii"ïT.",::i"*"1'^ tllr_-br: possibre. .E,æ...un pendure, un fit plomb, une cloche;G.;dd. à qà1;e s esr en équlibne srabre. grâoe

lffi:it":tï::::ïr:91! p et p,i do;t i; lll.plè.T.s.pesantes poids doit être suffisa'nt il; o* ,*

de..gravité de tour t* *y'riJo,e 1.:JI. soit mooile plus bas gue Ia platéforme qur sert de point d'appui.

içt

Égnrilibro instable.

L,équi-

lihr6 .r, instable lorsque-.lr;;il;

légèrement dévié de sa p".iii*, î est écarté davantage pai ta p*Éun_

teur. Dans ce cas,-le ôentre ,it;;vité est au-dessus du poinf oL à. ffr* de suspension (fig. lOi, f*... * ,0"à

reposant sur sa pointe.

Équilibre indifférent.

_

libre est indifférent lorsque f.

dérangé de sâ

L'équi_

,oilî" position,';;;;;;";

Fig. 9.

-

Equilibriste.

lo^l:.o",J .; ;;;;"rel cent"e de sravté esr stué

;';;;

:'qT:i*i:J_ng:. d e suspen,i; or;": ::î:rlTT:, roue de voiture mobile autôur O" ,on essieu.

:: ti1l

Iiquilibro {0.

-

instahlo.

^

il;i #: .:#;

Iiqrrilibre indilïérent.

Différentes sortes d,équilihre.

t- a encore équiribre indirrérent lo.sque, pendant les chan-^11 gements de position du corps,

Ti ffiiJjfllnlïit'o"*al'

,on centre de gravité reste sur par erempre, ,.,o. #'hè;;i"cée sur

L'équilibre ind.i{férent est recherché

dans ra prupart dee machines animées d'un mouv.*.oiïr rotatioo,îrJr'îJ" roues, les volants, Ies baranc-iers I;;*t;; , de gravité doit être sit*é eractement cur I'aro de rotatisn.----

-1

?6

PIIYSIQUES NOTTONS SUR LEÊ SCIENûflS

ET NATURELLES

Ut*o' 80. Conditions d'étluilibro d'un corps.repos-1n1-*Ïl.lo soit ené'quilibre' tl

Pour qu'un corpsi'eposatt't swr u.n-ytlan et iue ls uerticale d'u cert'tre faut que le 1tl'an\uti it"'ontal' yoligon'e'!l"pp!'' dtr i t'in'é'iuur ile grauité tombe d'un c'or1's' est Le polggon, d';'p;;;;oo aot' d'à siitentation

les points communs au un polygon* .onuË*u, ânveloppant tousest' I'uh de ces points' La corDs et au plan, et dolrt chaque sommet de son il;T.dl.Ëtu'ii'pi*. ne tomt e pas, parce que la verticale

côntre de gravité Passe à I'intérieur de la base'

C'est pour une raison

analogue i1u'un homme chargé modi{ie sa sta-

tion iuivant la Position du fardeau. Un bille esl en équilibre sur un PIan

Fig.

11..

-

Cond,itions d'équiiibre d'un corps

reposant sur un Plan'

avec - le Plan.

;;;;'lu figur" l'[,

hc,rizorrtal, car la vertit:ale de son centre de gravité Passe toujours par le Point 6" gelltar:t

r: . r_^^ .r.- ^^,,,,'ra superposes c,!n Ies cleux cylinclres de gauche'

le prolongement I'un de tnanière que teuis axes soient..sur car la verticale GP du équilibre to oîtt p.,'oini n* I'autre, de centre de gravité to"tf)e

il;;ê*-:

*"

' dehoi's de la base de sustentation'

la {igure' cyundres, àisposés comme à droite de

se

tiennent en équilibre' plus Ët3oq"' que le La stabilité d'un" corps est d'autant de la verticale etoigne plus contour du potygon*' aiappoi est est moins élevé au-dessus celui-ii o, gruuiiï' ôiq

du centre {uo " ioiture est d'autant plus stable' plus du plan horizontal. Ûn* re centre de gravité est qge er pr".'or"rieu, i; i';;.';;;[ jrr^ràif"r**^d, foiu, les diligences chargées bas I c,est poorqoJi ont Peu de stabilitti' â" Uugug*s que

lc

cen-tre de gravrté cl'un corps?

*

Comment

gravité d'unc Qunstrolrlcerno' -Qu'est-cc -+'Oir se tôout'19 :"lq?'9" le détermine-t-o" "*p"'iîâi*r"nl"ntt tl'un p:rialléiépipède? tdQuo"d l'équilibre ligne droite, A'on ""'"iu,'à-'une spl'blc' i"Oltiitrcnt? Do,'cz-en des eitimples'*- Quellee dhn corps est-itstable iïi.î-ù"î d,un colJ,s rctrosant srlr un plan? 14'De quoi jo,. pu* polygone d'appui ? sont res conditions o,eqoitit ru ilépend la stahiliré

a" I""ià'rlp"t lfô"l*"t"",i

-.\-

n

A{ACHINËS

C}IÀ

i)ITII E IV

MACHTT{ES

5f

'

tsut des macrrines. "* zes uecnrnns ,çorr

d,estinës

ù trunsynettre I'action

A I'aide

d.e.s

rles

instruments

forces.

cl'une machine convenablement choisie, modifier à volonté res forces et les uitessei. Ai;;i," on peut ào -oy.n *^"".r^pqr]r:ne approp.iéu, ,rn homme peut soulever un poids {0, 100, { 000 fois pru-s grand q,r* *u forïe rnuscrrtuir, part'' il peuf communiquer- à une roue par exempre, I d,autre un mouvement t0' ,|00, {f}00 fois pr*s ra;ride que re rnouvement de son bras.

On conçoit donc que les rnachines.renclcnt de travaux-que l"hr-imme ne pott.ruit pur f,ossibles beaucoup .ri.rtorr"lans etes. Dans I'emploi des nrachi'es, re b't à atteindre est loulours Ie même: obtenir un eTTet dé-ternriné, re prus simprement possibre, avec les moyens dont on dispose. TnexsurssroN Du rRAvarL. Dnns toute mo,chtne, re trauai.l

tno_teur est égal &rt

tralteil rtjsistant.

précède, une macrrine peut multiplier à volo'té - D'après-cequi forces et les vitesu*., mii,

res

eile transmet toujours intégralement le re rravafl totai" etfeci"Ë-;;; .que exacternent égar au havail "rrî"-i*rrir,", .rt travail; c'est-à-dire

que l'on a trépensé pour ra r"tt"o en mouvernent' Par exemple, pour effectuer ,rn t"auui] total de 75 kitograrnmetres, â r'aide d'une ?nachine querconque. il-faut toujoursdépenser un travail rie ?5 kilogrammètres pour mettre

ra machine en rnouveLe trauail résistant comprend re trauaàr u,tile, auquel la machine est destinée, et le trauail,passi,f,c,est-à-dire eelui absorbé par les frotternents et autres résistancbs prrriu*r. cômmé're travail passif jamais ment.

n'est

nul,

même d.ans les niuoirin.o res plus

parfaites, il s,ensuit que le trauai'r uti,Ie estto}jours pius petit que Ie travail môteu'. Le principe de la transmissiàn du'travair dans les machi'es n,est qu'un cas particulier du principe de ra conse ru,,ti,on de t,énergie (87) : l'énergie ddpensée nour produire r.e traveir nroteur *rt-àquiuat"ot" e lï::,lqi: emmagasùée dàns r. *u"i,iiu er qui produira te travail

résistant.

-. 13 Équilibre d'une machine. * euand une machine est sorlicitée par deux forces r pâr êxeffipre un poids et un uràrt mus-

NOTIONS SUR LES SCTENCES PHYSIQUES ET NÀTURELLES

qB

culaire. I'une de ces forces prend le nom de pulssLxcn, I'autre celui de nÉstst,lncn On d,it qu'une Àaehi'ne est su Éeurr,rnnu sous I'action de Plu' sieurs forces : 1o Quand' elle demeure en repos (équilibre statique),; (équilibro 2o Quand, el,le est awimëe d"un mouaement uniforme

dynamique).

"On appeite

de deux

la

iorra* , le ra,t,to,t qui

résistance

machine, sous ltaction il'oit eti'ster entre Ia puisscr'nce et

coNDIrrIoN ntÉquti,tenr d''une

ï)our qie-Ia muchine

sot't

en ërluilibre'

La condition d'équilibre est la même pou-r l'équilibre statique et poor t;equitibre dyriamiq"n; *uit tandis qire les.Torltt.tu produisent et I'autre aucutl travail a"*, iu--p'*u,rrier cas, elles travaillent I'une dans

le second cas.

83. tr evier. - Le LBvIER est une bane rîqide mobile autou'r point fine. Lc Poirtt sc nomnle PtllNT rr'ÀpPul.

d'utt,

Fig' t2' - Levrer (Pinee de mâçonl' A, puissance; C, point d'ap1-rui; IJ' résistance' t|'istance clt'' cette Ott ap1tette BR^s DE LE\rIER d'ttt'Le' force ' la abaissée perpencliculaire ia tlitc t';tit-o cL'app"tt ; 1or", iir'potnt fbrce' la de du poirtt d'appui sur la dircc[ion

Pour'.r1u'uNLEvlI'lRsolrENEQUIt'1t'îIlE-rilfttt+trlueIalttt'is' Leursbras ile et Ltt résisttttt,t:e sotent e'ti' t'ttiso'n i'tzaerse de par son bras La protluit:Ie Ttuissance ;;;î;r;t'rrt-a-ai'" '1i" t" rtlsistance pa,r son bras ile ta tle pr.oh."tt àu égat sor,t ile leaier 1q,nce

Ieuier.

Ia puissance est 2' 3 ' Par exemple, si Ie bras de levier de la puissance est dt,l.^.résistance' celui que 4 i";; pi". àt."4 reststance la. ' 2 , 3 , 4 fois plus petite que les deux forces sont égales.

si les l_rras de l;;i,* sont égar_rx. le travail moteur est égal au En effet, si le levier est etr équilihre ' le produit de chaque force que

trarail résistant

tnti; tttr;e-'iio"

MÀCHINES

1g

par le chemin de son point tl'application est constant (3?). Or, si le bras de levier de la puissance est n. fois plus grand qrre celui de la résistance, le chemin de la première force est ra fois plus grand que celui de la seconde. Donc la première force est ru fois plus petite que

la

seconde.

54. Genres de leviers.

- On distingue trois genres de leviers, suivant la position du point d'appui relativement aux forces. 11or genre, Le point rl'appui est entre la puissance et la rësi,stance. Eæemples.' [,a pince du maçon

(fig. 12), les balances. Les ciseaux et les tenailles présentent un double levier du premier 8enre.

f

2€ genre. Le point d'appui est eætéri,eur du,fr forces et

t

3c genre. Le point d,'appui est entèrieur. q,u.n forces et du Alors la puissance est entre la résistance

d,u

côté de tra résisttr,nce. Alors Ia résistance est entre la puissance et le poiut tl'appui. Eæemples.' le couteau de boulanger, la brouette, une poutre que I'orr soulève par une extrd;mité, une rame qui fait mouvoir une barque. Le casse-noisette estundouble levierdusecond genre. Ordinairement , dans les leviers du second genre, le bras de lcvier rle la puissance est plus granâ que celui de la résistanceo ce qui favorise la puissance.

,:ôté de Iapuissance.

et le point d'appui. Eæenoptles.' la pédale, les membres de I'homme et des animaux, les pincettes (levier double). Qunstrouw.lrnu. - Qu'entend-on par machines? Quel est leur but 2 - Qu'estce qu'un levier? -- Qu'appelle-t-on bras de levier? quel sont la - Dans Quelsrapport puissance et la rtlsistance dans un levier en équilibre? sont les diffétents Senles de levier? Donnez-en des exenrples, Exr:Rcrcus. --1. Un poids de trois kilogr. est attaché à I'extrérrrité d'un bras de levicr qui a 25 cerrt. Quelle longueur faut-it donner à I'autre bras pour faire équilibre à deux kilogr. ? 2. Un levier a lu de long. Le point lixe est à 0.,38 d'une extrémité. euelle force faudra-t-it appliquer à I'extrémité du petit bras pour équilibrer 100 kilogr. à I'extrr;milé du graud bras ? 3" un levier à bras égaux, rnobile autour de son milieu, est divisé en dix segments égaux: on suspend d'un côté une bille à une distance 1 , deux à une distauce double, trois à une distance triple. cornbien de billes faut-ll suspendre à I'extrémité de I'autre bras du levier pour obtenir l'équilibro ?

q*

s0

NoTroNs suR LES SCISNCES pHTSrçuES ET NATURELLES

CFIAPITRE V LA BALANCE

&8. Mesure des poids. - Mesurer Ie por'ds d'un corps, c'est trouuer le rapltort clwi eæi,ste entre le poiiLs d,e. ,ce corps et Ie poid,s d|un aitie corps, choisi'-pour unité rle poid's' -,

On prend pour unité de poitls le cnlmuu,, c'est-à-dire le poids d'un centimètre cube d'eau pure à 40.

Fig. f.lt. -

Balance.

À proprement parler, le poids ct'nn corps on grâlrmes,es,! ce Que I'onïppelle la uissn db ce-corps; elle esi nresurée avecla lralance'

fe pôlas proprement dit est évaluti en dynes (33) avec le dvnamomètre. Il suffit de se rappcler clt'un gramme vaut 981 dynes (nombre que I'on repr'ésente tdtijor,", io" lrr"lettre g et qrte I'on -nomme indifféde la pesanteur). l, accéIératiorz dila pesanteur ou; itr tensité remment ioient p le poids cl'un corps (en dlnes), I\[ sa masse (en grammes), g l;intensité dô ta pesanteur (r'aleur du gramme en dynes)' Ona Brr résumé

P-Mg

: Ia

nnessr

d'un corps est

sott' Tsoitls

en gr&ntntes'

LÀ

BAI,ANCE

31

L'intensi.té de ra pesanrew' est ra valeur du grarnme en dvnes un gramme vaut g dynes. Le ponrs rL'un corps est re procrttit de lu ntasse cre ce corps pùr l'intensite de la ytesanteul .

56. Balance. I'a bara+_tce (fig. rJ) esb un instrument qui sert à déterminer.- la masse des .or;ps. i'est un levier dupremier genre; par conséquent, ses contlil,ious d'équiribre sont ceiles du levier (no 53).

Le

tev^rer

AB,

appelé

Mau,

repose

r par un couteau d'acier

trempé C, sur deur plans d'aciei trempé ou d'agate, appelés

coussinets.

Les plateaur sont suspendus par des crochets d'acier à des couteaux à vive arête. Les arêtes des trois couteaur A, c, B, sont sur une ligne droite que I'on nomme s,fie dr fléauLe fléau porte une longue aiguille. qui rui est pe.pendicuraire et dont I'extrémité se meut sur un arc gradué'; lô zéro de la graduation correspond à la position horizàntale du fléau. Trois vis calantes servent à rentlre la colonne parfaitement verticale. La balance est accompagnée d'une série de poid,s marqués, à I'aide desquels on peut réaliser un poids tôtal d'un nombre

quelconque de grammes.

Pour peser un corps, on le place sur I'un tles plateaux -balance, et

de la on cherche par tât-onnenrent à lui faire équilibre en

mettant d_es poids marqrrés itnr I'autre plateau. Le poiils du corps.-e,st donné par Ia somme des trroids mar_ qués qui lui font équilibre.

57. tonditions de iustesse. -.- on dit qu'une balance est juste lorsque Ie fléau reste horizontar, quers que .oieni res poids égaux que I'on mette dans les plateaux. Pour qu'une balance soit just,e, il faut . lo que les bras du _ flé.au soient_ëgauæ en poid,s it en longweur; 2o Qu* la aerticale d,u. aentre de grauitë rencontre ïaæi d," ,rirTrun'sion lorsque re fiéau est horizotttul.

58- conditions de aensibilité. * une balance est d'autant sensible, q*'un pe.tit poids, ajouté dans |un des plateaux, produit. un pl*s..grand arrgle d'iriclinaison du fléau. bn aug_ mente la sensibilité en rendant très mobiles les pièces à frot_ plus_

tement.

clu'une balance soil .qensible, il faut . la que le soit - Pour long et l,eger; 20 que re centre d,e gra.uitë sait triès prèiflëau de ïaæe

de susptension et Mn ïJeu

cra - ,JcssoJn.

32

NoTIONS SUR LES SûIENCUS I'HYSIQU!:S

EÎ

I{ÀTUITELLES

Pour que la sensibilité demeure constante, quelle que soit la charge, il faut que les trois couteauæ restent toujours en ligne

droite.

Remarque.

- Si le centre de gravité du fléau était au point

même de suspension, le fléau serait en équilibre dans toutes les

positions sous I'action de poids égaux, et la moindre différence entre les deur poids produirait un renversement complet; alors la balance serait dihe ind,iffërente. S'il était au-dessus du point d'appui, on ne pourrait mettre la balance en équilibre ; elle serait ,Jite folle. S'il était au - dessous, mais trop loin du point d'appui, la balance serait peu sensible; elle serait dile pares9euse.

Les conditions de sensibilité sont plus faciles à réaliser que Ies conditions de justesse .' c'est pourguoi I'rin trouve aisément une balance très sensible, tandis qu'il est presque impossible de rencontrer une balance parfaitement juste.

59. Méthode de la double d,e

pesée ou de Borda. - La mé,thod,e Bord,a perrnet de peser exactement un corps avec une balance

sensible, quoique non juste. Pour cela on met le corps dans I'un des plateaux, et on lui fait équilibre avec de la tare placée dans I'autre ; puis on remplaoe le corps par des poids marqués qui indiquent Ie poids cherché.

Faire la tare dtun corps, c'est placer ce corps dans un des plateaux d'une balance et rétablir l'équilibre en mettant dans I'autre plateau des corps quelconques, grenailles, sable, etc. S0. Principaur instrumonts do po8ago.

Outre la balance

-

\----- ---\---

-----/

L-*]--"-*J

.-ii

't

ir-"-' Fig.

14.

-

Ba,lance de Roberval.

arilinaire on se sert, aussi, pour rléterminer le poirls rlen corpr,

LÀ

de la balance

d,e

3fl

BÀLÀNCE

Roberual (ftg. l4), de

ùa lteson, de la romaine, ehc.

Fig. {5.

-

la

bascule

(lig. {5),

Bascule.

La bascule se compose essentiellement de deur leviers EG et HCN, reliés entre eux par une tige articulée GH, et mobiles, le premier autour du point E, I'autre autour du point C. A ce système de leviers sont suspendus un vaste tablier ABD' destiné à recevoir le fardeau, et un petit plateau RS ou se mettent les poids marqués qui feront équilibre au fardeau et en indiqueront le poids.

Le poids du fardeau se divise en deux parties, qui agissent sur le bras de levier CLH : I'une par I'intermédiaire du levier EG et de la tigrl verticale GH, I'autre par le bras D'D et la tringle DL. Pour faire équilibre au poids total, qui appuie sur le bras de levier CIII, on met des poids marqués sur le plateau RS , qui est suspendu à l'extrémité du bras de levier CN. Les longueurs des divers bras de levier sont combinées de telle sorte qu'une fois l'équilibre établi, les poids marqués représentent le tlirièrne du poids du fardeau. QunsrrouN^e,rnn. Qu'est-ce qu'une balance ? Quelles sont les pièces qui la coroposent? Quand dit-on qu'une balance est juste? qu'une balance est sensible? Quo faut-il poul qu'une balance soit juste? pour qu'elle soit sensiblo? Qu;rnd une balance est-elle indifférente? Quand est-elle paresseuse? quoi En consiste la méthode de la double pesée ? Qu-est-ce que faire la tare d'un colps ? Quels sont les principaux instruments de pesage ?

-

-

-

-

-

-

ItrxrRcrcrs. .- 1. Deux poids de 6@ et de 602 gr., placés dans les plateaux une balance à bras inégaux, s6 font équilibre. Déterminer la longueur des bras de la balance, si I'un d'eux a I cent. de pius que I'autre, 2. Un mème corps, placé successivement dans les deux plateaux d'une balance, a fait équilibre à 285 et à 301 gr. c,alculer : {' le rapport des longueurs des brae du fléau; 2' le poids du corps. d

DEUXIÈME PARTIE

HYDROSTATIQUE

CHAPITRE I PRESST0NS EXERCÉES

61. 0bjet de I'hydrostatique.

pAIi tES rr0urDEs

*

L,hydrostatique est l'étude

des conditions d'équilibre des liqnides.

{i9. Transmission des pressions dans tes liquides. prin- cl,'un cipe de Pascal. * Toute pression erercée sur Ia surface liquide en équilibre se tro,nsm,et intégraternent, et dans tous les sens,

toute porti,on de paroù éga,te ù, la surface pressëe. s'ensuit qu'une surfare 2, 3, 4 fois plus grande supporte une pression 2, 3, 4 friis plus grande ; o'est-à-dire que la pressuon suptportée par une surface quelconque est proptorti,onnelle ùt I'étenilue d,e cette surface. Soient deux pistons A, F ,lui ferment hemrétiquernent deur 1o

ù,

Il

25K

IK

rN,lindre.s rernplis ::pq9"jquants tl'eau (fig. {6). Si Ia surface du second est 25 fois plus grande que la surface du premier, par exemple, un poids de t kil. placé sur celui-ci fera équilibre à un poids de 25 kil. placé sur celui-là. 2o La pression exercée sur la surface d'un liquide se transmet non seu-

lement aux parois de I'enveloppc, mais encore à toute surfacc considédans I'intérieur du liquide. De Fig. 16. - Principe de Pascai. rée sortc que, tlans l'expérien';e inriiquée par la figure {6, un disque de papier, ayarrL dix fois la surface du petit piston et plongé dans le liquide, éprouverait une pression de 't0 kil. sur chacune de ses deux faces. 63. Presse hytlraulique. - La presse lrydrantli,que est un appareil basé snr le principe de Fascal. Deux corps rle pompe A et B (flg.1?) communiguent par un [ube. Au moyen du levier I, on fait mouvoir

PRESSTONS BXERCÉES SUR

LES

LTQUIDES

35

p, qui, en

descendant, chasse dans le cvlindre À I'eau puisée en R. Si Ie piston p a une section { 000 fois moindrl, par eremple, que le pi{_01 P, un efTor{ de I kgr. exercé en b se traduira pat unê force de {000 kgr. qui soulèvera le piston p, et pressera ainsi les eorpr tre pistorr

E,

plate - forme

piston; b, bielle

entre la partie supérieure G du piston P et le plateau fixe E. L'emploi de la presse hydraulique est tout indiqué chaque fois qu'il

placés

s'agit d'exercer une pression considérable de iaquelle ne résultera qu'un

failile déplacement. C'est ainsi que Ia prÊsse hydraulique est utilisée

pour Ia fabrication des huiles, I'extraction du jus de betterave, la mise en balle du coton, d.u foin, la réunion des roues de Iocomotive à leur essieu, i'essai des chaudières à vapeur', etc. I.es ascenseurs hydraultqu,es, qui servent à soulever des poidr considérables, reposent sur Ie métne principe.

64. La snrfâoe lifure d'un liquide Éh équitribre

est horizontale. --- Elle est perpendiculairc à la

direction du fii à plomb. On utilise cette propriété

dans Ie niaeau ù bulle

d'air (frg.18), qui sert

à

Fig. {8. - Niveau à bulle d'air. vérilier gi une surface est horiaontale,

NorIoNS guR LEs scIENcEs PHYSIQUES ET NÀluRELLEs Le niveau à bulle d'air se compose d'un tube de verre fermé à ses deux extrémités, et renfermant un liquide qui ne le remplit pas complètement. Ce tube, légèrement bombé, est lixé sur une tablette en ùivre, travaillée de telle sorte que, lorsqu'elle est posée sur un plan parfaitement horiz_ontal, la bulle d'air mn est tangente à deux iraits marqués sur le trrbe de verre. Dès que la tablette n'est plus horizontale, la bulle d'air quitte le milieu du tube et se dirige vers I'extrémité la plus élevée.

36

65. Pression sur le fond des vases" * La Ttression erercëe par un tiquirle sur le fond hortzontd'L d'u uase qui, le contient Lst égale aw Ttoid.s d,'une colonne de liquicle ayant pour base le fonA cIw aase et pour hautàur sa distance ù' Ia surface libreOn véri{îe cette loi avec I'appareil de },[asson ou avec I'appareil Je Flaldat.

Appareit d,e Masson (lig. {9). -

-.\\:

On visse successivement

-:.\.\\'.: \.. ....

Appareil de Masson'

en D les trois vases A; B, C de volumes différents, mais de même ouverture inférieure. Un disque plan (obturateur), fermant cette ouverture, est maintenu par un fil au moyen d'un poids placé dans le plateau de la balance. On constate que i'obtuiateur mobile E se détache, dans les troifl cas, lorsque I'eau atteint le même niveau I dans les trois vases I donc la pression sur le fond d'un vase dépend de la hauteur du liquide et non de son volume. Appareit ile Hatilat (fig. 20). - Cet appareil se-compose de deui-tubes communiquants remplis de mercure. On cottstate que si I'on visse successivement en M trois vases analogues

PRrcSSIONS EXERCÉES SUR LES

LIQUIDES

37

à ceur de I'expérience précédente, une même hauteur dteau MH détermine une mêrne tliffé-

rente de niveaur dans

les

deux. colonnes de mercure.

D'après ce principe, la pres-

sion exercée par un liquide

sur le fond d'un vase est égale au poids du liquide si le vase est cylindrique; elle est supé-

rieure au poids du liquide si Ie vase va en se rétrécissant de bas en hauto et elle est inférier.lre à ce poids s'il va en s'élargissant.

66. Pressione latérales. La pression exercée en un point quelconque de la paroi d'un vasô est normnle à la surfacè ; on le constate en pratiquani en ce point une petite ouverture ; le liquirie jaillit d'abord nornxalement à la surface, puis, sous I'action de la pesanteur, Ie jet prend ensuite une au[re direction. La pression sl.tf tme portion quelconr|ue de Ia paroi_est égale nu pôi.d,t d,'une colonne d'e liquid,e ayant pour base la sut'facc et pour hauteur Ia di,stance du centre de grauité d,c "oniid,éré", cette surface à Ia surface ltbre du li,quide' En réalité, ce n'est pas le centre de gravité qu'il faut considérer ici, mais un autre point qui est situé un peu plus bas que le Lentre de gravité, et que I'on nomme le cemtre d,e poussée.

L'existence des pressions latérales peut être mise en évidence au moyen dtt tourni,qu.et lr,y d,rauli'que (fig. 2L ) "

Le tourniquet hydraulique se com-

pose d'un vase V, mobile aulour de son

âxe vertical, et contenant de I'eau qui peut s'écouler par deux tubulures a et b dirigées en sens contraires. Quand I'eau s'écôule, la pression du liquide contre la paroi du tube située en face de' I'ori{ice Fig. 21. - Tourniguet d'écoulement fait prendre à I'appareil un bydraulique. mouvernent de rotation. Cette rotation se fait évidemment en sens inverse de l'écoulement du liquide.

38

NotroNS suR LDs sclnNcrs pnysreuus ET NÀîuRÈLr,Éa

Eæpérimce d.w crèue-tonned,u. du crève-tonnealr - L'expérience est une application du principe de Pascal l elle montre, d'une manière frappante, I'existence des pressions latérales. on surmonte un tonneau plein d'eau d'un long tube étroit dans lequel on verse de l'ea'. si le

tube a seulement 3 mètres de haut et I centim. carré de section, chaque centim. carré des parois du tonneau supporte une pression d'au moins 300 grammes; ce q'i donne, pour une Larrique ordinaire, une pression totale de 7 à 8000 kilogr. Soris une telle pression, les douves se disjoignent, et I'eau jaillit àe toutes parts. Rentarque. sur le fond d'un vase peut être beau- I,aoupression coup plus grande beaucoup plus petite q'e te pbias du liquide contenu dans ce vase. Blle est cl'autant plus grande que le vase se rétrécit davantage à la partie supérieure, ou d'atrtant plus petite que la partie supérieure est plus évasée. cette contrattictionippareirte a reçu le nom de paradorne hydrostatiqu,e, Elle s'expliq"" l' remarquant que la pressidn sur lefond est égale au poids du liquirle augmenié ou diminué tl'une partie des pressions latéràlcs

67. Pression tlans I'intérieur d'un liquida. I'ortte surfnce planc horizontale, consi,dérée d,ans t'i.ntërieir rt'u,n- liqui,-te erz'érltt[Liltre, subi.t,.stn" ses r{euæ faces d,es pressio-rr,s ëgatès.,- par colrstiq1l6,nf l1 , face inférieure subit une poussée verticale de bas en harrt, égale au poids d'une t:olonne de liquide ayant pour base cette surface et pour hauteur sa distarrce au niveau clu licruirle. On le vÉrifie aisément au moyen d'un tube droit ftig. ?2) ouvert à ses deux extrérrités. IJn disqrre de verre aô, assez léger, est d';rbortl maintenu contre I'ouverture inférieule au moyen d'rrn fil qui passe dans

a,:

l,

I'intdrieur du tube, et que I'on tient à la main. On plonge ensuite le tube verticalement dans I'eau I si I'on abandonne alors le fiI, on constate que le disque reste appliqué contre I'ouverturel c'est donc qu'il est soumis à rrne pression dirigée de bas en haut, Pour mesurer la valeur de cette pression, on verse cle I'eau dans le tube et I'on constate que lc disque ab se détache lorsque I'eau atteint

le niveau de I'eau dans le vase.

La loi est errcore vraie si la snrface considéréc n'est pas horizontale, Dans ce cas, lc pression eæercee sltr une surface quelconFig' 22.-Pression verticarc ?!e .est igale au' poids d"une colonne de lryuiLt"e û.yq,nt Ttour base aette nu"face, et de bas en haut. pour" hauteur Iu di,stance du centre de gruai.të- de cette nuface au niueant du liquid,e. Cette pression est appliquée en un point appelé centre d,e pression, _ situé un peu plus bas que le centre de gravité de Ia surface pressée. Les pressions sont toujours normaleg aur surfaces pfessées"

VASEÊ

COMMUNTQUÀNTS

89

? Énoncel le prineipe - Quel est t'objet de I'hydrostatique Qw est ' ce q*e lc De quoi so eornposc la presse hyd'rowl,iqua ? par un liqui{e aur pression quoi exercée égale la ? est A rtiusaw o bulle itatr le fond plan et horizontal d'un vaso ? Comment peut-orl le vérifier ? - Sur çel principe repose Io tourniquet hydrauliquo ? - Ett qwoi consisto I'e*përience iùv crèûe-tommeo,u ? * La pression eûercée par wt liqwid'e sur le fomd' d'un oo,',t rnet'on em éuidemce Ia ctt-el,l,e toujours égal,e ou ltoid,sdu li'quîde? -Cotnn4ent presslon gui s'c*erce suf une swrfa,ce trtlwna comsiil'éréc il'otmS' I'imtértet*r il"un

QunsrroxnuRn.

ùe Fascal,

liqwiilc

*

I

* L. Lee reyons de base de deux pistons qui se meuvent dans d€ur vesos commuuiquants sont 7 centim. et I centim. 5. Quelle chargo faut-il placer Bur le grand piston pour faire équilibro à un poids de 665 gr' placé sur le petit? Les poids des pistons sont de 8 kilogr. et 2 kilogr. ExnnCrcrs.

2. Dans une presse hydraulique, les bras du levier ont respectivement 12et 180 centim. Les sections des pistons mesurent 0Ec,48g et 0nq,0007 ; la pres8ion exet.cée par la main à I'extrémité du grand bras est de 24 kilogr. Déterminer le poids du fardeau qu'on peut soulever. 3. Dans une expérience faite avec I'appareil de Masson, trouver la valeur de la pression exercée sur le fond d'un tube conique de 25 centim. carrés, la hauteur de la colonne d'eau étant de 35 centim. Calculer le poids qu'il a fallu placer dans le plateau de la balance sachant que i'obturateur pèse 50 gr. ' 4. Àu fond supérieur d'un tonneau, haut de 90 centim. et dressé verticalement, on adapte un tube de 3-75 qu'on remplit d'eau. f)dterminer la pression exercéo par le iiquide sur chaeune des bases du tonneau. (Rayon des bases:l5centim.) 5. Dans un réservoir d'eau, une ouverturo de 2 eentim. carrés s'est produite L 9.86 de profondeur. Déterminer la valeur de ia force qui chasse I'eau à travers cet orifice. 6. tIn manchon vide et fermé par nn obturateur est immergé dans un bain de mercure, la distance de la surface libre à la surface pressée est de 0'760, la den' sité ale rnorcure 13,59 ; I'obturateur est un cercle de B centim. de diamètre. Quel elfort taut-il développer pour le séparerdes bords du tube ? Quelle colonne d'eau faut-il verser dans le tubo pour faire tomber I'obturateur ?

C}TAPITRE II vasEs II0MMUNIQUANTS 68. Principo.

-

Pour qu'un liqwide soit en équilibre d'ans u,n toutes les wffg'çes

sAstè'ffre de uaset communiquu,ttts, i.I faut que libres soien| çlans ur$ tnênxe plan horizontd'L.

La distribution de I'eau dans les villes, les jets d'eau, les puits ordinaires, les puits artèsienso reposent sur ce principe.

40

NorroNs ÊuR LEs sqIENcEs puysreuus ET

NÀTURELLEs

Dans les jets d'eau (fig. 23), I'eau est amenée d'un réservoir M à un ajutage R , situé plus bas, au moyen du

conduit T. Si Ie jet qui s'échappe en d ne monte pas jusqu'en c, cela tient à la résistance de I'air et aur gouttelettes d'eau qui retombent sur celles qui montent. La manæuvre des écluses dans les rivières, la construction des anciennes lampes à huile appelées quinquets, I'emploi du niveau d'eau, reposent sur le même principe. Le niaeau d,'eau (fig. 24) se compose d'un tube coudé à chacune de ses ertrémités. aurquelles sont adaptées deur toles de verre. lVI et N. Fig. 23. -Jet d,eau. On y verse assez d'eau pour qu'elle remplisse en partie les deux Tout rayon visuel mené par les deur {ole.s. surfaces libres est horizontal. L'appareil peut donc servir, dans

les opérations de nivellement,

pour déterminer les directions ho-

rizontales.

Soit,

exemple, Fig.24.

-

Niveau d'eau.

surer la

par

à me-

difïé-

rence des hau-

teurs du sol en deux poiuts A el, B (fig.?b). on clispose cl'abord le niveau dans le plan vertical qui passe par' les deui points A et B.

Fiq. 25.

-

Flmplol du niveau d'eau.

Àlore le niveau détermine ur.re ligne trorizont,aie AB. {Jn vise une

00MMUNTQUANIS 4t mire placée au point A; on fait, glisser cette mire le long d'une règle verticale de manière à I'amener sur la }igne de viiée AB, puis on lit sur la règle la hauteur de la mire A au-dessus du sol. Ensuite on transporte la règle au point B; on amène de nouveau la mire sur la ligne de visée, et on lit sur la règle la hau[eur de la mire B au-dessus du sol. La différence des deux hauteurs mesurées donne Ia différence va$Es

des hauteurs du sol aux points A et B.

69. Équilibre dans lo cas de deux liquides. Pour que deua li,quides de densitës différentes soient en, équilibre- dans d,anæ aa,ses contntuniqu,ants, il, faut que les lmuteurs des deuæ surfaces li,bres q,u-dessu,s d,e la su,rface de séparati,om soient inuersernent propsortionnelles auæ densitës des liqui.des. Si, dans les deux tubes communiquants représentés dans la figure ?6, on verse de I'eau et du

mercure, les hauteurs h et Àr cle I'eau et du mercure, au-clessus de leur surface de séparation BBr, sont en raison inverse de leurs densités

respectives. En mesurant ces hauteurs! on cons-

tate que I'on

Fig.Z).

hdt h,-: -d

a:

7O. Capillarité. On appelle tubes copilluires (de capillus, cheveu) des tubes qui- ont un dianrètre très petit. I)ans ces tubes, les liquides ne suivent pas exacternent Ies lois des vases communiquants.

Fig.

27,

-

Trrbes

capillaires.

Fig.

28.

Prenons un tube en verre et plonreons - le en partie dans un liquide en le tenant verticalement (fig. 27 ). Si le liquide ne mouille pas le tube (mercure), le niveau intérieur est moins élevé que le niyeau extér'ieur; c'est ce qu'on appelle une dépression capillai,re" La surface libre présente un ménisque convexe, a,, b. Si le liquide rnoriille le tube (eau),le niveau à I'iniér.ieur du tube

42

.NOTIO}IS SUR LES SCTENCES I)I{YSIQIJES I1]T NATDRELLES

est plus élevr! qu'à I'extérieur

; c'esl

ce

qu'on appelle :nne q,scenslon,

capillaire, La surface est alors concuve, o, rl. C'est par snite des plrénomènes capillaires qu'un même liquicle monte à des hauteurs différ'entes dans de's tulres cornmuniclnants dtroits, de diamètres dillérents (tig. 28). La capillurité joue un rôle inrportant rlrrns l,r circulal,iort rlrr sang et de la sève, I'tilévation cle l'hrrilt rlus lts lanrpt.s pur les rrrèches, I'imbibition des corps porcux (épunge, rjucr.e, las ile srrblc). Énuncez le principe des vases comrnuniquants, Donnez-en -Qu'est-ce quê le niveau d'eau?A qtroi sert-il? Commen3 Eon, entre elles Les hautewrs d,es l,iqwlil,es ùe demsilës il,ifféremtes- d,ams d,ewæ oclses covr4rnutriqt+ants "l - Qu'appel,Ie-on tu,bes capillai,r'es ? - Qttels phënomèmes obseroe-t-om qwamd, onl,es pl,onge d,ans wmli,tlwid,e qu,il,es rnowill,a ou ma

Qursrrollsatne.

des applications.

les mowil,l,e pas ? Citez d,es eaemptres d,e caltlllari.té.

Exnnctcps. - {. L'une des branches de deux vasos commuriquante renfermc une colonno d'eau do 36 cent. Déterminer la hauteur de la colonne de sulfure de qui lui fait équilibre. Les hauteuls sont mesurées à partir (il-t,293) carbone de la eurface de séparation. 2. Une colonno de 432 millim. d'eau fait équilibre, dans un tube en U, à une colonne de 500 millim. d'essehce de térébenthine. Trouver la densité de ce liquide. 3. Dans une éprouvette contenant du mefutle on plongo un tube ouyert à ses deux extrémités, et dans celui-ci on yerso 250 cent. cubes d'eau. Le tubo ayant 1 cent. carré de section, on demando la difiérence de niveau des sutfaces du mercure dans le tubo et dans l'éprouvetto.

CHAPITRE III PRINCIPE D'ARCHTMÈDE 71. Énoncé du principe d'Archimède. corps plongé - T'out de ltas en hùut, un liquid,e subit une poussée aerticale

d,ans

égale au poid,s d,u li,quid,e qu'il d,éplace.

?2. Démonstration expérimentalo rlu principe d'.A,rchimèrle. On démontre le principe d'Archimède à I'aide de la balance hydrostatique et de deux cylindres métalliques de même volurne,l'un plein, I'autre creux (fig. 29). Pour cela, on suspend les deux cylindres l'un au-d.essous tle I'autre, le cylindre plein D en bas, au plateau A de Ia balance hydrostatique, et I'on met dàns le plateau B les poids nécessaires pour établir l'équilibre. On place alors un rase V pleiu d'eau sous Ie plateau, de mânière que le cylindre pleiu D soit complètement immergé. L'équi-

-

PRINcIPE

n'ARcrtrrvÈnr

43

libre se trouve rompu , en faveur du plateau B , et, pour Ie rétablir iI faut_rernplird'eau cornplètement le cylindre c"er.* c. Le cylindré, IJ er;t donc souler'é avec

une force égale au poicls de cette eau, c'est-

ri-dile au'poids rl'urt volrrrne égal à son plopre volurue.

tt\

-+/ sÈ

l

fi.,..\:..,\.. Fig. 2$.

--

Rét:iproque.

llértronsuation expérimentale du pr.i'cipr:

* La réciproque du prirrcipe

r_l'.\rchrnrècle

ti'archirriètle consiste en

que, si le liquitle exerce sur le corps une poussée verticale dirigd'e de bas en haut, celui-ci, de son côtè, réagii sur le liquide, ce

-fart

et exerce sur lui une poussée verticale de même vâleur, mais dirigée de trauten bas"

Pour rnettre ce fait en-évidence, on place le vase v avec I'eau qu'il contient sur le plateau tl'une balarrce ordinaire, et on en fait la tare. tJn dr:scend ensuite dans l'earr le cylintire plein, et on I'y maintient entièrernent plongé, sans cependant qu'il touche le fond'du vase. ll y a rupture de I'équilibre, et, pour le rétablir, il faut retjrer du vase

un volurne-d'eau qui rernplit exactement le cylindre creux. Le

vase

éprouvait donc une poussée, dirigée de haut ên bas, égale au poids de cette eau, riont le volume est précisément égal a côtui du cylindre plein.

cette pou.ssée est une conséquence du principe de l'égalité de I'action

et de la réactio' exercées par deux corp,s l'un-sur I'auire (no 2B). _-73. Poids apparents des corps ptongés d,ans les liquides. _ un corps plongé dans un liquide parail, moins lourd-q*e dans I'air, irarce que le poids gu'on lui lrouve est égal à son poidr

44

NoTIONS SUR LES SCIENTES PHYSiQUES AT NATUREL]

dans I'air diniinué de la poussée que lui fait subir le liquide. C'est ce que I'on exprirne en disant qu'un corps plongé dans un liquide perd cle son poids; mais__cette locufion conventionnelle n'est pas vraie à Ia lctlre; eile signifie simplement que le poids ap\tarent d'un corps immergé est inférieur à son poids réel. Si le poids tiu corPs est plus grand que celui du liquide déplacé, le corps s'enfonce. Eæ..'

le fer, le cuivre, le plomb imrnergés dans I'eau.

Si le poids du corps est égal au poids du liquide déplacé, le corps reste en suspension dans le liquide. un poj s"son immobile dan s I'eau. Si le poids du corps est plus faible

.Eæ..'

que le poids de son volume de liquide, le corps flotte. Eæ..' le liège et le bois dans I'eau, le fer dans le mercure. On réalise expérimentalement ces cas à I'aide da lud,ion.

trois

Le ludion (lig. 30 ) est une figurine de verre ou de porcelaine suspendue à un petit ballon rempli Fig. 30. * Ludion. d'air, qui lui permet de flotter sur I'eau. Ce ballon est percé d'une petite ouverture située à sa partie inférieure. L'appareil est placé dans une éprouvette complètement remplie d'eau, et hermétiquement fermée par une membrane de caoutchouc. Une pression exercée sur celle-ci fait pénétrer une petite quantité d'eau dans Ie ballon, dès lors le poids de I'appareil augmente, et le ludion s'enfonce ; si la pression cesse, I'air du ballon chasse une partie de I'eau, et I'appa-

reil remonte. corps flottant est en équilibre 74. Corps flottants. - Un d,e liquiile dont le poi,ils est ëgal au lorsgu'il dëltlace 'un uolume sdeæ. Pour faire flotter un corps plus dense que I'eau, il suffil, donc de lui donner une forme qui lui permette de déplacer un volume d'eau suffisant (bateaux, bouées métalliques). Il faut en outre que le centre de gravil,é se t,rouve sur la verticale qui passe par le centre de poussée. Le corps flottant est sollicité par deux forces: son poids, appliqué au centre de gravité, et la poussée, appliguée au c'entre de poussée. Pour qu'il

PRINCIPE

D,ARCHINIÈDE

+

y ait riquilibre, il faut que ces deux forces soient égales et clircctement o;,posées. Dans la Iigure 3I, les deux tubes de gauche, qui renrplis-

sent cette condition, sont en équiliLrrc, tandis que celui de droite ne l'esl pas. [.,e

le

cuttrc tle ltottssée O est

cr)ntre de gravité tle la masse du liquide que le corps flottant ciéplace. Le balancement rlui sc plo-

duit, quand on mrrrche

dans

une llarque, r'ésulle de ce

qut-.

le ceritre de gravité change

de posilion avcc la placc' que

I'on occrrpe; la barque s'in-

cline alors pour raulcller le cenh'e de gravité sur Ia verticale du centre de poussée. C'est pour maintenir la stabilité des bateaux que I'on place au fond des corps très lourds (lest) , et que, darrs le chargement des navires, on met à fontl de cale les marchatrdises les plus pesantes.

75. Détermination du volume d'uu corps à I'aide du prinPour trouver le volume d'un corps, il cipe d'Archimède. - sous le plateau de la balance hydrostasuffit de le suspendre tique, et de chercher son poids dans I'air, puis datts I'eau. La différence de ces poids donne le p,lids de I'eau déplacée, et par suite son volume, qui est égal à celui du corps. Si Ie corps est soluble ou poreux, on I'enduit préalablement dtune mince couche de collodion ou de vernis.

76. Équilibro des liquides superposés. on introduit - Quand différentes, dans plusieurs liquides non miscibles, et de densités un même vase, ils se superposent par ordre de densité, Ic plus lourd au fond. Lorsqu'on agite dans un même {Iacon du mercure, une dissolution concentrée de carbonate. de soude, du pétrole et de I'alcool, ces liquides se rnélangent momentanément I mais ils ne tardent pas à se séparer dès qu'on les laisse en repos. Si deux liquides peuvent se mélanger, on peut encore les superposer dans un même vase; mais alors il faut les verser les uns sur les. autres en cornmençant par le plus dense et en prenant de grandes précautions pour éviter leur mélange. C'est ainsi que I'on peut recouvrir I'eau d'une couche de vin I c'est ce qui explique pourquoi I'earr douce des fleuves, moins dense que I'eau salée, s'étend sur la mcr dans le voisinagc de leur embouchure.

NorroNs suR LEs ÊcIENcEs PHTSIQUES ET NATURELLES

46

.- Com,ment te d'é'nontreQuusrrourq^o.rnU. - Énoncez le principe d'Archimède. En qwoî, comsiste sa réoiytroqtte 3 - Pourguoi un eæpérirnemto,lernent ? corps paraît-il moins lourd dans l'eau que dans I'air ?; Que faut-ii pour qu'un Expliquez I'expérience du corps ilotte sur un liquide ? pour qu'il s'enfonce ? t-on

-

ludion, Quand un corps flottant sur un liquide est-il en équilibre ? - Qu'ap' - centre peut-on, par le principe d'Arctrimède, d,e ltowssée? pelle-t-om - Comment {éterminer le volume cl'un corps ? - Cornment se superposent lcs liquides do ? placés un mème vase dans rlensités clifférentes fer a 3 cent. d'arête. Quelle perte de poids éplouveFlxERcrcES. - l. Un dé en I'eau ? Quel ost son poitls apparent dans I'aIcooI? De comfiten plongerait-il clans le mercure ? ( Densité du fer : 7,70 ; de l'alcool - 0,?95 ; du mer-sure:- 13'5. ) i. Un mor"oau de liège pèse 73 gr. dals I'air. Quel volums d'eau déplacerat-il ? (Densité du libge : 0,24.)

t-il dans

3. Quelle est la capacité intérieure d'une boule de verre du poids de {2 gr, ff) qui flotte dans I'eau ? (Densité du verre:2,52' ) 4. Un bloc tlo marbre de 895 décim. cubes est tombé dans I'eau. Quel ellort faut-il développer pour I'en tirer ? (Densit6 tlu marbre = 2,837. ) 5. Quelle est l'épaisseur du disque de plomb qu'it faut coller à un cylindr-e en liège cie même base, et dont la hauteur est I cent. pour qu'il se tienno en sllspension dans l'eau ? ( Densité de plomb

-

{1

; du

liège

-:

0,21r.

)

CIJAPITRE IV DENSITÉS

77. Délinition. - On appelle tlensité où poi'(lE sytécifique tl'ulr corps le rapport du poids de t;e corps au poids d'uri égal volunle d'eau.

Le poids de cette eau est numéritlutiment égal au volume

tiu r;orps. Itrn effet, chaque ocutin]ètre oube d'eau pèsrj un gramme ; prr conséquent, le poids de l'r:au évalué êu grammes

r(jprésente aussi son volune tllcsul'é ett centilllètres uubes. Soient P le poids du corps. V son yolunte, qui exprime aussi le lroitls du rnême volune d'eau, et D la densité du corps. Ott a:

n: i

D

2o La densité d,'un corps représente Ie ytoiùs d,'un centimètre cube d,e ce corps. En effet, si le volume V pèse P, chaque cen-

timètre cube pèse V fciis moins, c'est-à-dir-

+

. Or ce rapport

tlu poids au volume n'est autrc que la dt:nsité du cot'ps. 3o Connaissant la densil.é d'un corps, on peut calouler le

t ENSrlÈS

ô?

poids de ce r;orps quand on connaît son volume, ou son volume quand on connalt son poids; on a

P:VIlouV==1. -D' 78. Recberche des densités. Pour détennriner la densité - du d'un corps on cherche : {o le poids corps I ?o stin volume, ou le poids de son volume d'eau ; 3o le quotient du poids du corps par le poids du même volume d'eau. Ce quotient

79.

est,

Densité des solides.

la densité du corps. {o Si le corps a une

forme géornétrique, on cherche son volume et son poids I le quotient de ces deur nombres donne

la

densité,

2" Si le corps â une forme quelconque, on se sert de la bala'nce hyd,rostatique, de l'arëomètre d,e Nicholsoæ ou du flacon de densi.të. Méthode d.e ta balance hydt'ostatique. On - {o pesée cherche le poids du corps par double (no 59). 2o On le suspend au-dessous du plateau F delabalance (fig. 32), et on leplonge dansl'eau. LeB poids qu'il faut ajouter dans ce même plateau pour rétablir l'équiiibre donnent le poids de I'eau déplacée par le corps,'ces et par conséquentsonvolu. Fig, mô.

3o

Le quotient dL

àeur poidiest Ia

densité.

Méthod,e de l'dréantètre d.c Nicholson (flg. 33). corps sur le plateau C, avec la tare nécessaire pour que I'aréornètre s'enfonce dans I'eau jusqu'à un trait marqué en A sur la tige. On enlève le corps, e;t on le renrplace par les poids tnarqués nécessaires pour rétablir le même affleurement en A; on a ainsi le poids du corps. 2o On retire ces poids mzrrqués, et on place le aorps dans la corbeille B; les poids qu'il faut ajouier en C pour rétablir de nou-

-

32._

-

Ilecherche

tle la densité'

4.o On place le

veau I'affleurement représentent le poids de I'eau déplacée par le porps. 30 Le quotient

de ces deux nombres est la densité.

Le corps est Mritltode du flacon, - {obalance, sur le plateau d'une à côté du flacon A (fig. 34), rempli d'eau jusqu'au trait O du bouchon à entonnoir C. placé

On fait la tare, puis on enlève le corps et on le remplace par des poids marqués;

on a ainsi son poids par double

pesée.

Fig. 33. Aréomètre de Nicholson.

2o On retire ccs poids

48

NouoNs SUR LES SCIENCNS PHYSIQUES ET NÀTURELLES introduit le .corps dans Ie flacon I il sort une certaine quantité d'eau, et I'on replâce le flacon sur le plateau. Les poids qu'il faut ajouter du côté du !u"9." pour rétablir l'équilibre àonnent le poids de déplacée, et par suite le volume du ctrps. -l'eau 3o Le quotient de ces deux nombres est la dôn_

marqués, et

sité.

1o Si le corps est poreux, on I'enduit d'une -mince couche de colfodion pour --Re_tnargues,

éviter I'imbibition. 2o Lorsque le corps est soluble dans I'eau, on cherche sa densité pàr rapport à un autre liquide dans lequel ilest insoluble; puis on multiplie-cette densité par celle du liquide dont on s'est servi. 8o. Densité des liquides. La densité des liquides se détermine par_ la b!ly"!. hydr,o.itatique,- parle flacon d,e d,àsit;i oo pu" l,aréomètre de Fah*renheit. Mëthod'e de'['n balance hyd.rostat_ique, suspend sous re pra- on teau de la balance un corpi insolubË dans l'eau à"il ù liquide (fig' 351, puis on fait la tare. on plonge ensuite "'t tu .o"p, ,o.cessivement dans le liquide :l dt-L, I'eaù; le- quotient aes pôia, qu,il faut ajouter, pour rétablir l'équiribre dans les deux cas, est'la-clensité.

Fig. 35.

-

Densité d'un

liquide.

Fig. 86.

-

Aréomètre de Fatr'enheit.

Méthode d,u flacon..-..Le.flacon, après avoir été taré, est rempli successivement avec le liquide et avet de l,eau, puis p"se cnaqoe fois. Les.p_oidp qu'il.fat Àjouter à la tare représbntent ie poids des tleux liquides introduits. Le quotient de ces poids est ra aensite Ëherchée. Méthod'e d,e l'aréomàtre d,e Fahrenheit (fig. Bô). {o II faut faire

-

DENSTTÉS

4e

affleurer I'instrument- dals- le_ liquide à I'aide de poids marqués; re ae3rale égate poids.p a_e |inirume,ril'prus re, ry:*: .te poids *_Igliae^ marqués P. 2o On remplace le liquide par de I'eau; les mêmes op_érations fournissent-te poias au mème volurrre d'eau. 3o Le quotient de ces poiâs donne

la densité.

81. Aréomètres à poids constant. _ Les arè,o_

mètres_

ù ptoid,s consta,?rt sont des appareils qui inâiquent le degré de concentration des liiqueurs, des dis_ solutions salines et des acides. Ces lnstruments ne diffèrent que par Ia-graLduation; ils s'enfoncent d'autant prus, çlue les ltgutdes sont moins denses.

,,::.,f1éomèfres pour tes liquidesplus denses

(pese-sels,..pese-acides, pèse_sirops, leaÏ Un leste I'appareil de manière que, dans

que

fig. 87).

i'uu.,"po"",

_

it jusque vers le sorrrmit âu tube; on marsue ç 1'e$9n^99 0o à I'affleurement. on Ie plonge ensuite dil;-"*',il] rig. sz. pèse-acictes. qur.1]ze partieÀ de set marin d;r;;rh;_ :.?]lli"l._d: yi"st-cinq parties d'eaul on rnarque {b" ;; il;;i

afneurement {b, divisé en quinze'.pa"ties ègaies;;;;;'i;, degrés de I'i*strumen-t.; on pnolonge les division.;".[J"o c"* appareils n'indiquent pas les densités aes tiq"iàes ,-;" ïr*issent --' seulernent des points de comparaison pour to Ëo,,'*J".u. L'espace de 0 à

il;;

{

îu".

,. 83. Aréomètres.pour les^liquirles r:noins denses que l,eau (pèse_ liqueurs, pèse-esprits, etc., fig.-3g). --On leste rI'appareil resre appareu de manlere manière qu'il errfonce énfonce ffroo ffoo jusqu'à la naissance du tube dans urr rnéFlcn iil lange de dix parties de sel pour quxlrs_ t4 L'o vingt-dix d'eau, et I'on ma"que 0o. On le [[, ll'r, plonge ensuite dans I'eau pure, et I'on l.J l]i marque 10o à I'affleurement- L'espace de 0 i]" l,,l^ à {0-, divisé en dixparties égates-, fournit jlr;o l"] Ies degrés de

I'appareil.

84. Graduation tle I'alcoomètre centésimal de Gay-Iuussac. - on fait des

Ël* l.]

I'iJ* suc- lfl par_ |.t' tiesd'alcoot,pourroouor;ilr J;;i;J;;; lij" en plongeant I'instrurnent dans .u" ,iel l\.\ l_angqs, on obtient les prineipaux poinrs (ç ,D tle l'échelle; il suffit alors de àioise" i'e*_ \f pace compris entre deux points consé_ 1â\ ,:ulifs en cinq parties égales (fig. Bg). \f mélanges d'eau et d,alcool contenant eessivernent, en volume, 95, 90, 85.-..

rc,,

f

l-ll'.

lir' i ;:

i ;'

ii I I t X V

iti

ti

ll

Les divisions de I'alcoomètrà ne.sont t-ig. 88. Fig. 89. pas égales entre elles. Leurs longueurs'Pèse-liqueurs. Àlcoomètre. vont en augmentant depuis le bas jusqu,en haut de l,échelle. Le

pès e'es p,i,

ts de

c u,

tier et l' arcôoriè tr c

cent é simut d,e C a,y - Lussæ,

;'

NOTIONS SUR LES SûIENCES PHYSIQUES ET NÀTURELLES mélange seryent tous deur à trouver le degré de concentration d'un et d,eau mais le second â sur le premier l'a'vanXage d'indi-

50

I

a;"t"oot

centièmes la proportion d,alcool contenu dans Ia liqueur. il;;; "ï;r-iiq*urs et tes vins sont essayés, après distillation, à l'aide de ces étudiés. i"J"oÀu1"tr, qui indiquent la richbsse itcoolique des iiquitles

85.PèseJait,pèse-vin.-Cesinstrumentsreposerrtsurlemême

nrincipe gue les appareils précédentsl ils font connaitre approximatiintroduire dans le liquide i.*""i-fËr qu"tttites d'efu qu'on a pudonnent sur Ia nature des à- ttudier. r,es renseignements qu'ils liquities pcut liquides sont peu certiins, puisque la densité de ces t"ioant leur provenance' sans qu'on les ait falsifiés'

"uïàt,

comrnent ? Qu'appelle-t-on clensité ou poids spécifique QuESlroNNÀIRE. ? IJn trouver Ie poi6s d'un corps, connaissaut son volume ei sa densité irooo"- t- on là densité d'un corps 7 -- _Dé*ùte Les.ovtérattons

".;i;; ffi;-J;;-"*-*t àfaàrenowril,éterynimerlad'emsùtëd"tt'n'sol'irl'epar!'abalarucehyitrrostatrique' cornment procàdeltar t'aréomè-tr_e- de- Nicttolson. - Comment ;;;";;{;; leài-irisue, ilétet''min6îo* Ewana corgts est'foreu'u ow s-ol'ot'bl'e itratr's l'eau?arëomètres à poiils cons' liqwiae! Quapftel,te-t-on dlun d,ensité i-on-to 'tant -? Camm'emt les graùwe-t'on ?-* Qu'est'cë qud sotl'I tes ? Quets

{ul"ooà,ëwe

tr)riÂci,pauæ

centésâmat ? co',mment procèile

-

t - om

pour

Le

grad,wer

?

ExÈRcIcEs._l..Lepoidsd,uncorpsestded2Sgr.:ts,sonvolumedeB0cent. de 0'1168, et la

Trouver sa densité. cubes. "î.-Oouf est est le poi6s a uri cyiinare de lonte dont Ie diamètre fta"tJ"r 3',397 ? (La d.ensité de la fonte est 7,27')

S.trouverIadensitédel,acidesulfurique,sachantquilfautS5gr.Sd'ac,ide

gr. d'eau pour rempiir le même flacon' ou " 50-aî"r h 565 cent. est leïolume dï plomb qui, clans-une balance, fait équilibre a. fàt? (Densité du ier:7,29; du plomb:{1'35') un morc€au rI'étaitr ""nuJâ" bu"" une àxpérience t*it" *oà" l;aréomètre de Nicholson,gr.4; introduit dane poids de 15 ntacé dans la capÀulo supérieure représente un ? densité est sa poids cle 2 gr. Quelle perre de --6.-iu ""ô de Fihrenheit est de 29 gr. 50; il faut placerdans p"iâ" d'un aréolnètre I'acide sulfurique et 5 gr' 5 sa capsule 1o gr. pour produire- I'affleuremeni dans Ia densité de I'acide ? o"* lufn"*uù"oi A*Â i'eau. Quelle estest de 4,21' Quel est le poids d'un ar'éo' atràoio" chlorhydrique puis de 2 gr. pour aflleumètre de Fahrenheit, sachant qo;il a âli être chargé 4e 8, rCr successivement dans cet acide et dans I'eau ?

-î.

i;;.b"tii";ï"'."ti "î;;;ite

CHAPITRE V PROPRIÉTÉS DES GAZ 86. Élasticité des gaz.

-

Les gaz sonl" conï,Pressibles-eL ëIas-

t;iuns, o'est-a-aire"qu'ils changent de volume quand on fait

pres*ion qu;ils supportent, et r1u'ils reprennent leur primitive. volume in,itiat quand on rasl€ne Ia pressiou à savaleur

;;i;;'ta

I}ROI'RIETÉS DES

GÀZ

51

si I'on comprime de I'air dans un tube au moyerr d,un piston (fig' ,.0) e[ qu'on ananaonne-'.*îit* la tige à eile-même, le pisLu' est auisitôt repoussé pu, t;àir, comme par un ressort. Cet, appareil a reçu. Ib nom 'ai Ia compression esf b*t*q.rr, iui.u*iqurt ù. air, paroe gue, si *,Ërrruuffe et sa température peut s'élever s.ffrsamment pour enflammer un morceau c'amadou placé à I'jntérieur du tùbe.

Fig. 40.

*-

tsriquet à air.

tln alipelle fn*": _ë*tsttque ov force d'eæltansioæ d,un gaz la pression exercée par. ce 6çaz sur les parois du vase qui le con_ tieriû' I-a rbrce erasliuqe"d.u" lrr"àiirino. aïJùË"q.,r ron volume augrnente, màis effe ie devient jamais nu-lle. C,est pourquoi une mas

i'retà'i'."iî-î"îî-i"iËiiii-e$ïiif;.i:Ëî:ifi gaz par

il.'ï:,'iJ#.:î#:

une réputsir; î;; ses motécutes *r.:jl exerceraient res unes sur les autres. on met en évidence r'érasticité des gaz en introduisant sous ra cloche de Ia machine pneumatique une vessie rentermant un peu d'air (fig' 4l)' r' mesure qu'on ruit r, vide, ra vessie augmente ; ol laisse aan*

i;;ilj;;ir

lu

l,:."""{"t ii cloche. la vessie reprend son oor,r#l"inil tial.

rù

87. Pesanteur sont, pesanÉq.

d-es gaz. _ Tous les gaz pour.le déinontrerfoo pr"r* *o,

un plaLeau de la balance un ù"ri.L a""s lequel on a fa.it Ie vide. puis on ràii i"-tJ."; quand on laisse rentrer I'ui", rompu en faveur du ptateau rtq"iiiiî.îrt qri;d;.i. r, ra_

lon.

Fig.4t. Expansibilité des gaz.

, L:t litre d'air (à _la température de 0o et sous la pression pèse { gi. zos. Aîri.i,îîJru rn* egd, I'air est 773 fois 1.^,tj_.1 t molns -

lourd que lreau. Remarque' - La densité des gaz est rapportée à ce,e de I'air, que lron prend Lfi,ridr du litre d,un saz quetconque est ésar au de ra dànsité..de ce ltt'oduit 96z Ttar re poirrs dtc \itre d,àir, 1 S.; 2$. E;-;ff;; d'un gaz de densiidd. Les pria-'ï;,i"soit a te poids clu titre mêrne vorume de gaz

dil;;;.

et

5? NorIoNs suR

NÀTURELLES LES scIENcEs PHYSIQUEs ET

' densités respectives, on aura drair étant proportionnels à leurs

t 'r,ffi-tI L' .

æ:d">< {,293.

dtoùr:

88. Transmission des Pressions par les gaz' - Les gaz lt'ansmettent a",fï1""1

les pressions, et Ie qlin.cine leur est applicable aussr Dren

?".'Ogi

qu'aux liquides'

une Pour Ie constater ' on -Prend' I'on'charge u"rri" en caoutchouc que.i"t*91tii1 a" d'un poids, poi"-ott f.1a pressron se souffletl un avec I'air et le vessie transmet aux parois clé la

o"#

'

,J [l ;:Ï"]l'::i; tubuluies- horizontares / '\ \\i[ d;'ft;; sont adaptés deux tubes auxquelles +e/') )Ï)f61 ll *1 comme I'inïique lafigure42' îJ"oïÀa', ." I il ll \J on verse un peu a'gau, c3J-o1:..9""' \--,/ Fig.42 - rransmissill- i*î:ifr *d*;i,:* Ëïïiii ai-'pJttr""" âtns les gat' ili",.i" p"i"" uu"" la main, on refoule emprover un bauon

qoi augmente la pression du nenferme dans le ballon l'air qu'elle ' ""toi'tut""que I'eau montedans tutîJffi-*lo"=.o" saz contenu a"t" hauteur' C'est donc que à l-1 ies deux tubes et uo'Jrî"';;;'eieve la même intensité' avec et sens les tôo' la pression s'exerce a-"n* cst la couche

T"*"

|-'atmosphère 89. Pression atmosphérique' -- éoaisseur n'est pas connue son d,air qui enveroppe li terre ; il. ttt n'a pas PTPub,l.1 T"g:. d'une manière "'iuii"l" Â"i* étant pesant' cette L'uit Litornètre*' presmoins d'une cent;i;;-à; les corps qu'elle enveloppe une couche de gaz .t"*t" sur

ippelle Ttession atmosphém'awe'aimosphérique par les pression on démont., f'.ii'i""'"-at la du crève-vessie et des *..rorà, de pluie ra de expériences ftilidffi;* a" mujaebourg' Un tube de verre T' vissé d,e n+ercure (fig' a3)'

;ilqrf;

-^fermé à son extrémité supédtune couche de merrecouvert rieure par un aitq"* en -bois mercure comprimé par la presle ' cure. Quana on tuïiu 'nia* ' du r3 qi- eî tombe à I'intérieur sion atmosptrérique;i;;;ru corps des porosité Ia aussi démontre Pt'uie sur la machine

p;;;J;iiqo*"à*t

tube. Cett. ,*peilnce 1no

l5).

PROPRIÉÎÉS DES

GAZ

53

Crèue-aessie (fig.,A4).

cylindre de verre, repo- Un large sant sur ra pratined'une machine pn"eumatique, esf fermé à la partie supérieure par une membrâne lien tànâlà. ïà.,_qo,oo y fait' le vide, Ia p..*rion et {init par Ia ciever. "h";pi;ériiue rait fléchir la membrane

F

ig.

Pluie de

4:3. mercure.

Fig. 44. (-},ève _vessie.

Hëmisphèræ o:^!Il!:!:y:o (fis..ab). ces hémisphères sont racites à séparer lâ pieision ât-orfr,i.i'qîà ,,.""rr* à I'intérieur; mais, silolsuug l'on rait ie oidrdun, Ia cavité formée en

-

li"Tffi;lnr,

il

faur uo

Autres eæptériences.

verre ordinaire,

-

,rori

,àn*iae"rur;

pouril

séparer

Si l,on chauffe l,air contenu dans un

eny brfrtal papier, T:,:":Tple, apptique la paume de Ë main ,ur";";;';e ltoîor.[ure, r,air *,fT:--lol lnre*eur se refroidis.sant

diminue de_ pression; uto"r- Ln voit ta paume de ra main faire sa'rie a -lo. mê"mc temps qu'elle devienr .glse p"r.u'inierieu"ïr'uËi"., , Jortir des tissus. c'est ainsi que l'oî âiti* tuL Ia pearï r*qui troublent les organe s (aentouses ) -^ -

in l;ïJ; rlij i h";"rs

Un æuf cuit dur, dépouillé de sa coquille verture d'une carafe dans raqueile on vient et placé sur l,ou_ de prapier, traverse Ie goulot *i--r*"preripiteo*'nr,ii.. un peu Yase.

à I'intérieur

du

b4

ET NATURELLES NorroNS suR Llls sclgNoFjs PHYS1QUES

atmosphérin"t'.--HflT::u *: *"'ut ta 'un'p res sùo\ .':::y'::01"T urIT tube de..verre d;;;;à -f..*e ::::: ^1 extré-

gO. Ue$ure de ta pression -Éoit"ï.

T#tËùi.*î

a I'une de ses

;;;i;;",

*itâ-- it rempli tle

rnercure'

Ap1ès

fWoit bouchti avec le doigt (fig' 46)'

on le renverse sur la cuve à mercure; i"-fiq"id- descend d'atrord dans le tube' auouis" s'arrête à environ 76 tm

i]il liil ffi iiil lffi ilil

lil| llll ifil ilil llll

-:x\ rtll r

[J*su* âo niot^o du mercure dans la

--c;ii;

cuvette.

expérience est fondée sur le vases communiquants pour principe 'JeÀ ie cas'de deux liquides de densités diË férentes. Dans le cas actuel' la presston

iltl

ilfi ÏÏ æ tt wl

I'lntm"iîS:î'lffliîlï-.,"#ii par tu -J

eq"iiinrée

lT-Y":.exercée

à ,=urJil I'ar la colonne de mercurelasoulevée 'rHl#n ï;inte'i."' rlu tube' Donc pressiorr

,WT

lllllfill nlmotplerique est égale à ta rt-ression iffiËll ES*II r,aromëtriqite , c.'3sr-1-11Ï-i li H:::

{#i / ,t1Ë? !'/

iËËg4l

sion qu'exôrcerait, une couche de merhont' ltépaisseur serait égale à la Fig. 46. - Expérienc- ''"t" de lf colonne mercurielle soutrauteur Torricelli. de le baromètre' Voilà pourquoi Àun* préparation du trrbe. il"?t [. ?. Équilibre de pression' ia presrion atmosphérique est toujours c'est-à-dire en hauteur de mercurs'

(1)

tz)

évaluée en centimètres, L'espace riu.*

qî'ii*;*t' ildonne :']:y'-* de chambrc bsra' le nom *-:;:i,'ff'Jlt: â'*it; o* lui exPérience cette erPl dans serlc sert ûans Le tube dont on seI serl tube d,e Tomicelli',nom du physicie-n "*iïou*l* détermina ainsi Ia mesure de

ffi;Ë;;;Ài.r, ptt*iion atmosPhérique' ta "-Pit'ï;;ieur coionne

de mercure' il mesurée verticale fu"i*nïunàre la distance tube et le dans liquide du niveaux les entre mesuree longueur la non et dans la cuvette,

de'la

Ë iong du tube. ûette hautt"t.n: :lïg:ti: ;1.;;f *intrinu le tube' t'::!;l--11t", -q:: l: le Hi"iiniid'iil'""' ;kt;;"il'Àutt"t* resie toujours. dans Fig.

t",*"TË'

&7.

iJ'nuo,uo.

r:rême plan horizoniïi

iG'

4t )

;

d'autre part

'

elle est' indépen-

:'" '' ,'t o"'

''

ÉRopnrÉrÉs DEs

GÀz

Sb

dante tlu diamètre. tubc, n'est donc pas nécessaire que 1ru celui-ci soit cylindrique. ' l'a colonne melcu.rieile, faisant équilibre à ra pression atmo_ sphérique, doit dirninuer avec eile. c'est ," ;;Jï;scal vérifia en répétant |expérience tre Torricelri ,o.r.*.iurr*ot uo pied, sur les flancs et au somrnet rJu puy de Dôr:re, ,.*,"i_u_Ai"e ,à des

altitudes

croissantes. depuis aoo motres jusqu,à pression atmosphériquô di'iinue évitlem*ô;i i 46b mètres. La a À.*,rr. qu,on

s'élève dans l'atmosplière. pascai vit qu'en efl.et re mercure baissait dans Ie tube à.mesure qu'.ri s'éleïait uo-a**** àe la praine et qu'on approchait clu sommet ae ta n ontugrxl si I'ouverture ,iu tube est triun centimètre carré et-ZO ra hauteur du mercur e 76 cm, Ie volum* àà lu colonne ert àe cms l le poids dece mercur.e est cle l.3s",6lzo_tôgis",ô.

sion de I'air esl,de {rs,,BB

pression cT'une afunosphère.

ir*'ci'rl

l"inri la pres_

c,est ce qu,on appelle Ia

Cel,te pressio' pas le poids des corps, parce qu,elle agit, dans tous les',au!*ll!" serù. Elle n, no, r'îi. q' i, rliri' r., . un iru, ;;"";;,iJ J J' iiïî.T,ï,î . "* qui fait équilibre à la pression *"iâ.i*u... Remarqu^ __ on peut remplacer le rnercure dans Ie tube par des liquides quelconques, mais lcs rrauteurs seront inversement proportionnelres

iii#i:f

iï

aur-densités cie ces iiquides- ;i;;1,'i* *.r"o.* pesant 18,6 fois plus qu.e l,eau, it faudra {BS-i;;; ptur

que d* mercure pour fairc equir'rre-a-i; rique, c'est-à-dine une colonne d,eau

d,environ

10'",33 de hauteur.

rl,r"u àmorpne-

;;;_;ï 0n ,76

><.Ili, 6 ou

QUESTT.NNATRE' en disant.-que les gaa sont élastiqrrcs - Qu'èntenrr-o' par quelle expérience mo'tre-t-on ? cette élasticité? -_ Qu,appere-t-on force- éIastigue ? comment ra met- on en évide'cei gaz soat-ils pesants ? Ie poids d'un litre a'"i-"1,_-.1 qii"i""pf,r"t"lt_on -- euel est -L. ta dclsité des gaz? _ Comment t.ouve-r-on re poids.tl':T'ritre âË gur r -_i"*ï.,,ïLîoirlir-on principe de Paseal suu ru

e.;,i: rut:î

eu'esr-ce que l'armosphèr,e ? par quelles expéricnces "t133t119ià;F démonr.re-r-on I'ex'isrence àu r* pr=&lo; ;Ëï""dé.ique i, comment la mesure-r-on? 0"" *t."à.Jp"ïilîrrîî"ïir1"*nrrique? Dans I'expérience a.e:ro*ice'i p1*i"iËoiru*placer re mercure par de Quelle serait alor.s la hauteur ae tà cotonnei.orr,

_

-

Exæncrcns.

6

lit'

pèse

'eau?

- t-

250 pour rénéter -

1 gr.

293.

- _

)

ajouter ou retrancher à uu bailon j'"*periro.ufaut-ir qoi;;r;irq".

Queue tare

Yur

r arl. est pesanr l,ruuvç quu r,air pesant '/ ?

d'un bailon prein ou vide d,air est de

f:,,iîi, "_?ili.iifi:r,;i 3' La densité du surfiire.de.carbone

b

(i l*re (1

gr.

de

d,air

?b0. euei

est de 4,2g2; celle de l,acide surfurique 1,g4; ouerle .haureu;.;;ièr-,:"L"f tus

de I'alcoor 0,?98. À feraieut équilible e, ta

4.'i \:\,'i !'

pre.sion;;.;;;;Ë;;

.

L'

'tti '4 / !'

-':1

"'/),

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'

"otonnesàu"lËîiqoia.rqoi

"';""'r1 b

t " ;l tl'"'tt

N t

56

ET NÀtuRELLEs NorIoNs suR LEs scIENcES PHYSIQUEs

sur I cent' carré est de { kilog' 03i}' 4. La pression quiexerce l'atmosphère le corps humain ' clont la sursupporte d;;;;;;;-que Quolle est la somm" ? 50 carré mètre { à"e e.t évaluée à Ia distance du point où il pénètre dans le b. un tube de torriceli esi incrine; sur la suiface du bain est de 8 cent supérieur oiouuo Ao projectioo à la mercure 'mercurielle ? (Pression 76"' ) tofonne a!lo' longueo, Ia est Quelle bain de *t"ot" placé'dans I'air raré' 6. Un tube barometrùirelupot" sul' un tte zr mi[im. Quètte fraction d'atmo' fré: Ia colonne *ur.,rriJti*' ;H;"ffi.* rePrésente -t- elle ? "phère

CHAPITRE VI BAROMÈTRES

9t.

truments qui servJni

a-

I

baromètres sont des ins-

- l* la pression atmosphérique' *ururer

Usage des baromètres'

Ilexisbedesbaromètresàmercureetclesbaromètresmétalliques.

cons- Pour 99. Goustruct'ion du baromètre à mercuro' tle verre de t mètre de

truire cet

instrum;i-.ilr*à

un tube

longueur, fermé -' I'urie de ses extré-

nrités, et on le remolit de meroure. Le

iube est

ensuite

placé sur une grille

inclinée, et entoure

de gharbons incan' descents. de ma-

nière à Porter

le

à ltéburlition'-:: ::**"nÉburition u" *.r""rJ-tuIrllo tonu barométrique. çant Par Ia Parbie mercure

inférieure.Quandlemercureestrefroicli,ondétachel'ampoule à r'lnttoâoite, et le tube,.ains! débarrassé t]lly qui a servi -nupà", aux parols' d,eau qui seraient. restés adhérents fu .rrnt tlooutte contenant du mercure est renversé sur

;t1;

'

et fixé Ie

long d'une règle verticale divisée' du mercure dans Ia Le zéro ae t'ecneite *,,**pond au niveau ouYette.

aÂRoMÈTRDs Si Ie tube est

b7

large, on pr:ul, ménisque (no 70), car.l,acti8n'.ufirrii.e faire abstraction du est, alors négligeable; tltais, si Ie tube e.st érroi[, à" pi."a.p";;;;;o"i."pr"n qur le 'milieu de la neËne ed d; ;;ni'quî'.onur"* assez"

fËll'nnTi'

n

1( D

ffi B

Fig.

49.

Fig. 50.

-

Baromètre

normatr,

Fig. 51.

_

Baromètre à siphon.

Le zéro du baromètre ai'si construi[ est variabrel car niveau du me.cure dans

rç

ra-cuvette, .rurtout si cette-ciîJ étroite, monte ou descend suivant la hauteïr de la colonne mercuriellc.

Pour obvier à cet inconvenieïi ài utilise une cuvette assez Iarge, ou bien on dispose *fi*-l;;ent contre Ia paroi de la

ilr r\ÂTÛRIILLES dans un écrou fire' Au cuvetter une vis qui peut se mouvoir momentdel,observation,onamenel'extrénritéinférieurede la distance qui la vie en contact uu* fuîttcure, et on Ûlesure rlans le urercure du niveau a" sépare son extrémttt;ffi;ilt*

58 NotIoNs sun

LES sclnNutts FlirstQurib

fl.ffi

ffi linjl$i

ffi

1. Détail de

la

Fi6' 52' - Baromètle de F'ortin' vb pour A, unou"o en buis' - F' fond- en peau' -I{, V' prise d'air. en ivoire,

cuvettu t

_ n, *rnuuo ào ou.r", - I, _repère -3' c. tube laromérrffi - à'-d**"* du baromètre' -;;ilË: observation' pour une --a' ni"po'tition

re soulever,

Suspension du

tube.Ilsuffitalorsd'ajouteràlahauteurtrouvéelalongueur déterminée une fois pour toutes' à. f" baromètre normal "it, Cet ins[rument';;;;d dors Ie nom de fixe'

il est proi,un*p.ortable, et généralementà la cuvette' la ,r, uppu'ôil ptot us"ei' on donne reno.u Pour incomplètement fermée lorme d,un flacon aônt rowerture esî 1ng. ù01;

EAROMÈÎRES

59

par une menlbran€ou par un boucrron (Iig.51). Le tube barométrique recourbé.à sâ-partie inférieure vient aboutir au fond de cette cuvette. C'est, alôrs un baromëtre ù siphoi. 9'' Baromètre Fortin. Le bq,rornètre Fortin Èst un baromètre dont le fond de la

formé par uno peau de chamois F, (tg.i52t À; inàrnent ae I'observation, .re riarorrrètre étant uo"ti"at, o, fait rnouvoir ta vis de rnanière-que ie rrivcau IJE du merc.ure trans ra cuvette affleure une poiuter d'ivoire L C'est donc un tu"orrr"-t"e à rriveau cet appareil est transportable et oiTre une assez flxc. précision. u' rrrode pariicurier àe suspensi..,n pe"-"t ae liigra.d.e donnàr une position rigoureusement verticale. ,11rette.est qu'une vis V Jieut faire rnouter ou descùtlre

1!'{. Baromètre à cadran.

!'ig. 53.

-

- Le baromètre à cadran est un

Baromètre à cadrarr.

baroruètre 1^sipfon dissi'rulé ete*ière u'e planchette portant un cadr.an (lig. 53). Un flotteur ou une créruaillère fait niouvoir.

une petite pourie, dont l'axe, traversant ru prr,',,rrritr]^rrort, uu* aiguille mobile sur le catlran.

60 NorIoNs suR LEs

scIENcEs PHTSIQUES ET NÀTURELLEB

95. Baromètres métalliques ou an6roÏdes (sans liquide). - Les baronzètes rnéta|ti.ques utilisent les variations de

Fig.

54.

-

Baromètro

cte

volume qu'éprouvent d'es enveloppes mé' talliques closes et vides r sous I'inlluence des variations de la pression atmosphérique. Ils n'ont pas une sensibilité constante. On les gradue par comparaison avec le baromètre à mercure. Le plus connu est le baromètre de Vidi viili. (fiS. 5a). ?

Comment construit-on

QuEstrouN.alnn. - À quoi servent les barombtres à I',ébullition?-où unbaromètre à mercure?'- Pourquoi porte-t-on le mercure le du baromètre à cuvefte? - Que prend-on comme..niveau dans ;;;é; Fourquoi le zéro iolu, qo*O la surface du mercure est un ménisque convexe?le-baromètre présente du baromètre à cuvette est-il variable? - Quel avantagc Décriuez la cuaette d,w baromèt're Fortim. - Expliquez le fonctiort' ;;;;t la constructi,om d'es reltose oà*."t a, baromètre à cadran, swr qwel, Ttrincipe bar onr.ètr es

m ét

al,l'iqw e s ?

-

Expncrcps._{.Lesdiamètresintérieursd'unecuvettecylindrigueetd'un

variation de niveau dans tube rarometrique sonf égaux à 125 et I millim. Quelle ;"rrespond à uie dépression barométrique de I cent' ? il;;t" de niveau se 2. La hauteur barométrique ïarie de I millim. QueI changement siplon dont' le des^surfàces du mercure dans un barornètre à proa"il a "U""orru constantY diamètre est

S.ExprimerengTammesladillérencedespressionssupportéesparunesur722 et de t mètre carré soumise successivement à des plessions-de barométriques à,Puil:: . 782 --a.-millim., limites extrèmes des oscillations télégraphiguee câùles rf q"àft pression par centimètre ca*é sont soumis les ie fona dès mers à une profondeur de 3700 mètres? face de

"uplt*î.*

CHAPITRE VII LOI DE MARIOTTE. _ MÀNOMÈTRES constamte, les g6. Loi de Mariotte. - a une tempéruture 1)olumesdjune*lêrne|nassego"zeusesontinuersenxentpropof. a,u.û p!'essi,ons qu'elle supporte' tionnels '*Silap;.ssfun devient'z, 3, 4fois plus grande, levolume devient

2r3,4 fois plus Petit.

{o' Pour'les pressions sry)érieures ù, une atmosphère' on du tube d'e Mariotte' vérifie --iu cette loi au moyen i"nr de MariottË est un tube recourbé (lig. 53 ) à branches

io-s"I.* La petite branche est fermée,

et la grande est ouverte.

LOI DE MARIOTTE

_ MANOMÈTRES

61,

Au moyen d'une colonne de mercure dont les deur niveaux sont dans un même plan horizontal, on isole en A un certain volume d'air sous la pression atmosphérique. si I'on verse du melgyg_en ,ts jusqu'à ce que le volume de I'air soit réduit do moitié (fig. 55,2), Ia diJléience des niveaux N'c est égale à ra hauteur du mercure dans Ie baromètre; donc I'air intérieir aune tension de deux atmosphères, I'une fournie par la colonne mercurielle N'c, et I'autre par ltatmosphère, donf ta pression s'ererco librement en C. si I'on réduit le volume d'air au tiers (fig. sb, g), la différence

00

ù

Fig. 55.

Ia roi de !'ig. b6. vér.iricatio' de ra loi do - pour les-lrÀsions inreMariotte Mariotte _pour les pressions supévérilication de-

rieuresàlapressionatmosphérique. ({)

{"

rieuresàlâ pression"atmosphérique.

1,, expérience : t vol. _ ltz- - t atmosph. z' zlir- 2 3 -B. A_

expérience : t[ vol.

t?l?' (3)3'

lt atmosph. ltz liz

des niveaur P'D devient égale au double de

la hauteur baroméqui prouve que ra masse d'air Ap est soumise à une pression de 3 atmosphères ; et ainsi de suite.

trique,

ce-

2" l9g. les pressions inférieures ù, ra Ttression atmosTthérique, on vérifie la loi de Mariotte au moyen ?u tube ae Toiricelii ei

dela cuaette profonite (ûg. b6). on verse du mercure dans Ie tube de manière à le remplir presque entièrement; puis on le renverse sur la cuvette profonde, et on I'enfonce jusqu'à qo. le mercure soit au même .:.r .J

6r

NOTTONS SUR

LES

SCTENCES PHYSIQUES

ET NATURELLEE

nivoaU dans le tube et, dans la cuvette. On isole ainsi en A Un voluhe d'air à Ia pression atmosphérique. Ensuite ou soulève le tube jusqu'à ce que le volume de I'air soit double ; la différence NIC ttes'niveaui du mercure égale la moitié de Ia liauteur du merturè dans le baromètre; donc I'air intérieur a une tension d'une dehi-atmosPhère. On soulève davantage Iô tube de manière à tripler le volume, la colonne de rnercUrè est alors les deux tiers de la hauteur barométrique I I'air intérieur est donc sous une pression égale au tiers de la pression atmosphérique; et ainsi de suite. En appelarrt v et v/ les voluxnes successifs occupés par lrl rnême rnasse d'âir, H et Ht les pressions correspondantes, on a :

Ë: -Ë t

d'où

: VH: V'H''

Donc, pour une même masse gazeuse, le produit VH' du volume par la prèssion, est une quantité constarrte' 97. Manomètres. - Les manomètres sont d.es instruments qui servent à mesurer la des gaz et des Ttression ou force élastir1ue vapeurs. bn les divise en deux olasses : les mano' tnètres ù titluid,es et les manomèttes métal-

lrqws. 98. tanomètres à mercure. - Les mano' mètres à mercure peuvent ètre à uir libre ou ù' atr comPnmé.

Le ma'nomètre ù air libre se tompose d'un long tube en verre CE (lig' 57), ouvert à seJde,r" extrémités et plongeant dans

une cuvette

A,

contenant du mercure et

renfermée dans une bolte métallique hermétiquement close, 66mmuniquant, par le robinet R, avec le gaz ou la vapeur' T1a pression de ce gaz agit sur la surface du mercure dans là cuvette, et fait monter le mercure dans le trrbe à une hauteur d'autant nlus grande que la pression est plus forte'

'

Quànd on fait une observation,

il

faut

tenir compte de lapression atmosphérique qui stexerce âu-dessus dumercure dan3 le tube b7. Fig. Manombtre à air libre' et aiouter sa valeur à la hauteur mesurée' Le manomètre à air libre fournit des résultats eracts; il est

T,OI DE MÀRIOTÎE

_ ITANOMÈTRES

63

sensibre, mais ra longueur qu,il faut donner au fait un appareil enco.mbrantl et par suite peu e;pi;y;. tube en on a installé à ta tour Eiffel un manoorètre à ui. riilre pouvant as,sez

mesurer près de 400 atmosphères.

Dans le manomètre. ù, air comprimd (fig" b8), I'extrémité strpérieure du tube est rirr @ fermée. L'air est comprimé par l- I 17@e

*er- 'l-l"i - li I I

I'ascension d.e Ia colonn* curielle; on graclue cetinstru-

ment par comparaison, avec un manomètre à air libre.

,

I

li

l:l[1 i l=lfi {rt LIÇ[|, =

i

. On pourrait aus-si te graduer par une application di- 7 recte de Ia loi de Mariotte. Il Fig. b8. --

,,

o

Manomètre à air comprim6.

blen plus commode que -.*t Ie précédent, mais ir a l'inconuénient d'être de moins en moins sensible à mesure gue Ia pression r"g.ànt..l variations de niveau pour une mbme augmentation car les de prer '

Fig, 59.

-

l\{anornèire métallique de Bourdon (face et profil).

sion, sunt d'aut,ant plus petites que Ia pression est, plus forte.

on corrige en partie cet inconvénient en donnant au tube

une

forme eflilée, comme I'indique la figure 58. 99. ÛIanomètro de Bourdon. Le ntanontètre ntëtailique -

d,8

64

NOTIONS

Sull LES

SûrENGES PLYSIQUES

ET NATURELLËrr

Botnd,on (flg. 57) se compose d'un tube de suivre aplati et contourné en spirale; ùe extrélnité âe ce tube est fixe I I'autre est libre et porte uneàiguiliemobile devant un cadran. Cetube se déroule ou s'enfoule suivanî que la pression intérieure augmente ou diminue, et fait atnsi mouvoir l'aiguille sur le cadran' Énoncez la loi de Mariotte. - Comment la vérite-t-on: eurSrrONx.trRE. les pres,t.:!our les pressions- supérieures à la pression atmosphérique;2'pour Pai qwelle formlil,i se trudwit cette loi ? - A quoi servent les sions inférieur es? - combten de classes les divise-t-on? Décrivez le mano' manomètres? - EnQuels avantages et quels inconvénients offfe-t-il? Mèmes mètre à air libre. -

quelque- Quelle forme donne.-t-on * Dëcriuez tàis a ta bianche fermée du manomètie à air comprimé ? Pourquoi ? Le rnamornètre de Bowrd,on. expériences destinées à vérilier la loi de Mariotter on Expncrcps. - 11. Dans les réduit le volume de I'air au ll4, au 116, au {/ô du volume primitif ; ou bien on amène le volume à vaLoir 4, 5, 6 fois le volume initial' Indiquer' pouf chaque serie d'expérienees, les hauteurs de rnercure que I'on obtient et les pressions que l'on en déduit. 2, Une éprouvette renferme 52 cent. cubes ct'air sous la pression 760' Que deviendra ce volume sous les pressions 742 et187? 3. Un tube feposant sur un bain de mercure renferme 46 cent. cubes d'azote, le baromètre m"rqnu 755 millim,, la d.istance des deux niveaux de mercure est de 48 millim. Que tlevientlra la tension du gaz, si le mercure monte de 35 milim' dans le tube ? 4. Dans un manomètre à aif libre, la différence des niveaux du liquide est do ?8 millim. I exprimer la tension du gaz, en supposant que la pression atmosphérique est egare a ?60 miliim., et que le liquidg versé dans le tube est d'abortl cle I'eau, puis-de I'acide sulfurique' Densité de I'acide sulfurique =l,8tt' S. ià ainerence des niveaulx de mercure dans un manomètre à air libre est de 1,82. Quelle est la pression du gaz qui a soulevé cette colonne liquide ? '6. r,Ë tube cylindrique d'un manoinètre à air comprimé_renferme 32 cent' cubes d'air sous la pression-normale ?60. Quelles sont les pressions du gaz qui réduisent co volume àia moitié, auquart' au dixième du volume primitif ?

questions pour le manomètre à air comprimé.

CHAP

ITRE VIII

PRINCIPE D'ARCHIMÈNN NPPT,IQUÉ ATI GAZ

Le principe d'Archimède est apiilicable Baroscope . : tout corps ptongi d,ans um fluide quelconque_subit une pou'f,ëe rJe bas ei nàut égate uu-poids il,u fluid,e déplacé. C'esL

t0o.

au.x gaz

-

à" qot I'on vérifie au moyen dtlaroscope (lig' 60)',

Là baroscope se compose de deux sphères inégales,. de densités très difi'érentes, ôt se faisant équilibre dans I'air. si on

pRINcrFa D'ÀIruilrrrrÈDn.appl,leuÉ

ru clz

6b

place I'appareil sous-le récipient de la machine pneumatique et qu'on fasse le vide, la grosse- sphère lemportesur Ia frtitô;.r" la poussée de bas en haut qu'elie. éprouvaii dans l'air Ëtuit *operieure c.ellq qu'éprouvait Ia petite sphère, puisque-I., uotrm.u .a. d'air déplacé sont,.rliffére.nts. ces poussées aânt supprimees dans le vide, l'équilibre est rompu. on peut donc appriq.uer.aux gaz ce qui a été dit au sujet des corps.plongés dans les liquides. Tout corps plongé dans un gaz tombè, flotte ou monte, suivant q.ue son propre poids est supérieur, égal ou inférieur a,u pôids du gaz dont il tien{, la place. Ainsi, les bulleJ de savon gonflées avec de I'hydrogène ou du gaz de l'éclairage s'élèvent dans I'air, purcî que le poids total d'une de ces bullej (c'est-à_ dire le poids de I'enveloppe , plus le poids du.gaz_

intérieur), est pius petit qùe Ie

poids du volume d'air qu'elle déplace-. -- 9'rqt pour la même raison que la fumée,

I'air chaud, s'élèvent dans I'afmosphère.

Fig. 60.

-

Baroscope.

tOl. Pesées faites dans I'air. Les pesées faites dans I'air - du ôorps. neïournissgnt que le poids apparent soient P poids Ie réel du g9ipr.à peser ei p ra poussée qu'il . éprouve dans I'air,- M Ie poids- réer des poids maiqués qui tui font équilibre, m. la poussée qu'ils éprôuvent de la part ,le I'air. Quand la balance est en .é-quiiibre, c'est que le poids apparent du corps est égal au poidJ apparent de Ia tare, t'est-à-dire que lton a: P-p=.hI--mr

P-hl *p-m

d'où

Donc Ie poids réel du corps est égal au poids réel de la tare, plus la différence qui existe entre la poussée du corps et la poussée de la tare. Pour les solides et les iiquides, on néglige généralement cette correction; pour les gaz, il faut en teniicoirpte. _

{09. Aérostats. (Trg. 6r) est formé d'nne enve- TJn ré.rostar etinrpe'néalrr. r:a1;lrrrrc iie c,ntcnir rl] Eaz prus r,iger

I'1ryr,-r.iriuùr',;

que

I'air

1l'hydrogène ou le gaz cle i'éulair:rge;. et il'urie nacelle

suspendue au filet qui rctienb I'enveloppe. tr,oisque le poids cle I'air déplacé est srrpiirieur à celui cr* r'aiipareil. le ballorr s.élève avec unc force uscensionrzellc éeale a iti aifférence cles d,.rux priicls.

NOTIONS SUR LES SCIENCE$ PHYSIQTJEE

ST NÀTURELLES

0n remplit incomplètement I'enveloppe, parce que, à mesure que I'on s'élève, la pression atmosphérique diminue, et le gaz intérieur augmenle

de

volume"

Pour monter, lorsque le balion est en équilibre dans I'atmosphère, les aéronautes

jettent du lest (sable). Lorsqutils voulent descendre, ils laissent échapper du gaz par

une soupape rnénagée à la partie supérieure du ballon. En cas cl'aocident, le parachute sert à Ia descente; il a la forme rl'un vaste parapluie porl,ant, une nacelle à la. par:

Fis.

61.

Aérostat avec sa naceile et son parachute.

tie inférieure; le sommef est percé d'une ouverhurc pour l'écoulenrent de ltair. Les premiers ballons furent construits en 1783, par ies frères lllontgolfier ; ces ballons, nornmes mo+t.tgol,fi,ères,

étaient en papier et gonflés avec de I'air chaud. Calcut de la force a;censirnnelle. - Pour calculer la force ascellsionnelle d'un aérostat, il suffit de retrancher du poids total de l'air déplacé par I'enveloppe, le gaz, les agrèsu etc', le poids de tous ces corps.

Ainsi un aérostat qui ttéplace 6Û0 m. cubes d'air, et dont le poids total est de 770 kilogr., aura une force ascens.ionnelle de 5 kilogr. F

:600

><

t kg. 293 _.

770

-

5 kg'r.

I03. Navigatioil aérienne. * Âu rnoÏen clu lest et de ia sollpirpO, l'a(il.OnirtrLe petrt iltontu.r otl t]c,it:endrCii vOlOntil'; iuais ne portïalit $o rlonnt r iluclllt t.ttottvetttetrt r-l;tns le sens horizon[lrl, il eSl, Cnfr';riné atr gré clu vr:nt. On clroi'che rlepuis longtctnpS le nlciYett tlrl flrirc mânrellYl'er ull

lrallon ttlurs I'air., colnllte on dirigc un nat'ire a la surface de I'elru. Bn'1884, à I'aide d'un irallon de fopme allongtlc tlans Ie se'nshorizontal , tttuni cl'unc hélice potlr thile pro.liresser I'appaleil et d'un 3ouvernail poltr. clt r'églcr la dircciion, l[]I. ficnartl et lir'el-rs sottt pa"ueno= à se urouvoir dans I'air avec nne vitesse rle 6'n'50 par seconde.

I)IIINCIPfi I]'AIICHINTÈDE ÀPPLIQT]II AU

GAZ

$7

nepuis lors de nomlre*ses expériences, err Fr:rr1ce et :il'étranger., sur différents tvpes de dirigcables actionnés par des moteurs de plus en plus parfâits, paraissent devoir Llunrrer. une solutiorr pr.atique au problèrrrc de la tlavi'.I'al,ion ;térierrne. Plusieurs nations possèdent, rrrêrne ttéjt une tlol,tille de clirigealiles nril.itaires.

'IO/+. Usage des Trallorir. Les ballons, montés ou non, peuve,t rendre ttc glrantls services en- temps tle guen.e" srrrlorit si l'àn parvient à lc.s rtiriger. Au point de vue scientifique, ils perrrrettent ci'étuclicr les hautes régions tl-e l'atrnosphère,, en ce qui concerne notamurent la composition de I'air, son état hygrométriqrre, Ia diminutiou de sa tlensié, de sa température, etc, De hardis explorateurs orrt cllectué, clans cc l-rut scientifique, tlts ascensions fort rerrtirqualrles : Gal'-Lrrs.-ac (en 1904), prlis Barral et lixio ({850), s'élevelent ri plus 4" Jriu: Glaislier eï Coxwell (1368) faillilr:nt mourir tle fi.oid ir 8100., ; iilissanrlicr' ( tS75) , ltvec tleux corrl_ pagnons, qui périrent ;rsprL5xiés, atteignit BtjUtj,.. ' Aujourd'hui on expiole sans danger i'atrnosphèrc ii l';ricte rra ltal_ lo'ns sottcles, rrrunis cl'appar.eils enlegistreurs et d'irrsir,urncnts auto_ rrratiques. L' tlé roltiùle, ballon explorateur ernployé prir }LV. I{err nite etBe-*ançorr, parvint, t:n 18!lti. à une hauteur dô 1br,,, rtu il errt a subir urr froid de -- ti3'. l:,ir 18u7, un sond.age aiteigrrit.j 7k,,, - 4,xp1,s5 la pression enregistrée par le barornètre Lérnoin ,"r'Aéropltile iryait traversé plus des :1T d" la masse de l,atmosphère. Ques'rtoryselno. consiste l'expérie,ce du baroscope ? dérnon_ - iJn quoi tre-t-elle ? Pourquoi les bulles de savon gonllées uu"" du eue i'hyorogene - da.s s'élèvent-elles I'air ? Les pesées faites dans l'air donnent-ettr" te foios réel. des gorps ? De quoi se- compose un aérostat '/ que Ie lest ? À - eu'est-ce quoi sert-il ?- comment fait-on descendre un aérost at? a ,jwot eit egile ta,force - pà*rrr* ii àirrger tes q,scensio'ttnelle'? co,mnrc'vtt kr r:a,Lctr,re-t-ort,!à Est-om bal,l,otts ? Qwetr ust Le bwt tJes ascensiorts- sc.ientificlies ? * cite; tes gtlws

-

e s, * Ç) u' a 1t 1: el I e -t -on b a l,i oyt s s o t t d,e s ? trlxERcrcEs. nans u'e expérit'nce I'aite avec re baroscope, le rayon cle - 1. la sphère creuse est de ? ccnt. .\ i';Litlr: rle quel poicls mai"tieùrait_on l,équi_ libre dans Ie vide ? 2, Le volurne d'un ballon en tafre[as est de 28 nrètres cubes ?b0. calcu]er le poids de I'air qu'il dép1ace. 3, un barron de baud.u_chc vide pèse b gr.. son volurne est de ? ritres. calculer s. folce ascensio''elle en re suppo-sant a'hyaioge'e,-poi, 'eriipii,iu gai o,ôiuiilËu, ou gu, rl'clcla,irage' lDeusité de lhyei.ogène, o,oou; densiré o,o:lt.

cëlèbr

68

NorIoNS suR LES sclpNcps PHYSIQUES ET NÀTURELLEÊ

CHAPITRE IX P0MPES

to5. Ilsage servent

à

\.

Les ponlpes sont des appareils qui

des pompes.

élever les liquides sous I'influence de

la

pression

atmosphérique.

Elleï peuvent être : aspiramtes, foulantes, aspirantes et foulantes. Dans toutes les pompes, le jeu du piston a pour but de diminuer la pression atmosphérique qui stexerce sur le liquider à I'intérieur de I'appareil ; la pression atmosphérique- extérieure, n'étant plus équilibrée, fait monter le liquide dans la pompe. Le pirton aô ta pompe aspirante est traversé par Ie liquide; celui âe la pompe fôulante eJt plein, et refoule le liquide dans le tube d'élévation.

{06.

Pompo aspirante.

-

La pompe aspti.

rante {fig. 62) se compose d'un tuyau d'aspiration'A muni d'une soupape S, d'un cylindre B renfermant un piston P portant une ou deur soupapes s et s', et dtun tuyau de déversement D. Au commentement, quand le piston monte' Ies soupapes s et st , sont fermées, le volume

de ltair du tuyau d'aspiration augmente ' et par suite sa pression diminue (no 91 ) ; la pression atmosphérique

qli

s'exerce.à la sur-

iace d.e I'eau dans le réservoir fait monter celle-ci dans le corPs de PomPe. Quand le piston descend, la soupape S

Fig. Pompe

62.

aspiranto'

se

ferme, et I'air, qui se trouve comprimé dans le cylindre, s'échappe en traversant le piston' È mêrue phénomène se renouvelant à chaque coup de piston, le tiquide arrive bientôt àans lé cylindre' passe au-dessus du

pirt"" quano ôelui-<;i d'escend, puis est soude déverqement par.l'ascension. du piston. jusqu'autuyau levé -nàmoique.

-1 Co**r

c'est la pression atmosphérique qui

fait montôr I'eau dans le tuyau d'aspiration, et qu'une

colonne

O;.."4*'10*BB (no85, Rernirque) fait équilibre à cette pression,

POMPES

il s'ensuit que, si tl tuyau lols.url1du tical, était supérieure"à 1g"r,BB' "

*?l,n*.pourràit_pas s'élever jusqu'a la hauteur de la pompe. tO7. Pompe foulante. La pompe .foulante (fig. 68) est une

69

d'aspiration, supposé ver_ L

1

qompg à piston plein dont le cylin_

ore plonge dans lreau, au moins

en partie. La soupape ro s'ouvre au dedans, eila soupape tn, en de_ jr.ors. gu cylindre. Un raisonnement

rdenflque au précédent montre que

lorsque le piston p monte rn'se, , I€rme et m stouvre, Ireau pasne

pompo iotu"tu. Fig. 68. cytindre. euand l; pil;;; rn se ferme, tæf s-touvre. et I'eau est refoulée dans le tuyau d'élévation R. La pompe à incend"ie (fiq. g4_) est une pompe foulante munie d'un réservoir à ai1 É ,i;irégularise la sortie de l,eau lmqiy-e par le tuyau d'écoulement. L'uru,'ràrrEu c et ct sous I'actiondespistons pi-i".,'c"nt_; A J;i-ià..., "n les tiges T et'sont

Ie.

$ys Gescend,

FiS. 64.

-

pompe à incerdie.

Fig. 65. -_ pornpe aspirante et foulante.

mues par les leviers L et, Lt la ; descenùe des pistons la refoule ensuite dans le récipient central, d'où elle esi chassée ;*;-i;

tuyau d'échappement D.

?0 NorIoNs suR Ltsg scIENcEs PHYSIQUËS ET NÀTURELLES lO8. Pompe aspiraute et foulante. Oomme son nom r'indique, cette pompe (fig. 65) esl,.une pompe foulante munie O',ro ioyuo d'aspiration. Son jeu est identique à celui des deur précédentes.

f09. Pipetto. - La PiPette est un tube en verre (fig. 66) renllé dans sa partie moyenne et terminé ett haut par une ouverture que I'on peut boucher avec le doigt, en bas Par une Pointe

effrtée. La pipette sert à puiser une petite quantité de liquide. Pour cela on la plonge verticalement dans le liquide. teiui-ci pénètre à I'intèrieur. Alors on bouche l'ôrifice supérieur avec le doigt,

et I'on retire I'instrument. Le liquide est maintenu dans ltappareil par la

pression atmosphérique qui steretce à I'orifice inférieur. t{0. Siphon. * Le sipthon estun tube recourbé, à branches inégales, ouvert à Fig. 66' - Pipettê. ses extrémités. ll sert à transvaser les liquides sans déPlacer les vases qui les contiennent {fig.67). Le siphon commence à fonctionner quancl

!.ig. 67.

-

SiPhon ordinaire'

Fig. 68.

-

il

est amorcé, c'est-

Àmorçage du siPhon.

d,e liquid.e. On ltamorce ordinairement en aspirant à-dire rempli ^avec

la^bouche par .Pune des ertré;nités, i'autre dans Ie liquide' ertrémité --i;;;id plongeant fiqùides corrosifs, on ajoute au siphon ordinaire une Umnrù. latéùle ({ig. 68), qui permet d'amorcer I'ins[runtent

Ë-iiq"ia"

POITIPES

7r sans s'exposer à introduire du liquicle dans Ia bouche. pour cela on ferme I'ouverture inférieure du siphon, on ptong, une extrémité dans le.liquide-et on aspire aoeô la boucËe;"iqJa ce que

le siphon soit rempri; on ouvre arors ra branche iniùri.,r., ,n même temps que l,on cesse ltaspiration, le sipiron est arnorcé, et l'écoulement se produit. Thëorie d,w siphom. ^ La, pression^qrri s'exerce de bas en hlut. à I'intérieur du tube en oà (fig.Gg), est égale à la pression at-

mosphérique H, qui dans ce cas serait représentée

Fig. 69.

-

Théorie du sipnon.

pâr une colonne d'eau de .trO m" ?,3 (no {N, Rentarqu,e). Or l'élément aô supporte aussi de haut en lias uire pression égale au poids d'une colonne d'eau de hauteur la. La tranche ob subit donc de bas en haut une poussée représentée par H-h.

On démontrerait de

même que la poussée qui s'exerce de bas en haut en atbt, est représentée par H*lut. Or, comme H-h est plus grand que H--hf, I'eau s'écoulera dans Ie sens

HcH'.

ll{.

Fontaines inter-

mittentes.

Les fon-

taines inteymittentes, comme leur nom ltindique, ne coulent que par intervalles. C'est

ce

qui arrive quand un ré-

servoir intérieur

com-

Fig. 70.

-

Fontaine intermittento,

munique au dehors par uu conduit en forme dc siphon (fig. T0). L'eau, staccumulant_ peu à peu dans le réscrvôir, ùil par atteindre le niveau N{N ; alors le siphon est, arnorcé. et l'ôau s'échappe par I'orifice o jusqu'à ce que la surface iibre soit descendue au niveau de I'orifice intérieur. servent les pornpes ? QUESTToNNATRE' .* A est le but du jeu du ^quoi - euelaspirante piston dans_les pompes ? De quoi se compose la pompe ? Expliquez son jeu. Peut-on, au^moyen de la pompo aspirante, élever I'eau à une grando

lautgur? Pourqrroi ?

Qu'est-cequ'une pompe loulante ? àe par- eue présente ? a quoi sert ia pipette ? eu'est-ce qui empêchï le

ticulior la pompe à incendie

-

i'l'

I

72

NortoNs suR LEs ScIENcES PHYSIQUES ET

NÀTURELLES

liquide de s'écouler quand onla ferme en haut avec le doigf? - Qu'est-ce que Eæpl'iquez som fometiotl/vbernemt. - Qu'appelle-t-on le siphon ? A quoi sert-il? - Expliquez I'intermittence de leur écoulement' fontaines intermittentes?

-

1.. Dans une pompe foulante, le diamètre du corps de pompe est Exsncrcrs. de {5 cent., la -course du piston est de 35 cent. Combien de coups de piston fautil pour que I'eau sorte du tuyau de refoulement, qui a 3 mètres de longueur et 4 cent. de diamètre intérieur ? 2. Quelle force faut-il exercer pour soulever le piston d'unepompe aspirante amorcée, quand le piston a une surface de Ldmq. et le tuyau d'aspiration une hauteur de 5 mètres? 3. La base du piston d'un pompe foulante est un cercle de 10 cent. de diamètre' la section horizontale du tuyau de refoulement a 3 cent. de diamètre. Ca-lculer la pression qu'il faut exercer sur le piston pour soulever I'eau à {.0 mètres audessus de la base du piston. /1. Dans une pompe à incendie, le volume du récipient est réduit au tiers do son volume primitif, Àvec quelle force I'eau est-elle lancée? Jusqu'à quelle hau' teur peut-elle s'élever ? 5. La branche courte d'un siphon mesure 25 cent. QueI doit être, en fractions d'atmosphère, l'excès de pression atmosphérique nécessaire pour produire I'amor' cement, d'abord avec de I'eau, puis avec de I'acide sulfurique dont la densité égale 1,84 ? 6. une petite pipette de 27 crnt. de longueur est remplie d'acide sulfurique. (D=1,84.) Jusqu'à quelle valeur faudra-t-il que descende la pression extérieure de I'air pour que I'acide s'écoule du tube ?

CHAPITRE X MACHINE PNEUMATIQUS

tl9.

Principe de

la machine pneumatique. - La maclùinc

Fig. 71.

-

Machine Pneumatique'

T, tube de communication. - HD, platine - B, récipient.D, piston avec 8& soupape. - O, ouverturo iaquege repose la cloche. et soupape conique du corps de pompe'

{),'sur c,crps de pompe.

MÀCHINE

PI{EUMÀTIQUE

?3

pneu'ma,tiqrre esl une pompe aspirante qui a pr]ur but d,extraire les_gaz contenus dans un iecipient.--

E',e se com'ose essentierement: {o_d,un dorps de pompe c (fig.J{J. dans tequet *F;";t;"pi*ion p, traversé par un canat

b .u*iuoriiluunt u.,uc iT""":*".:: ::1p-1p._i_2" ru uurlrri ue pompe "éripirnt par un tube T fermé au moyen de la sou_ pape o' Les deux soupapes s'ouvrerrt de bas en hâut. Le jeu
est anaroguô à'cerui oe-ta'pompe aspirante. Quand le pisfon monte, il soulèrà tu tig.^q,ri i. truuerse à ^ frottement dur ; la s_oupape coniqu" *,ouoFe, I'air du ré_cipient passe âans le ,o"p, oe pompe.;;- ;;*";artie de Quand le piston descend, ii ;li;re ra tige et ferme ainsi ra soupape ; I'air comprimé par le piston ,,erfiupll- pâr't,orru*r_ ture qui traverse le pistoù. Les'mêmes pnenômoolr-.. reproduisent à chaque coup de piston. l{3. Machine pneumatigue ordinaire. _ La machine pneu.

lères T, T' ; o,

o,

canar de comÀunication entre res

Ju

po*Ëiiie ïCàf

2. Plan de la machine;_- p, platine; c, c,, corps"*p, au porrriu; communication; H, baromètre tronqué;-n,

"tét

recipient,

toyuo a.

matiqwe ord,inaire est une machine à deux cylindres (fig. ?z). f,es dgul pistons s.ont accouprés et m*s au rnoyen cie crémaillères T, T, de manière que rrun monte quand î'autre descend.

'){

74

NorIoNs suR LEs scIENcEs PHTsISuss

El

NÀTURELLES

Ccl,te disposition a pour but, de détruire I'effet de la pression atmoslihérique tlui s'exerce sur la face supérieure des pistons. Une clef perrnet d'intercepter la communication entre les corps de pornpe et le récipient', ou de mettre celui-ci en communication avec I'exiérieur. Un baromètre tronqué (fig. 73), en communication avec I'air du récipient, indique à chaque instant Ia pression intérieure. Ce baromètre est un simpletube enU, dont

I'une des branches est fermée et loautre ouverte. Le mercure remplit complètementla branchefermée,tandis qu'il ne sté' lève qutàune faible hartteur tlans I'autre. Ce tube est fixé contre une planchette graduée, et renfermé dans une éprouvette qui communique avec le récipient.

Le rnerCUre ne Cgmmence à desCendre dans Ia branche fermée que lorsque Icvideest déjàfaiten partie. La pression tlu gaz renfelmé cians le récipient est alors clonnée par la tlifférence des niveaux du mercure dans les deux branches. Renmrque. - La machine pneumatique ne fait pas 1e Tide absolu pour deuiraisons : lo parce que_ chaque.coup de piston n'enlève qu'une iraction de I'air contenu dans le récipient I 2o parce que les espaces (espaces nui.sibtes\ dans lesque-ls-le piston ne pénètre pas, recèlent ioujours une certaine quantité d'air.

Fig.73.-Baromètretronqué.

- la m,achune de contpresslon u comprimer les gaz ïans les récipients. Elle ne _diffère de la machine pneumatique que par le jeu des soupapes-: au- lieu de s'ouvrir de bâs en haut, c'est-à-dire vers I'extérieur, les deux soupapes Ê'ouvrent de haut en bas, c'est-à-clire vers l'intérieur' La machine de compression la plms employée est la Tsompe à' main, qui se réduit à une simple pompe aspirante et foulante' :11,4. ûfiachins do compression.

u"*

AppucerroNs. - {o On emploie pour travailler sous lteau, notamment pour la fondation des piles de ponts, une grande cloche en tôte sous laquelle I'air est constamment renouvelé par une machine de comPression. Les ouvriers s'y introduisent par un vestibule, sans mettre Itair de la cloche Ln communication directe aveu I'atmosphère. Dans ce vestibule, ou écluse fermée, ils sont soumis progressivement à la pression qui règne sous la cloche; après quoi ils peuvent descàndre impunément dans ce caisson et y travailler irois ou quatre heures de suite"

c{ÀclilNE

PNEtTMÀîIQUE

75

2o

. .1. scaphandre est un appareil qui permet à I'homme de travailler sous I'eau. Il se compore essbntieltement d'un casque vitré, hermétiquernent fixé sur les épaules, et dans lequelbn envoie de I'air au moyen d'un tube fiexible qui le relie à une

pompe de compression. 3o c'est I'air comprimé qui fait fonctionner les horloges pneumatiques et lance les- ilépêches dans les tubes formant'ie reseau télégraphique intérieur cre paris. c'est cncore lui qui, agissant sur les pis[ons des freins Westingtrouse, employes auloùrA'nui sur les lignes de chernin de fer, ferrnet'd'arrêtïr en quelques secondes un train marchant à grande vitesse. f ds. soutflet. soufftet est un appareil qui sert à injecter

-_Le

un courant d'air dans un foyer pour àctiver la combustiôn. Il fonctionne comme une pompe, fouiante. Au moyen de la corde Mp (lig.

7l+),

on rrret en mouvernent

le levier ïfN, mobile autour du point A" Ce mouvement fait alterrratirement monter et descendle la face inférieure du soufflet, laquelle porte une soupape

S, qui s'ouvre de bas enhaut, et fonctionrle comrne celle de la pompe foulante. Une cloison portant égale-

Fiuq. ?+" ment une soupape S/, s'ouvrant - Soufflet, dans le rnême_sens,-partage le souf{Iet en deux compartiments superposés c et cr. L'air du cornpartiment inférieur passe, par cette soupape, dans Ie cornpantiment supérieur, d'ori il s'échappe pàr la tuyère 'i'" -

À quoi sert la rnachine pneumatique ? euels en sont les Qunsrrowm,rRE. organes essentiels ? - Décrivez Ia ma.chine pneurnatique àrdinaire. - comrnent est constitué le baromètrs powrquoi tronqué? mc - rëciytient ? l,a macttime ytmewmatiqwe peut'el,Ie faire te ràd,e absor,zt, dans um esyticemwi- et+,ap1tetù-t-on stble ? En qwoi Ia rnach,ine de camltiession d,î,ffère-1-elle ild la machème pnoumar,iquê ? - citez d,es applieation.s il,e l'air eomytri.rnë. - a qwod r/,rt te sowffiet ? Commemt fonetioyme - t-ll, ? Exnncrcr. uue machine pneurnatique, le récipient mosure g litres, - {. 2Dans le corps de pompe litres ; la pression initiale e.st de ?b& mtttim, Trouver la teneion de I'air dans Ie récipient après deux coups de piston. de_pompe d'une .le2.volume \" corps du

machine pneumatique mesure { litre. euel doit êtrs récipient avec lequel on le fait communiquer, pouiquo, dès ro premier coup de piston , la tension du gaz soit réduite a ta inoifidae sa'valeur primitive? Quelle sera alors la pression tlu gaz raréfié après trois coups deptstôn? 3' Dans une machine pneumatique, res volumes du récipient ef au côrps de pompe sont respectivement égaux à 4 litres et à I litre. Trouver le volume qu'occuperait I'air qui reste_dans le récipient après 2 coups de piston, si on le rameaait à ln pression initiale.

)

TROISIÈME PARTIB

CH À

LEUR

CHAPITRE

I

I

I}ILATATION DES CORPS La ckaleur esl 116. Action de la chaleur strr les corps' .: de chaud et tu cao*e à laquelle nous rapportons nos sénsations de froid.

Les principaux effets de la chaleur sur les corps sont: les dilaier ; do de les faire changer d'état'

1o de

qu'elle La chaleur est une forrne de l'énergie-' On suppo3e . la chaleur hypothèse' cette Dans *o"uurnent' à" se réduit à un mode dontseraient animées en un mouv"r*"f ïir*atoire très rapide ,LlLz

consiste

molécules augmente, les molécules materieii"r. Q"^na la vitesse rles i;"-;ô;;tJ""rr"; ["""a ir" diminue, le corps se refroidit'

tl8.Ditatationdessolides.-Sousl'actiondelachaleur, la dilatation 'subisseni

les solides

iinouir. ou

plusieurs sortes de dilatations:

volume. en tonguàur, et la ditatation cubique ou en peut être li,nëaire I.a d'ilatation linéairo.

11.9. Dilatation

-

mise

en

évidence

à

I'aide du PYromètre ù,

cadran (lig. 75).

Une tige métallique' fixée en A, vient buter

en B contre une aiguille E, mobile sur un iadran. En

s'échauf-

fant, la tige s'allonge

Fig. ?5.

-

initiaie.

et déplace I'aiguille.. I'aiguille revient à sa Posttton

PYromètre h cadran'

Quand la tige se refroidit,

DILATATION DES

CORPS

17

Aptplicatùons.

on fait chauffer les cercles des roues de voi- poser. ture avant de les Le cercle chauffé entoure exactement les jantes de la roue; lorsqu'il se refroidit, sa contraction

serre les assemblages et les consoli,ile.

Dans la construction des voies ferrées, on raisse

un petit

intervalle entre deux rails consécutifs, afin qu'ils puissent

s'allonger librement quand la température augmeïte. 9n .n* soude pas les feuilles métauiq'es dés toitures'; on les maintient seulement en place par des iloor spéciaux, passant dans des trous assez larges pour ne pas gêneria dilatâtion. Le Ttend,ulc compensateur est un iystEme de tiges, de deux métaux différents r llui se dilatent en sens opposés iit a pour lut de maintenir constante la_longueur des balaïciers des Ëorloges. En été, les fils télégraphiques sont moins tendus qu'en hiîer.

n9o. Dilatation cubique. cubique est mise - La d,itatation en évidence au moyen de I'anneau de

(fig. 76). Cet appareil se d'une boule de cuivre passant exactement , quand elle est froide, dans S'Gravesande

r,ompose

un anneau de même métal.

Si I'on chaufTe la sphère seule, elle ne

passe plus dans I'anneau; donc son volume a augmenté. En chauffant I'anneau

seul, la sphère passe sans frottement; donc I'espace annulaire stest accru. Si on chauffe la sphère et I'anneau, les dimensions des parties en contact

restent égales entre elles; donc les escorps s'd,ccro,issent comme s'ils étaient pleins.

pd,ces uid,es d,es

Applications.

*

Fig.

76.

A-nneau de S'Gravesando.

Pour enlever un bouchon à ltémeri qui résiste

aux efforts ordinaires, on chauffe avec précaution re ôol du fla-

con

I I'ouverture

L'échauffement

se

dilate seule, et I'on peut extraire le bouchon.

ou le refroidissement brusque des

corps

mauvais conducteurs produit une dilatation inégale, qui peut amener leur rupture. c'est pourquoi un verre épais càsse quand on y verse de I'eau très chaude, tandis qu'un vèrre mince ne casse pas.

{9{. Dilatation des liquides. _- Les liquides se d.ilatent plus que les solid,es; on le démontre de la manière suivante: Un ballon B, complètement rempli d'eau colorée, est terminé par un long tube; le liquide s'élève dans le tube jusqu'à

7E

iloEIoNs sUR LËs ËcIËNcEs FHVSIQUES nT NÀluRELLEs

une c€rtaine hauteur

que

Iton marque sur une petite feuillo

de papier collée

à la paroi

dtl

tube. Si I'on plonqe alors le bal lon dans I'eau chaude (fig. 77), on voit le niveau de lteau baisser immédiatement dans le tube. Ce phénomène est dû à ce que la paroi du ballon s'est d'abord échauffée seule; sa capacité ayant ainsi augmenté, le niveau du liquide dans le tube a dû nécessai-

roment s'abaisser. Nlais n à son tour, I'eau du ballon s'échau{fe

peu à peu, et, comme elle se dilate plus que le vertre, le niveau remonte bientôt à sa position initiale, qu'il dépasse ensuite de plus en plus n à me$ure que la température s'élève davantage. Les thermomètres usuels re-

posent sur la dilatal,ion des

li-

quides. Les 199. Dilatation des gaz. gu,z sont très dilatables. to Si la pression ne change pas,

-

.

c'est-à-dire

si le

gez peut

Ee

dilater librement, son volume s'accroit rapidement avec la tempôrature; c'est ce que l'on met en évidence en chauffant dans un ballon une masse d'air séparée de I'atnnosphère par un index tle liquide coloré (fig.78)" Il suf{it de chau{fer le ballon simplement avec la main pour que I'index se déplace aussitôt.

20 Si le volume ne change pas, c'està-dire si on empêche le gaz de se dilater, sa tension augmente avec la températrtre.

d93. Variation do la densité suivant la température. Un corps ctrauffé conserve le même poids- tout en augmentant de voEig.?S.Dilatationdessaz. Iume; donc sa densité diminue. C'est pourquoi la fumée et I'air chaud s'élèvent dans leatmo-

îITERMOMÈTRES

?g

sphère. {,es vents so't produits par les rnouvements des couches atmosphériques, causés par i'asbension de t'air crraune au ron_ ùact de la teruc. c'est I'ascension tle l'air chaud qui prurruif ie tirage cles cheminées. QuESrroNNÀrnE. les principaux elfets de la chaleur? _ Com- euels sont bien de sortes de dilatation éprouveni f"*irufia"*? _ Comment montre-t_on qu'une tige métalliuue s'artongô q"** o" ru ? citez cres applications de Ia dilatation iinéalre" commerrt met-on en"g1,rr" évitk:nce-ra airatauon

-

.oniqou,r

ver'e épais cesse--t-il quand on y ouruu d.e l,eau bouiilante ? .l1-uruuoi comment montre-r-on que la chaleui dirate ies liquidest:;;;rs*ite -ou tiquide baisse-i-il d'abord rlans te t*be au ,rro*"ni on prûnge Ie ballon dans l,eau eharrde? * Cornment gém:lirt-t_ou qoà -lies gaz chaulle? * Sont-ils tl.ès dilatalllest _'Comrneini, sc dilatent quancl on les varie la densitt d,un corps quand on le chaufle? *- Foulquoi tes ctreminées tirent-àu., p1r_ ànergiquornent lorsqu'rrru y fait ilu feu ? un

CIIAPITRE II THERMOIVTËtNgS

.

t'9'.4. Ilsage des therurCImétres. ** Les tlærmomètres sant qui servent à cléterrniner la t.Àper:otore iles

des instruments corps.

La ternpérature
Tant que le volurue reste le mêmer la température est stutionytalre; suivant que.le volume augmente oo ai*iou.,-oo dit que

la température s,élioe ou s'obaæù. Le meilleur corps thermométrique est le mercure, car: Lo on peut i'obtenir très pur; 2o il se met rapidement én équilibre de tcmpérature avec les corps environna*is; 3o sa tlilatation est assez régulière et relativement grantie; 4<,toutes les températurec

80

NorroNS suR LES scIEô{tEs PHYSIQUES ET NATURELTES

usuelles sont comprises entre son point de solidilication

(-

40o)

et son point d'ébullition (350';.

Pour les températures très basses, on se sert du thermo mètre à alcool; mais cet instrument ne peut servir au-dessus de 50o" à cause des vapeurs d'alcool qui se forment et qui Pourraient briser le i.rbe. Les solides ont I'inconvénient d'être trop peu dilatables et ' les gaz de l'être beaucoup trop. L-es thermomètres ù gaz sont très sensibles I mais, comme iis exigent une manipulation délicate on ne les emploie que dans ' leslecherches scièntiliques qui exigent une très grande précision.

{95. Construction du thermouètre à mercure.

{o Prépa'

Il faut vérilier d'abord si le calibre est réguest Ja même intérieure du tube la lier, c'est-à-dire si section dans toute la longueur. Pour cela on fait glisser un index de ratiom d,u tube.

mercure tout le long du tube, et I'on examine si cet index conserve [a même longueur. S'il diminue de longueur dans une certaine position, c'est qu'un renflement existe en cet endroit ; s'il s'allonge, c'est qutil y a un étranglement. Dans I'un et I'autre cas, le tube doit ètre reil

lft t@

jeté.

Çuand on a trouvé un lube bien calibré, on soude

u l'une de sus extrémités un réservoir, et à I'autre Lrne ampoule terminée en fiI pointe effilée. D'ailleurs on trouve dans le commerte lfli des enveloppes thermoméliii' l,riques toutes préparées.

lilt

2o lill

tffi

"ruJ

Fig.

?e.

Rempli,ssage

tlu tube.

--. On chauffe le réservoir !l ; une partie de I'air sort rlu tube ; on plonge alors ia pointe clans le mercure (fig. 7g), le refroidissement produit une contraction de I'air intérieur, et

mercure. la presSiOn atmOsphérique fait monter du mercure dans ltampoule. Il suffit alors de redresser lo tube et de chauffer de nouveau le réservoir pour faire Remplirsage d'un thermomètre à

THERMOMÈTNES

8T

sortir une nouvelle quant,ité d'air qui est remplacé, apres refroidissement, par quelques gouttes de mercuré. on râit ensuite

bouillir lc mercure dans le tube ; les vapeurs chassent les dernières traces d'air, e[ leur condensation perrnet au mercure

d'envahir toute la longueur du tube. On portc I'instrument à la température la plus haute qu'il rloit marquerl on enlève alors ltampoule, puis on ferme le tube à la lampe. 30 Grad,uation,

Pour graduer un thermomètre, on

commence par déle point zéro et Ie point 100.

rerminer

Le premier de ces

Fig.

Irig.

80.

Détermination du

81.

zéro. Détermination du point lfi).

points correspond à la température de la glace fondante, I'autre à celle de la vapeur d'eau bouillante.

et

Pour obtenir le point zéro, on plonge le thermomètre dans un vase renfermant de la glace fondante (fig. 80), et ouvert à la partie inférieure, afin de laisser I'eau de fusion s'écou-

ler librement. Quand le niveau du mercure cesse de descendre,

où

il

on marque

0o au point

s'est arrêté.

Pour déterminer le point 100, on met ensuite I'instrument dans une étuve à vapeur d'eau bouillante (fig. 8{ ) ; le niveau du mercure monte, puis s'arrête; on marque 1000 si la pression atmosphérique est 760**; dans le cas contraire, on ajoute ou on retranche to pour 27É'lt de différence. Un petit manomètre à eau, en cornmunication avec la vaperrr au moyen de la tubulure E, permet de constater si la tension de cette yapeur reste égale à celle du milieu ambiant.

Fig.

82.

Remplissage tl'un thermomètre à alcool'

on divise lrespace de 0o à l00o en cent parties egales, ce sont Les degrës du thermomètre; puis on pro4

E2

ET NÀTURELLES NOTIONS $UR LES SOI!:NCES P$YS(QUES

Les degrés au-deslonge l'échelle au d elà rles uoints extrêmes. sous de zéro sont affectés du signe

I,l,t u fi u u i,"ll' n'

t' n-'

à alcool.

du'thermomètre

On introduit de I'alcool

dans I'entonnoir (fig.

t,/

H

ch au{Ie

82 ) , puis ott légèrement le réservoir' Quand

I'air sc refroidit o lc liquide

:

descentl

dans ie tube sous I'actiott de la pressiort atmosphérique. Orr gradue par conrparaison avec le thermomètre à

F\.

Ë

rllercuie.

.s

{9?. Échelles divorses (fig'83)'*

:

[,es principales graduations thermonrétriques en usage sont:

\

"ê

r\ (]lu.,,tJiu,,lu t,

(rnoins). I 96. Construction

l''''i'-,'

lu i'échette centigrade, dotrt le

c.ut'respond

à la

tempé,rature

0o

-{t lo

*lat;u iondante, et le 1Û0o à celle de d'eau bouillante; io uopto. -L'échelle Réaumur : le 0o cor2u re.spond aussi à la tenrpératu,re de la glace fondante, le 80o à celle de loeau bouillante; 3o L'échetle Fahrenhedt, dont lc

ffi

ll2o degré correspond à-la glace fon-

Ë Ë \ ,lante,"et le 2{2o i celle de l'èau bouil! S lante; cette échelle est surtout em-Èr. S\ .S -i E g .---r^.i^*^r^-*--,-Âol--*rro,rnaleiAe -t 5 i;ffi;,il*i.*puvta"lansueanslais-e' ri ltloj Ie \I È lbOo centigiades, valent- donc 800 ti'is. ti,-r' donc SÈj \l

ugrruv'v

È

Ê

thernrcrmétriques' Réaumur ou {80o !-ahrenheit; a/u rle degré Réaumur et ei. de riegrô Fahrenheit' thermornètre soit sensible' il faut t98. Remarquo. - Four quluntobu très fin' Pour qu'il se rnette le grand' soit réservoir le uuc "i il faut, au contraire, qtre le cle tempér.turen poilts cle vue' oI construit iteux ces "t*alr""Ti-îiq"iiin"-" p"tit' Â volume du réservoir.àit à irtdidivers tlermomètr'"t,-i".1*- " inclications-lrécises'1es..autres on les te$lne' eatiolls rapides, suivant les usages auxquels nw'ninta 129. thermomètre à. maxima' - I'e thermtvmètre ù' a été pot'té' irrato* la plus f,uoiulo*pérature à.laquelle I'instrument horizontalement c,est un therrnomètrc-à *.."o.*, à tùbe recorifbé mesure que la la,droite du tube à u*"t p""*e àsr a L'index t5i. tng. s'abais.u:..S. position température s,élève,-if"iti* ." place lorsqu'elle f" pt,rr haute températnre qu'a marquée I'instrument' Iicheues

{o cuptigratlg vaut

iffii;;il*

THERMOTIÈTNES 83 _ Le thernwntètre ù -;'-i;;;.iî" minùma

{SO. Thermomètro à minima.

indique, au contraire, ra plus basse température porté. C'est un ther-

momètreàalcool,à

brancle recou'béc.

âiïôîlilîïï"tiîn

pér'ature dirninue,

i'ind"*

"'t

il

a été

[ . i {ffi#+;_+j

' ; i: ï i i: l@i-ï |,ïli__ï.:ïl.l*a-.ï'-'"-.*-ir.-ii "'-:i:.'#,Jf L-.:**-*]j]itrffi:**:|::_

parleliquirle. rçrrrlurlrë.""J*"i"; l,qr Vu.trtu Quand r,-r," E4. ,\4 Fr$, elle s'élève , I'index 'fhr:rmomètre à rnaxima et â minima.-À, inrlex reste *

_

en acicr. en place" B, index en émail, ouns t,iniÈrierl aî"ii oi.ru, Lorsque les deux rnst^rments so't fixés sur la rndme pianchette, corûme d,ans la Iigure ci-dessu-s,-il suflit de sourcver ra droite ,r. I';peÀipËi chaq*e index à l'extrérnité de kr colonne riquùl "u*"rqet ,""i.'.p""arnte, mettre ainsi les thermomètres en état de servir.

QuEsrroNNArRE. servent les thermornètres ? - Àetquoi corps thermornétrique. - Quel est re meilleur pourquoi ? quel cas empt#e_-t-on-r,arc,ol ?_ - Dans Pogrquoi n'emploie -t-on géoeràtement pus 1e* solides ou res gaz ? conurent vériJie-t-on qu'une tige tlermométriquà est bien calibrée? _ Comment rem_ plit-on de mercure env-eloppe thermomdtriqo* t àonrn prenclrait_ -Indiquec 'n_e on pour la remplir d'alcool - détermine ? -_ "nî"*Ç eofi,ment on la g'arluation du the'momètre

à la tenipérature

à me'cure.

- comitent désigne-t-;Gï;.éi

,rrfurio*.

zéro ? euenes dilférences existe-t-it entre ra graduation des therrnomètres centigrade,- Réaumur et Fahrenheitt thermomètre sott semsibte ? _.eu, - a*ï"r";-"ir*|ou, o*.ur, faut_it piir qu,ft air i ,îeir,Ërmt péro'ture cherehëe? quoiser,,-ent res îhermoinètres d, rnaftit,a et ra te'-A mini,ma? Comment sont-ils comstrwits ?

Exrncrcps' _- {. Les réservoirs de deux thermomètres

à rnercure ont ra même capacité, les diarnètrcs inrérieurs de reur tige sont oa"s rà r i, lo. Tr^ou1er le rappo't des rorrgueu-rs d'un aegr'é "app.J'au â-*o, deu:r irrstrrunents. 2' Les réservoirs de deux therrnomètrËs ont, re *u. même vorume; les rongueurr que I'intervalre fo'damental occupe sur leur tige sont dans re rapport de r à 2. Trouver lo rapport des sections a",,uyào. t"";ri;;;.;;*".'dJ#;b"."

"t 3. A combien de degrés cenligrades 4. Conv_e'tir 4b, 60,40, 23 àegrés 5' Un t'ermornèt'e

de-

Àoou*orr "orrËrpor,à"ni;t-;0:;bï,riil* ife"urioilt" dcgrés !-ahrenheit.

Farr"11tre1t est

mètre ce*tigrade. euelles indicatious grade marquera 50,, 75". 1,0'?


_plongé ai"nuî-t-ii

quand le therrnornètro ceriti-

84 NorIoNs sun LEs scIEHcÈs PHTsIQUES Et

NÀluRELLEs

CHAPITRE III COEFFICIEN.TS DE DILATAlION linéai're On appe]l.e coeffici'ent d'e d|latation ile longucur de ce corps ' I'unité l'allongement-que'iubit corps d'un de't degré' il; ;;;;revatioi de température qtre subit Le coefficient de itttatition uùique.est I'augmentatiott Ioiiti'JÉ'oorume datts les mêmes conditions' corps à- un aulre; mais Les coeffici"nts a"-ail"tafion varientd'un de tlilatation cubique est toujours pour un mème "o"pr,îîoum"i."t de dilatation linéaire' coelficient tlu tripiJ Ie ï",îiUr.*u"t et les gaz on ne considère évidernment que le

{S{.. l}éfinitions' -

Pour les liquides

' coefflcient de dilatation cubique'

{'S2.Coetticientsdectilatationlinéairedessolides.-ùtéthode barre aB (tig.85) de Ia [,auoisier et tàfiàcJ.'ôn p*""d une

rte

['slr"rriglrrï r.t l-aplar:"' Fig. 85. * Principe de le 'néthotlp

srrbstlncetlontonclrerclielecoefficienttleclilatltion;etotrllpllrce laquclle o.n .net rle la sur tles rottleattx, au fontl tl'tlne cuve rlans clltceforrdattte.|,'extr.élrril,éAvterrtbutercotttreutrarrêt,tattdisriue un levier BO dont le tnouvctuctrt se i'extrémité n ''"ppoio'i""t"à autour du point 0' mobile transmet it une ton"iù f" tetnpciratul'e aà ta glace fontlante' c'cst-à-

i''i* et on r uo";;;;";;;;:la ltttt'ette' uue rnire éloignée' E' fu division correspondante r ^ l'eau ou de I'huile que I'on - d: "ot" On remplaco "o'oiià la glace q"t. f'' I'extrétnité B vient' alors en tempé;i;Jiete'mi"ee porte à urte OB'' On note sTncline et'prend la direction b'. p"" exemple, l" l;;;; EE'' tnesure ott i^'.ïi"iti". d' ét gg'i;;îrJ"gtluol9" l levier Bo' comme la lonQuanil lit barle;t

dire r1u'elle est

*

L'allongement

ïfa;;! l*,jf*ngt"* d;;simple pi:y:t]î un-e.

î-*;';

.# i:,,tii*,iï'Jriiiffi'r,

fu9.

oB reuvlnt se mesurer;

L et si la deuxième ex!érience ô" "rt ,ru ,lil"t.tion linéaire sera: il i""m.i.,,i

. BI}' fr: l,-xt'

COEFTICIENÎS

DI] DII.ATÀTION

85

est disposée,g:.tre quatre piliers en mâçonnerie (fig. g6) qui ^_-!" "o.u9la fixité des assurent di{Iérentes pièôes. Le jeu dL l'apparàil"rappeile

ceiui du.r'yrclrnètre â- cadran (no i{g)1 mais |aiguiileest ici remplacée par ln direction de la lunette,

Fig.

87.

-

Dil.atation absolue de mercure (Dulong et petit). FE, tube capilrair E, t, thermomètre à poidr.

6Dr A-8, tubes communiquants.

-

*

Les coefficients de dilatation linéaire sont toujours très petits; celui du verre, par exernple, est 0,0000086; celui Uuiinc,0;00dfi:

{.'}3. toefficients de dilatation des liquides. - ro Mëthode de Dtt'long et Pe.tit, L'*ppareil de Dulong et 'petit, poo*-aoù*Liner le

86 NorIoNs gun LEs ScIENcDs r'IITSIQuE'Ê

ET N^luRBLLËs

deur tubes com' coefficient de dilatation da tnercure, se compose de tcmpératures.différentes' *""i.""tr À et c (tig. 8?) maintenus à des dilférente, le mais connues. La ieËperature des deur branches étant et dans I'autre (no {?^3); *"r."tu n'a pas la même densité dans I'une pas d-1ns 19. 1nême plan les deur niveaux ne sont o"r "o"tequËnt, a" cette différence de niveau que I'on déduit le coef' t""i^"l"i.'c.ri ficient de dilatation d'u mercure' liquides, on 2n Pour déterminer Ie coeffrcient de ditatation des autres on ne peut les car indirectsl grrocédés des à recours d'avoir esiobligé Dans la méthode ctraotrer" sans dilater I'enveloppË qui les renferme. précéclente, il n'y a pas à tônir cornpte de la dilatation des enveà"ni les vases communrquants, la hauteur rles liquides ï;;;;;;;. O" la forme et de la 4irnensiort dcs vases {1' 0f ;, . .riÏ.a'ep*âu*â --Le coàfficient de dilatarion cuhiqr:e du rnercttre est 0,0001?9; celui ile I'alcool r 0,001049; celui de l'éther, 0'00X5t5' Ga'gCoefticients ile dilatation des qaz. - Méthode de long tube d'un uruni petit i:allon un datrs gaz introduit est Le Lussac, I'atmo-

d34.

ei séParé de

Ll

4":'' l, ' {.,'.,ii'i...

sphère Par u.rr index de

l

rnercure. Le ballon est introduit dans urre cuve

rl

(lig. 88 ) et arrrené à la temPér'ature zéro au rnoyen de glace fottdantel

i'index de mercure s'arrête dans une Position que I'on note. On rem-

,

l,,r '!iirfi*o-i'x"i'"4il1{Ëùt'atridiF --

-

i

place ensuite la glace Par tle I'eau ou de X'huiie que i'orr porte à utte tempé-

t' #,îf

" r,*. *0, -- nilatation .1." u*''1i'''v- "o"u" ;:"Ï"""â"tlr"uËî: .!.'zl, ballorr contenant I'air. - il".' index mercuriÙl' zeuse est alors rnesurée dn __ t, t,, thermomètres tlonnaut la températur* ;;; ie déplacement de bain cc'' connaissantcette

i'i"du*' laqueile it dilatation, le volutrre ilu gaz à -0",. ei. la terltpérature à a été porté' orl en déduii ie cocffigient rie dilatatiort'

nrauttenircompieicideladil'atationclel'etrveloppc.ettâireune -;l Ii} pression, si lit haritciir hafotnt-rtfigue a varié

correction *il"fi"*

lt'si,lotix obsorv:rtiorts' coenicient de aitatation de I'air est gè'"u, 0,0U:660; celui titr gaz carhonirltte

entr'+i ".-r,à

'

0,0113670 I (1,Ù1'l;i7j0'

celuide l'h1'dro-

lSS.formulesdedilatation.-Di.Iatati'an|,àrt,ëaire.Prenonsune a."f mCtt* au-iÀg*"r à Iaterrrpérature eéro, soit d son coeffi-

à la ternpérature t' "eâù ciËrrt Ae dilatation tinéiirel si notts la portorrs au lieu d'un rnètre son acçroissement d;-l;;it-tr sera clt ' et si u '

COUFFICIbNiI,S DD

8?

']ILAI'À,TION la règle avait une rolrgreur rrc d rrètres t son accroissenrent serait /r/l (rr" t3l). La nouvelle lorrqtr".rrr, tle r:clte rcg'.:- est igaic à sa longueur pri-1,

nritive t, augrrrenté"c ctc I'acc'rriss""r"rrt"iur, ct l,orr aura

L:l * ldt L_t (7 + d.t)

ou

Pour une autre ternptirature ff, on aurait de mêrne

L:l({

:

({ i" :

{rttt)

p)

urr divisant rne'rbrc â rnemrrre les rdgarités ({) et (2), o* trouve un€ tloisième fbrnrule ;

L

r:t-

+-at -r-+ di7

-

L-L/il*-îj

d'où

(3J.

xiJti' Dilatation cuj:ique"

* En désignarrt par u le volume d,un la. tcrrrpéruru.c zero, p;; li- son c.etficie't de rlilatatio. p;* t ou ttla tcrnpiraro"c à laqueiË-;;;; nii.,., urr rai_ sorrrrernent iderrtique au pr.icéhr:rrt donne tes trois forrnures : ::if:..i

cur)rquc, (:r

V=.u(1 +Kf) Y':u(1 +.Kt,) 1+Kt v-r/, '-' -1{-Kl'-'

Renn,que'- Dans Ic cas des riquides et des gaz, faut tenir compte de la dilaktion des.e_nl:i:p1"".ôË*iJJ""ortiurrent; er, pour les gaz, il faut, err outre, tenir compte aË la pression à raquelre ils sont soumis.

'

QursrroNrvlr"t. *.!-yl"!Oe,e-t_on

ite

ilitaration triméa;ùre? cu,? * rnd,iquet mmrnuiiememt te Ttrocléié de Lauoisi,er et Laltrace ytour r,a il'éterwinatiom -ites eoefft,ciemts d,a dil;;r1;;; finéaîre. Em qwài comsiste la mëthoite de Duroltq et petir powr taairrrii*iii"l"âî,"rînÏài"i," -pourquoi -d,ams atmntirn d'es Liquides ? * cette'rnJiiod.e me ,ient-om pas compte d,e La il,itata,ion des enuetonytJs? _ Cornwt"ii-Cii-z"ssac a_t-i.l âeirr*lne k coefficient d'e d'itatatiom àât s."7 e iiiiqî"i izrpuqur" tes formwtes rerat[tses ouæ d,àl,atatioms liméatre et cibiqwe, bèr1ue

coeffi,ci.ent,

dà rongueur prennent r00 k'om. de ra's - 1' aul0'àaccroissement 25? (coerrcieni 2' une tige de cuivre mesu.e'B mètres Julà a'utitioù;î;;ù;:;,000orib.) àiu iimperature de 0. et g.,00bz à r00. Tlouver le coflicient de dilatarion à;;;;r"t."' 3. Quel accroissemcnr g: de {00. h"zw,)uns tige do fer qui , à 0. , mesure deuxl""ql;;1ni9"ï,'"1passanr rnètres f 1Cr*ïn.i*nt du rr:étal 4. Ramener à 0. la hauteur a,un laromJËqul = 0, 0 000{ 22. ) est 762 miilim. À 2b." (Coeff_ en acrer' en passanr de ^-TT1"ro"'

cient rle tlilatation du

5' un baron u"

I

u

o""i:i;o;

TiP;i"deux

aux volumes E0 et t00 e.ent. cubes" h 100'. (Coefficieni do dilatntion

rrarrs de repère correspondanr

trôver re-vorurnerai;;iià;ù"il"esrraits

"rbid

d'; î"""u =

0,00002b. )

NOTIONS SUR T,AS SCIENCES PHYSIQUES

CHA

ET T{ATURSLLES

PITRE IV

PROPAGATION DE TA CHATEUR la chncle la chaxeur. - lesQuantl on dit corps, à travurs proche en dr proin* propage se leur qu'elle * tiaà.*et par cond,uitibitité. Att r:ontraire, si elle se propug" à d.istance, d'un corps à un autre sans échauffer les ' mitieu" intermédiaires, on dit qutelle se transmet par ra'yorb

t37. Moile de propagation

nement.

t3B. Corps conducteurs. - on appelle corps bons conducteu.rs de la chaleur les substances qui se Iaissent facilemeltt traverser par la chaleur.

Itræ.: le fer, le cuivre, et en général tous les nrétaux. [,es corps maunaùs conducteurs se laissent difiicilement traverser par la chaleur . Eæ.: le charbon, la rnousse, les cendres, le boist

le verre. On met en évidence la clifférence dc conduciibiliiédes t;orps, au moyen del'appareil ù'Ingenhousz (fig.89)' C'est une c;aisse métallique dans laquelle pénètrent des liges de différentes substances enduiles de cire. La caisse étant remplie d'oau bouillante, Ies tiges s'écliauffent par conductibilité ' et la cire fond sur une longueur d'autant plus grande que la substance est plus conductrice.

lrig. 89. Appareil d'Ingenhousz.

{39. Conductibiiité des li-

quides et des gaa. - Les liquides conduisent peu la cha-

icur. sur

de l'eau - Ébullition de la glace' au-dessus

Fig. 90.

Les gar. sont encore

Plus

On peut brûier de I'alcool

d.e

lteau sans que celle-ci

s'écharifl'e; on peut aussi porter à l'ébuilition de lteau contenue t) Ia partie supérieure d'un tube, sans faire fonrlre un morceau de glace maintenu au fond du

tube (fig. 90). mauvais conducteurs que

les

.

PROPÀGAîION DE

LÀ

C}IALEUR

89

liquides. Aussi les corps qui renferment de I'air immobilisé, comme les tissus, la paille, condui_ sent-ils mal la chaleur.

l4t.

Applications.

La

braise

mal éteinte se ronserve- sous Ia cen_ dre, car celle-ci conduit mal la cha-

leur. Le charbon cie bois chau{Té à Itune de ses exùrémités s'allume. tandis que I'autre extrémité ne s'écÉauffe même pas. On peut faire bouillir de I'eau dans une boîte en papier mince, sans brû_ ler le papier, qui cède la chaleur à

I'eau. 0n peut même faire

fondre de r'étain dans Ies mêmes conditions,sans Fig. 91. - Fusion tle l'étain sur une feuille de papier. que Ie papier soit carbonisé (fig. gl).

Les l;lines. Ies tissr-ls, le dùvet, la ouate, protègent contrs

Fig.

Fig.

QZ.

l[ouvement dans un liquide

chauiTé.

98.

r,u*pà'âà"riio"*. l,amp€ de mineur.

le froido parce qu'ils renferment et immobilisentbeaucouptl'air; ils conservent ainsi la chaleur du corps,

g0 Nortotts Êun LEs

ltT NÀTURELI leur pluLes oiseaux résistent à I'action du froid, gr1c9 à enveloppe I'on si r:hauds corlservent *"* Oo"i-. ies atiments sevase qui les contient. Les maisons en ;'"ir",].n;ior" a. laine le Ies cloubles fenêtres et Ies poites,. ;;iq";;t;;es, les doubles scIENcEs PtfYsIQUs$

glace se ao".ïi.* cloisons protègent contre le. froid. La brigues' en glacières des dans il;;; -'1,"" lit de puitt",

conserYe

qui liquides'ne siéchauffent-qu'à la faveur des courants un vase plein chaleur. lâ de Quand I'action sous produisent s,v inférieures deviennent ;t"i,ripr"re sur un foyer, leset couches montent à Ia surface,, pendant s'échau{Iant. en pr"îlààeÀ; t..J du vase (fïg" 02)' f.*''couches froides tlescendent a* fond .c;;;"u"urogo. procluit les courauts marins" Ûi. -'tjn* la partie toite rnetittique posée sur une flamme en éteint qui traverscnt" la gaz les rcfroidit supérieure, parce qu'elp

"*l;-îiip,r'a" Di,tv (fÏg' 93)1.9r.nilovée par les rnincurs' est rles toiles rnétalliques tle ne #-d;ii;ation de Ë*tt*"propriété par une ilaÎtme'

fo"ooii être traversées envoient de la chaleur {.4{.. Rayonnement' - Les corps chauds chaleur rd"llon'na'nte, appelée chaleur, cette directions" a"ir footeries droite' ligne en propage se ""d"'âpp"f b d,tâtherntanes les corps qui se laissent traverser'aisé(ces derniers' *;; Ëi Ia chaleur' Eæ' : le sel gemme' les gaz' I'air pà"- f'- chaleur lumineuse ::Ït"T:*l.. Lescorpsathernxd,nessontceuxr;uineselaissentpasfacilementtraver. pierre, I'alun solide ou en dissolution. ,";;;"iJ"h.l*o". En. : te bois,la 'verre, laissent passer- Ia- chaleur lumique le tels co5ps Certains ' ils sont donc 4iathermanes pour obscurel chaieur o"ir", *"i,

"-àn'fu et atherrnanes pour la chaleur obscure' Cette la chaleur lumineuse, a"ns les cloches en oerre des jardiniers, dans les p";p"ùé "=iolili*Jà en verre' couvertes serres "" placés I'un ir;;gi"". _ Le froid ne rayonne pas; mais deux_corps

àcôtédel'autreraYonnentde'lachaleur;lepluscha''rlenraYonne e' reçoit plus qu'i1 n'en

et se refiâiait, rayonne' et s'échauffe'

davantage

le

moins chaud

:l42.Pouvoirrayonnantouémissif._.Leplott'uo'i,rénûssifd,un de lui' Le p"op*iaié qu'il a de rayonner de la chaleur atrtour

" nature du corps, "o*^p"lrif i",,'".i" o*ilsif',laplnàdela

de

conleur, ctc. Une

^sa surface rugue'use^'Javorisent Ie pouvoir ffiË; ;;i*;"-f;n"e", o'est pourquoi fai[le; émissif un_pouvoir ont polis émissif. Les métaux vases en métal poli conservent plus les substana", *rrt.ioes dans dàs qu-i sont dans des vases en terre. i;Ë;p, ieur ctrateu{ ltue celles céruse sont les substances qui posLe noÛ il,e lumii et li ut*rrc d,e émissif' pouvoir grand plus le sèdent la prqnotttyt'1' 443. Fpuvoir qbgorbant' : On appelle chaleur rayonpar "7bs^u'^bnnt la pénétrer se laissev de corps les q" à"t p*iti+,

otn

pltopA,GÂ,uor"{ rJJ'

LÀ

utrÀLEuli

.

gt

[ante. Le pouv'ir érnissif ri'un co-rps est dgal à sorr pouvoir absor.bant. Les corps rusueux

coule'r foirede ,rit ou g.antr pouvoir absorbant. pouuott'-rëflccteur est la propriété - Le,oirro,yer lcs corps, ùc réflécrûr'ou les rayc,ns carorifitlues qui et tre

'l&rr' Pouvoir réflecteo.r: 11u'orrt

.errco'trerrt ]eur s.rface. Les co'ps blaËcs ou à suïface poliu sor.t cou. r1u_i ont le plus gr':rnd pouvoir réliecteur. Les rniloirs ardents (fig. g4) sont de"s miroi.s concaves jouissant

Fig. 94.

- Miroir ardent.

Fig.

95.

Calorifëre â eau chaude.

de-la propriété de réfléchir la ciral.,ur du s,rlcil et de lu concentrer en un lroint qui est dit le folyer drr rniloir. Àl'aided'un rniroirardentexposé au soleil, on peut cn{lnrrrmcr un oorps cornbustible placé au rù*".

!&5. Appareils de chaulfagû. Chenti"nées. - Une bonne che. n'rinée doit avoir une sec-tio-n assez -grande pour l'écorrlcment conrplet des protluits gazeux r:t de la fumdc du lbyer, mais pas trop grande à cause dr:s courants rlescendants qui pourriicnt rarneirer unà partie rie la lumée dars les appartenrents 1 .one éléaatiort, sr,ffisantepoir active' le des prises tl'air pour alimenter je fover.' -tirage 1 Le rnouvement ascendant se produit par I'air cLaud, qui a une densité rnoindre gue I'air exté-rieur. - Le tirage clépenrl de iatempailature d,u foyer, de Ia hu,uteu,r de la che,minée et de-|,état d,e l,,atmosphère, Poêtes ardinaires. Les poêles sont des foyers entourés d'un corps

plus ou moins conducteur, qui échaufle par iayonnement l,air et lôn

g2

NOTIONS SUR LES Si)IENCES PI{YSIQUES ET NÀTURqI'LE$

Ils exigent,un bon tirage, une bonne cheminée et sufflsantes iu-clessous du fô1er.. Ce systèrne de chauf-

corps environnants.

ààr-prirl. a;air

fage'est plus économique, mais rnoins hygiénique que le précédent' ca,lori,fères à aÛ chu,ud. - Les calorifères à air chaud comprenn_ent on-fà-y""'central échauffant une grande -quantité cl'air, .qui est conduit les appartements, ou il pénètre Ë-àtr tuyaux distributeurs dais tous chaud doit ôtre humide. Des prises il; J; boïches d,e chaleur.'I'air s'ouvralùt à I'extérieur, assurent le d,'air ou bouches d,e déqtart,

I'air des appattements' Ca,tmifèretùeaueha,ud,e.-Cescalorifèressecomposentd.'un de foyer contenant un nooittuo" plein d'eau-(fig' 95); un systèrne tules ernmène I'eau ct a"aeo qui mo'te à'càuse de sa densité plus

renouvellelnent de

dans les faible; cette eau travense des enveloppes métaltiques placées par un autre le bouilleur dans descend elle refroidie , I on "pp""i.*"nts triËe. Ces calôrifères donnent une température constante, douce; les utilise dans les serres' corpe la chaleur ? QuEsrroNNÀrRE. - Comment se propage - Qu'appelle-troo *""U"is'condùsteurs de la chaleur? D'nnez-en des bons Conducteurs et métal' "otp. Quelle propriQté présentent les toiles u*àropfu* et des applications. - itriatherrnanes ët cor'Js t,lw*rna^es ? ()itez'e* qw'apgtell,à4'or, ,o,tr,, qo"Ët tre po*

-

powrquoi l,eî seftes sont-ellÆ| oi.trëes? - Défr'nissez pouooîr obsorbomt ot 16 powl)oir féf.ecteilr. --Qwel's somt lca âppi,tcli.c ila chavfagc, et aornrncnt fon+tlownnt-ils ?

dis enernqttes.

ooir

émisstf

pri*tio"'

,

-

te

CHAPITRE V FUSION

-

SOTTI}IFICATIOI{

I.

-

-

DISSOTUTIOI{

tr"usion"

La fusion est le passage d'un corps de sous I'action de la chaleur' liquide I'état solide à -t'éiat -n."*q"r sont fu.sibles ; ceux qui résistent aur tous les "ô.ps sont dits rëfractaire.s ( chaux I plompf"* ï*t*s températuràs eto. ). bagine, ilÛus possédions Ï;; pius puissants foyers c-alorifiques quevoltaic{ue' l?arc et gaz oxyhydrique, à sont leïhalu**au pas, rnâis Certains corps, corime là c-hairf le bois, ne fonderrb chaleur" Ia de I'aution sous décomposent se {47. Lois de la fusion. -- {.ro Loi' - Un mëme co''ps entre touiours en fusiom ù, la même temXtérature' d'um corï)s iy|este le même penilent 2o Loi. - La tempërature touÉe la ilwrëe d* sa fusion' {46. Définition.

trUsION

-

SOI,IDIFICÀTION

_ DISSOLUTION

93

La température à laquelle se produit la fusion d'un corpr

s'appelle le point iln fusion de ce corps. La constance de la ternpérature pendant Ia fusion de la glace

est mise à profit pour la détermination du zéro, dans la gra, duation des thermomètres centigrade et Réaumur. La première loi suppose gue le corps est soumis à une pression

constante. Le point de fusion varie, en effet, sous I'rnfluence des variations de pression. En général, les corps se dilatentenfondant.Alors la pression fait obstacle â la fusion, et à mesure que la pression augmente, le point de fusion s'élève. Certains corps, tels que la glace, font exception à cette règle; ils re contractent en fondant. alors la pressionfavorise la fusionl et quand la pression augmente, le point de fusion s'ahaisse. D'après la seconde loi. un corps ne peut fondre sans absorber une certaine quantité de chaleurl mais cette chaleur employée à la fusiorr d'un corps n'élève pas la températurel elle perd sa quilite de chaleur et devient, pour ainsi dire , latente.

:148. Regel. - Quand on presse fortement I'un contre I'autre deux morceaux de glace, ils se soudent I'un à I'autrel c'est ce phénomène qui porte le nom de regel. Sous I'influence de la pression, il se produit, aur points de contact, un cornrnencement de fusion I mais dès que la pression cesse, I'eau de fusion se solidifie de nouveau, et les deux moiceaux de glace n'en forment plus qu'un. , Quand on comprime fortement de la glace pilée, dans un moule formé de deux calottes sphériques, on en retirè une lentille de glace homogène, transparente. Il y a donc eu fusion, puis solidification. Les glaciers sont produits par I'agglomération des neiges. Compriméc sous son propre poids, cette neige fond en partie, puis elle se solidifie en une masse compacte. C'est par Ie phénomène du regel qu'on erplique la marche des glaciers.

II. _- Soliditication. 149. Définition. nomme solidification le phénomène - On inverse de la fusionr c'est-à-dire le passage d'un corps de l'état liquide à l'état solide. l"o Loi. Un corps se solid,ifi,e toujours ù Ia même tempéra-

- de solidification est lc mêm,e que Ie point (le poi.nt fusion. 2s Loi. La température d,'un corps reste ld, même pendant towte la d,urée d,e la soliili.ficution. La première loi n'est vraie que si le corps est pur. L'eau de mer, qui contient iles matières étrangères, ne se solidite qu'au-dessous ture, et

le

de 00. 4^

94

NortoNts sun [Ës gcIENcÉ$ PHlstçuss

ar

I\ÀI'UHIcLLE$

Comtne on lle peut fontlre rin corps qu'ett le chau{fattt, ou rnieux en lui fournissant de la chaleur, de même oti solidilie un colps en le refroidissant, c'esl-à-dire en lui retit'artt de la chaleur. Le corps res* titue pendant sa solidi{ication la c'halcur qu'il avait absorbée pelrdant sa fusion. La seconde loi dc la solitlilication sigrrifie que cette chaleur qui se dégage; tloit être enlevée, poul ainsi dire, au fur et à mesure par I'elIet du réfrigdrant; la tetnpér'atttre ne pouYant pas s'abaisser tant gu'une partie du corps n'est Jr4s solidifiée ,

Changements de yolums gui accoup*{nent lo ohangement volume; par - Les corps en se solidifiant dir'fnuent de conséquent, leur densité augmente. Cependant quelques-uns' Iteau par exemple, augmentent de volurne par la solidiflcation. La glace a une densité de 0,92; c'est pourquoi ells flotte sur I'eau. Ltaccroissement de volume qu'éprouve I'eau en se congelant peut produire des effets nrécaniques d'une puissance extraordinaire. Si on expose à la geiée un vase à col étroit complètement rempli d'eau, Ia parl,ie supérieure gèle d'abord, forn:le bouchon, et la solidiiication du l'este de la masse produit une expansion qui déterrnine inévitablement la rupture du vase. Cette dilatation de I'eau par la gelée peut causer la pulvérisation des pierres dites gdliues, et le cléchirement des raisseaux des planteso

d'état.

des c
t$O. Maximum d6 densité de I'eau. - L'e&u, à /ro au-dessus de zéro, est à son maximum de densité, c'est-à-dire à son minimurn de. volunle. Quand I'eau se refroidi[ jusqu'à 4o, son volume diminue; si clle continue à se refroidir au-dessous de 4o, son volume augmente. L'appareil de Hope {fig.96), qui perrnet de constater ce fait, se compose d'uneéprouvette entourée â sa partie rnoyenn€

d'un manchon M, et munie de deux thermornètres et t/ dont Ia tige traverse Ia oaroi, I'un à la partie supérieure de l'éprouvette, I'autre à sa partie inférieure. L'éprouvette étant pleine d'cau â la température ordinaire, on remplit Ie manchon d'un mélange de glace et de sel marin. On voit alors le thermomètre inférieur baisser rapidernent, tandis que I'autre restestationnairel c'est donc que I'eart devient plus É

dense en se refroidissant, puisqu'eile tombe au fond. Quand le thermomètre infdrieur est arrivé à 4o, Fig. 9li. il reste à eette températune I le thermomètre suMarimum do densité périeur cornrnence à descendre et marque succesdo I'oau. sivement 4o, 3., 20, lo et enfin zéro. Les couches liquides étant placées par ordre de densité (no 76), o'est donc à .[0 que I'eau atteittt sns rna.xinntrn
SUSION

-

SOLIDITICÀTION

_ DISSOLUTION

g5

C'est pour cette raison que I'eau du fond des lacs et des rivières n'est jamais à rrne tenrpérature inférieure à 40, ce qui permet aux poissons de se soustraire aur froids rigoureux de I'hiver. C'est encore ce qqi explique

pourgucli les couches supérieures tle I'etu d'une carafe se congèlept toujours les prernières, même quand on refroidit la carafe par le fond.

III.

-

Dissolution"

{Sl. Définition. - On appelle dissolution la fusion d'un corps solide sous llinfluence dtun liquide auquel il se mélange. Ainsi un nlorceau de sucre se dissout dans I'eau. Le résultat, est une dissolution On dit que tre sucre esL solublc dans I'eau, ou que lteau est un dissoZoant du sucre. L'eau est le dissolvant ordinaire; mais certains corps, tels que le fer, la craier ne se dissolvent pas dans I'eau. Les graisses, insolubles dans I'eau, sonf solulilss dans I'ammoniaque et dans la benzine. Le soutre se dissout clans le sulfure de carbone. Les corps ne se dissolvent pas également à toute température; en général,la chaleur favorise la dissolu[ion. Aussi I'r:au à 100o dissout {0 fois plus de salpêtre gu'à 20o. {52. Saturation. - Lorsqu'un liquide contient tout ce qu'il peul dissoudre d'un corps, on dit qu'il est satu,t'é de ce corps. Saturé d'un premier corps, Ie liquidc reste 4éanmoins capalle d'endissoudre un second.

153. Mélanges réfrigérauts. Err général, Ies dissolutions absorbent de la chaleur et refroidissent les corps environnants I elles prennerrt le nom de rrtélanges réfngéronts quand ce refroidissement est considérable. Ainsi I'azotate d'ammoniaque mélangé avec un poids égal d'eau froide abaisse la température de 26o; huit parties d'acide chlophydrique et cinq de sulfate de soude produisent un abais-

sement de température de 270; une partie de sel mariit et deux.tle nt:irrr. ou de glace pilée dorrnent une tenrpérature de 90"; un rnélange d'dttier

-

I'ig.

97.

-

Glacière"

rlt' lirz c,u'l-rttnirlur: solir,le l'alr;rissr: à *'1J0,'. '1i1.'1.. GiAûicre des familles. * Lt tlLttrii:t'e dr's fanr,ille,s (fig. g?) se enltli)us{l dc rlettr vit:io$ c(rlIc()ttLi'ir1ur's I orr rrrr:1, rlltts lc v;rsc intér'icrtr

cL

96 NorroNs suR LEs scrpNcEs prrrsreurs

ET NATURET.LEs

l'cau ou le liquide à congelerl dans le vase ertérieur, un mélange de 3 parties de sulfate de soude et de 2 parties d'acide chlorhytlrique. lt suffit alors d'agiter le mélange réfrigérant, à I'aide d'une manivelle, pour ddterminer la congélation du liquide contenu dans Ie vase central. 155. Dissolution dos gaz et des liquides. 1o On donne encore le nom de dissolution à I'absorption d'un gaz -par un liquide, Ainsi, I'eau do Seltz artificielle est une dissolution dc gaz carbonique dans I'eau. La quantité de gaz qu'un liquide peut dissoudre varià en sens inverse de la température. Ainsi, sous la pression ordinaire, I'eau à 15 degrés centigrades dissout un peu moins de 800 fois son volurne de gaz ammoniac, tandis qu'elle en dissout plus de 1000 fois son volume à 00. Il suffit de chau{Ier une dissolution gazeuse pour chasser tout le gaz qu'elle renferme. A une même température, la quantité de gaz qui se dissout aug-

mente avec la pression. 2o Le mélange de deur liquides prend aussi quelquefois le nom de dissolution. Àinsi, on dit que Ie sulfure de carbone èst insoluble dans I'eau, mais soluble dans l'éther I que I'essence de térébenthine dissout les huiles.

d56. Cristallisation. - La cristallisati,oæ est le passage à l'état solide d'un corps dissous ou fondu, Iorsqu'il prend une forme géomd-

triquerégulière (Qhimie,

no

{6).

QunsrroxN.LrRE. Qu'est-ce que la fusion ? eu'appelle-t-on corps réfrectairea ? Énoncez les lois de la fusion. A qwoi esi d,û,' îe pnAmotnème-ilw regel,? pourquoi Ia conQu'est-ce que Ia solidilication? Quelles en sout leelois? gélation de I'eau brise-t-elle les veses? Qu'entend-on en disant que I'eau ost à sou maximum ds densit6 ? A quelle température atteint-elle ce mâximum ? Comment le oérifie-t-on ? Quel,Le est en hûser Io températwre i!,w fond, d,es locs? et donnez-emla raison. La températuro a - t - ello quelque infl uenee sur Qu'appelle - t - on dissolution 7 la dissolution? Quanil u,n liqwtd,e est-it, satwré il,'wn corpts? eu,ast-ce

-

-

-

-

-

-

-

Eæempl,es. - Les gaz stnt-il,s solwbtps d,ant Quclle æt l,'actiom il,al,achal,cvr sur Las ilissotrutioms il,es gosl

qu'un, mëlange- réfrigérant?

lcs liquidet

-

? Qu'cs1-ça quc la

-

cristolllsat[on,

CHAPITRE VI FORMATION DES VAPEURS

f.

-

-

ÉVIPON.IUON

Formatiorr des vapeurs dans le vide.

- 167, Expérience. - Lorsqu'on introduit une goutte de liquide dans la chambre barométrique,le liquide se vaporise instantanément, et le niveau du mercure baisse aussitôt. on peut donc formuler cette loi z Do,ns le aide, um liquide sc aapnrise imstamtanément, e,t sa uspënr acquitrt unc fwce éla,atique, cornn.de un gqr.

tonr[ÀTroN DEs vÀpEURs

- Éveponlrrou

97

Ia tension de la vapeur est mesurée par la dépression de la colonne barométrique.

{58. Tension nnarimum. - {.o La force élastique de la vapeur n'augmente pas indéfiniment. Quand I'espace uid,e en est sa'turé, la yapeur ne se forme plus, et il reste un excès de lic{uide au-dessus du mercure (fig. 98). A ce moment, la vapeur anne tensionon force élastique ntaæintum, qu'elle ne peut dépasser si la température reste la mêrne. La vapeur est dite alors soluror.r.te. Mais si on chaulTe Ie tube, le liquide donne encore tles vapeurs, et la tension augmente. La tension maximum dépend donc de la température. 2o La tension maximum n'est pas la rnême pour toutes les vapeum. Ainsi, trois tubes barométriques étant disposés Ies uns à côté des autres.

si I'on introduit rlans I'un de I'eau, dans le second

de I'alcool et dans

lc troisième de I'éther, on constate que la force élastique de la vapeur d'éther est plus grande que

celle de I'alcool, et celle-

ci plus grande que celle de I'eau.

D'une manière générale, à une température donnée, la tension de la vapeur est d'autant plus grande que le liquide est

plus volatil.

Fig. 98. Vapeur saturanto.

la vapeur est slturante, si on soulève le tube dc manièra à augmentcr le volume de le vapeur, une partie du liquide se vaporise aussitôt. Si, au contraire, on enfonce le tube, une partie de la vapeur nepasse à l'état liquide, de sorte que dans les deur cas la hauteur de la colonne mercurielle conserve la même valeur (fiS. 99). Le tube semble glisser simplement sur la colonne de mercure. 4o Si la vapeur n'est pas saturante, ses variations de volume et de pression suivent sensiblement la loi de Mariotte (no g6). 30 Quand

Itr.

-

Évaporatlon.

159. Définition. - L'&saporation est la transformation d'un liquide en vapeur, à la température ordinaire. Un liquide s'évapore d'autant plus rapidement qu'il est plus oalatil. L'eau est moins volatile que I'alcool; celui-ci I'est moins que l'éther.

98

NorIoNS sup, LEs scIENcEs p4yslgpns ET NÀTURELLEs

Si la vapeur ee forme dans un espace illimité, l'évaporation se continue jusqu'à ce que tout Ie liquide soit transformé en vappur ; urais si I'espace esf limité, l'évaporatior] s'arrête quand le milieu ambiant est saturé de vapeur. 16O. tauses qui lavorisent l'évaporation. Ces causes sont: L'étendtu,e de la surface du liquide.- Ltévaporation est d'autant plus rapide que la surfhce est plqs grande. On utilise

lo

cette propriété dans les séchoirs, daps les marais s4lants, les bâtiruents de graduation pour I'ertraction du sel. 20 L)éUudtion ùe la température. Le séchage des tissus et du papier se fait à I'aide d'un cylindre chauffé intérieurement par un courant de vapeur dteau. 3o L'agitq,ti,on d,e f air, qui renouvelle les couches déjà saturées. Un vent sec et chaud sèche rapidement le linge. 4o La d,imi,nutiond,epression Un licluide F'évapore d'autantplqs rapidement que la pression qui s'exerce à sa surface est plus faible. 6o L'état d,e sécheres$e ou d'humid,ité de llair. Lc linge mouillé sèche difficilement, par un temps humide. La transpiration cntanée est abondante quand I'atR+osphère est sèche, et presque nulle par les temps humides. La vapeur d'eau atmosphérique n'a d'influence gue sur l'évapotation de l'eau, et non sur celle de tout autre Iiquide; l'éthep, le sulfure de carbone, par exemple, s'évaporent aussi facilement par un terqps humide que par un temps sec.

{6'1. l'évaporation refroidit lsË corps. un liqqide - Quand il emprunte de la chaleur aux corps environnants. L'expérience de Leslie, qui met ce fait plr

s'évapore,

évidence, consiste à placer, sous le récipient de la pachine pneumatique, une rondelle de liège enduite de noir de fu-mée, sur laquelle on a versé un peu d'eau, et placée au-dessus d'un récipient contenant de I'acide sulfurique (fig" 100). Quand on fait, le vide, l'évaporatioq s'eË fectue rapideryent, et lB fpoid qu'ele pradqit ne tarde pas à congeler ce qui reste d'eau Fig. 100, - Congélation de I'eau dans le vide.

non évaporée. L'acide sulfurique absorbe la vapeur d'eau qui se fqrqe, et empêche ainsi la satura-

tion de I'espace limité pap la cloche. I.es vases .poreux conservent I'eau fralche en été, p4pce que le liquide qui suinte à travers lerlrs parois ,s'évapqre à

funuÀTroN DEs vapEURs

_ ûvtpone'rrox

gg

Itair,'[

ernprunte de la chalcur au vase el, à r'cau (alcarazac). Lorsque le corps humairr est en sueur, il faut éviier les cour,ants d'utr, qui amèneraien[ un refroidissement l,,rusque, par l'évaporation rapide tle la sueur, et pourraient ainsi exei,:er une funeste influence sur I'appareil rospiratoire. o'est pour sû garartir contre ces refroidissernents que l'on fait usage de vêtements de flanelle"

",:

l:/i:i!i;:,;. /.),,n:,1 *./,t,.: t .t, : . ' ,,. !-ig. 102. Production de la glace -par évaporation do I'qmrasaiaqus.

L'appareil Camé, çui sert à la production artificielle de la glace,

est une application de I'expérience de Leslie.

Un levier L (ûS.{01) actionne le piston d'une

machine pneuma-

tique à un seul cylindre F qui fait le vide dans une carafe C renfermant de I'eau, et adaptée au conduit À. Un récipient en plomb R contient de I'acide sulfurique sans cesse agité par le levier l, et destiné à absorber la vapeur d'eau qui se produit. Quand

Ia pression est suffisamment basse, I'eau de la carafe entre

en ébullition et ne tarde pas à se congeler. M. Carré a imaginé un autre appareil , dit ayspareit ù gaz antnwniac, qui se compose d.'un réservoir à paroi soiide, renferrnant une tlissolution aqueuse de gaz amrnoniac À-(fiS. 102). Ce réservoir com-

munique avec un récipient

C,

hermétiquement clos, ayant la forme

d'un manchon, au centre duquel on peut placer un vase E contenant le liquide à congeler. Quand on chaufre la dissolution 4,, le gaz anûrnoniac se déglge de la

NorIoNs sun LEs ScIENcIIS PHTSIQUES ET IqÀTURuLLlls dissolution 1nr {55) et vient se liquéfler dans le récipient C; puis' quand on cesse de chauffer, ce g z liquéfré s'évapore rapidement, se ridissout dans l'eau en A, et piotluit un froid considérable qui fait congeler le liquide placé dans le vase central.

100

Qucsrrolqr*.LlRg. - Qu'arrive-t-il quand on introduit une goutte de liquido la chambre barométrique ? - I'a il,êpression il,e la eolomne il'e ntercure oug' mente-t-el,le toulours à-mesure qw'om i,mtrod'wf't d,c mouaellns gouttes d'c d,éltressî.om r1,épenil,'el,le il'e la terqtératwre? - Poûr u"r6 tiqwtd,e? - Cette mlêmd tempëra,twre ,là d,épressi'on aarl,e't'elle s,aec l,ema'tu,re d,u liqwiilc ? Corn' tnent 16 ierifrt-t-on? -Qwand, d,it-om que lonapour ast satwr1'mte? - Pat qwelte eæytél'iemce rnomtre-t-Otu Eue pour wtue ternpéra,ture il'étermimée uvlÙe Db quo l'évap_oration? Fteur saturamte a, u,ne tensiott imuariable ? - Qu'est-ce L'évaporation d'un liquide se continue-t-elle indéIiniment? - Quelles sont les croruË gui favorisent l:évaporation? - Donnez-en des applications' - En quoi consiste I'expérience de Leslie ? Que prouve-t-elle ? - Décrioçt tres ikwo a4rya' reilt Cqrré powr Ia fabrication ùe la gloca,

danS

CHÂ Égut

PITRE VII

uuo::, r.

-

-

coNDENSATIon

Ébutlition.

{69. I}éfinition. - L'ébuttition est le passage tumultueur d'un liquide à ltétat de vapeur, Pâr lteffet de Ia chaleur' sous

forme de grosses bulles de vapeur qui naissent au contat;t de la paroi chauffée, et viennent crever à la surface du liquide. {63. Lois de l'ébultition. - Le phénomène de l'ébullition est soumis aux trois lois suivantes : {.t" Loi. - Un ti,qwide, placé dans des cond,itions inuari,ables, cornrnence tottiours ù, bouittir à Ia même température. Ce\t's température est ce qu'on appelle son poi,nt d"ébullit'ion, La température d'un liquiile reste eonstante pen' 2" Loi. ilant towte- la durëe de I'ébulli,ti,on.

à bouilti.r Euq,nd la teræion Loi. - Un ti'quid'e cornnxence sa ûa[)eur est égale ù, Ia presnon qu'il tu'pporte. t64. Influence de la pression. - Il résulte de la troisième loi que; si Ia pression diminue, Ie point d'ébullition s'abaisse. tl'est ce que I'on démontre au moyen ùt ballon de Franhlin. on fait bouillir de I'eau dans un ballon, de manière à en chasser I'air; puis on Ie bouche et on le renverse comme I'indique la ngure tOZ. Si on Yerse alors de I'eau froide sur la partie supé30

d,e

Ésut,r,ltlçx-

- coNDENsÀTIoN

{Ût

fleure. la vapeur qui surrnonte le liquide se condense et détermine une diminution de pressio{r ; on voit aussitôt l'ébullition reoomlnencer. Quand un liquide bout à I'air libre, la force élastigue de sa vapeur est égale à la pression atmosphérique. On le constate au tnoyen d'un petit tube À' (fig. {0&) analogue à celui de Mariotte (no g6). On intro-

F!g. 103. Ballon de Franklin"

duit un peu d'eau à la partie supérieure de la branche fermée, et on le place dans la vapeur d'eau bouillante. L'eau ciu tube entre ellemêrne en ébullition, et la tension de sa vapeurfait descendre le mercure dans la branche fermée, 3'usqu'à ce que les uiveaux soient à la même hauteur dans les deux branches I ce qui prouve que la vapeur emprisonnée dans le branche fermée exerce, à _la surface du merorru press[on égale à celle que supporte le rnercure dans la "u"à, branche ouverte. c'esi-à-dire égale à la pression atrnosphérique. L'eau'froide entre toujours en ébulliiion, quelle que soit sa température, pourvu qu'on réduise suffisamment Ia pression qui s'exerce à sa surfâce. C'est èe que I'on observe dans le fonctionnement de l'appareil Carré (no {61). quarid la pression augmente, le point d'ébullition s'élève. Ainsi. soù l" p"errion de deux atmosphèrer,I'eau n'entre en ébullition qu'à 120o. L'âau des génerateurs des machines à vapeur peut donc n'être pas en ébultitioir, même à une température supérieure à 1000, à ôause de la pression que la vapeur exerce à sa surface. Dans les laboratoireJon constate ce fait au moyen dela ntarrni,te de Papin (fig. 105)1 réservoir clos, à parois très solides, dans lequel ['cau peut-être portée à plus de 1000 sans bouillir.

'ttrl NorroNs sun LEs scIIxNcEs

plrtsreu.Es Ë's NaTUnsLLtrs

La marmite de Papin sert dans I'indust'ie, sous le norn ù'autocl.qua oa de di,gesteu,r, à ertraire la gélatine tles os. ,Lo 165. Causes qui _mod'fieut le point d'ébullition. L,épaisseur de I'a couche liqui'de' La vapeur formée au-foud tlu vase a besoin, po'r soulever le liquide et s'échapper, cl'acquéilr une ten-

sion dgale à la pression atlnosphérique

augrrrerrtée tle la pression exercde par la couche liquide.

La présence rle bultes de gaz uu clu li.qui.d,e. clui a bouilli - L'eau pendant un certain temps et. qui, par constiriuent, a perdu tout I'air qu'elle 2o

se'rn

renfermait, bout à une température supérieure à {000. C'est encore pour cette raison que, dans certairm vâses, colnrne ies ballons en verre, prr exernple, l'é-

builitiorr se fait rnoins facilernent que dans rl'autres, parce gu'ils retiennent moins d'air contre leurs parois. Fig. 105.

-

l\Iarmite do

3o'['es str'bstances tlissou.tes, -*Les sels parrin. ' cn dissolution retardent I'ébullitinlr. I.'eau

de mer bout à103o; I'eau saturée de carbonate de potasse ne bout qu'à lBbo.

'f66. Bain-marie. La constarrce de la température pendant l'ébulliiion est utilisée -dans le chauffage aa bai,n-niarie. Âirrii, pour maintenir constante la r_empérature d'un liquicle, il suflit .ie l,ioiiger le vase qui le contient dans un autre liquicte convenablernent'ciroisi, que I'on maintient en ébullition^

II. * Condensation et liquéfactiqrn. 167, Définitions. La conilensation est ie retour d'une Itpgtrf à l'état liquide ; la li,quéfaction es| le passage d'un gaz à l'état liquitie.

On donne plus spécialement le nom de oapeur.s aux corijs gazeux qui existent ordinairement à l'état liquide ou solide (eau, soufre), et on réserve le nom de .qnz pour ceux qui existent orclinairenient, à l'ôtat gazeux (hyclrogr\nc, gaz r;;ii.lroniquc). On emploiera clc préfércncu lo rnoI eon.tlertst+tiorù t)r)Lrr les lrrenrir,rs, ct celui cle liqud.factioia pour les seconcls. Le pa.ssage d'un liquide à l'état gazeux étant généralenren[ lc résultat d'une élévation rle températuro oLr cl'une tlirninution ric plession, Ie lctour à l'état Iicluirle s,oht,iendra, lc plus souvtlnt, par une auglueirbation de pression, par. urr ahaissomcnt de température, ou par. les rleux moyens combinés.

SsuFnlrlon

- cqNDENslrroN

tOS

Il est à remarquer qu'au-dessus d'une tetrlPorm cRlrrQUE. pératrrre déberminée pour chaque qaz, et appe.lée point ctitiqge d* ce É1a2,, aucune piession. si fortequ'elle soit, ne peut détep-

-

miner la liquéfaction.

t-iquéfacti,on cl,es gez. - La plupart des gaz se liquéflent aisétnent qrurrà on les refroidit ou qu'on les comprirne. Quelq.es--'ns cepentiant. I'hydrogène ,l'azote, 1'oxygène , ont résisté pendant.longtempsà toutes les teritatives de liquéfaction parce qu'on s'appliquait moins à les refroidir qu'à leur faire subir' tles pressions énormes. On finif par admett"e qù'ils ne pouvaient pas être liquéfiés, et on leur donna le nom de gaz Permanents. Mais, en18Z?, C^itl"tet et Pictet pArvinrent à réaliser des températures inférieures aux points critiques de ces gaz: (- 1{$o) pour I'origène, (- l45o) pour I'azote, (-æa"; pour I'hydrogène. Dès lors tous lis gaz purent être liquéfiés sâns difficulté.

{68. Distillation.

La d'istillation a pour but d'isoler

les

produits volatils des corps. Cette opération s'effectue en vase de la chaleur. I'action sous slos. et On distille I'eau pour I'avoir pure ' le vin pour en extraire I'alcool, le bois pûûr avoir I'esprit de bois et le vinaigre de bois, la houille pour obtenir le gaz de l'éclairage. I-orsqu'ôn soumet à ta distillation un mélange de plusieurs liquideCo ceux-ci se vaporisent suivant I'ordre de leur tempéra-

tuie de vaporisation ; c'est pourquoi on peut séparer I'alcool de ['eau que contient le vin. (Distillation fractionnée.) !69. Alambic. - L'alambic (fig. 106), Qui sert surtout à Ia

Nig. {0ô.

-

Àlarn}-ric.

ûistillatiorr de I'alcool, se tompose essentiellement rl'une chau-

{0{

NorIoNs suR LEs scrENcES pnysreuts ET NÀTURELLEs

A, d'un chapiteau B et dtun serpentin S, refroidi dans un vase E rempli d'eau froide (réfrigérant) ; un dière ou cucurbite

tube F amène I'eau froide au fond du réfri,gërant. Le tube extérieur T laisse écouler I'eau chaude, qui monte à la partie supérieure de I'appareil.

qne i'ébullition ? Qursrror'lwa.rRn. - Qu'est-ce - euelles en sont les lois ? _ Quelle est I'influence de la pression sur la température d'ébullition ? - eue d6dontre I'expérience du ballon de Franklin ? Qwel,tre est l,a force étastiqwe ile La

- Powrqwot l,eaw ms b,owt-el,ta ltapeur d,'un ltqw,iile gwi bout à l,'air l,ibre? pas d,uns la warrnite il,e Paplm aussitôt que l,o températurê il,ëytasse 100. ? _ Pourqwoi l,'ébul,lition il,eaiemt-elle il,e plws en plus d,ifft,cite à, snesure qw,el,ie - Quelles sont les ca,uses qui moil,ifr.ent l,a poi.mt d;ëbwtl,i,ti.on?_ Qu'est-ce qu'wn bain-rnarie ? A quoi sert-il, ? Qu'est-ce que la condensation?- Dans quel cas emploie-t-on le mot liquéfaction? moyens obtient-on généralement le retour d'un corps gazeux - Par quelsQuappelle-t-ou point critique d'un gaz? à I'état liquide? - e1t'.ry)pelai.t-on gû.2 perrnd/nents? que la distillation? awtrefois - Qu'est-ce - euelles sont les di{Iérentes parties d'un alambic ? sc ltrod,wtt?

CHAPITRE VIII HYGROM ÉTNTN

f 70. Obiet de I'hygrométris. - L'hygrométrie a pour but dc

déterminer l'étai de sécheresse ou d'humidité del'atmosphère. Quand I'air est saturé de vapeur, tout abaissement de températrrre ou toute augmentation de pression arnène la condensation d'une partie de cette vapeur. En général, I'air n'est pas satuqé I il n'est pas non plus complètement sec. C'est ce que I'on observe en exposant à I'air des substances hygrométriques, c'est-à-dire capables d'absorber la vapeur d'eau. Par exemple, si I'on équilibre sur le plateau d'une balance une assiette renfermant du sel de cuisine ou mieur de Ia potasse caustique, cette substance s'imprègne d'eau empruntée à I'atmosphère, et l'équilibre ne tarde pas à être rompu en faveur du plateau qui la supporte. On appelle fraction, d,e sa,turutimr ou état hygrométrique de l'air le rappwt de la temsion actuel'le de la vapeur d'eau à la tmsi,æ mq,æinurna correspondant à la même température :

e_

+.

l"ppo* du poids p de Ia vapeur L'état hygrométrique est égal "o d'air, au poids P qui satured'eau contenue dans un certain volume rait ce mêrne yolume à la rnêm.e températurr.

t{Æ

HTGROMETRIE

Pcur obtenir l'état hygronrétrique, il suffit donc de déternûner ou pi les tables de tension donnent F1 le calcul donne P. L'étathygroméh'ique dépend non seulernent de la quantité de vapeur ti'eau contenue dans I'air, rnais encore de la température.

f

{.7{.

Hygroscopes.

Les hygrascoptes sont des instruments qui

indiquent approximativement l'état d'hurnidité ou de sécheresse de l'airl ils sont basés sur la. propridté qu'ont les cordes et les boyaur tordus, de se détordre sous I'action de I'humidité.

4.72. Hygromètres. - On appelle hggromètres des instruments qui servent à tléterminer l'état hyg'rométlique de I'air. Les Jrrincipaux hygromètres sont I'hygromètre à cheveu ou de Saussurc, I'hygromètre chimique ei les hygromètres à condensation. L'ltyEt'ot'tr,i:tre d,e Sau,ssue g$€usement dégraissé, firé en

Fig" Hygromètre

107.

i

eheveu.

(fig. {07) se compose d'un cheveu soi-

a,

enroulé sur la gorge d'une poulie b,

l'ig.

108.

I{ygromètre de Daniell.

et tendu par gn petit poids c. L'allongement ou le raccourcissement du cheveu sous làction de I'homidité ou de la sécheresse de I'air fait mouvoir une aiguitle sur tln cirdran' Le zéro de là graduation correspond â la sécheresse extrême; le 100" degré, à la saturation. On les obtient de la manière suivante : Pour obtenir le poirit0o, ou de séch.eresse extrême, on fait séjourner I'instrument sous ùne CloChe, avec un vase ouvert Contenant de I'aCide sulfurigue concentré, qui absorbe toute la vapeur d'eau de I'air de la elocbe.Le pow.,t {000, ou d'humiilité extrême, s'obtient en rernplaçant cous Ia cloche I'acide sulfurique par de I'eau, et cn mouillant les

106 NorIoNs sun LDS scIENcES plrrsleuns

ET NÀTt Rrlr.LEg

parois intérieures de la closhe. Orr divise ensuite I'arc de 0o 100 partips égales.

à

{00o en

L'hygronzètre chinûque comprcltd un aspirateur d'uue quinzaine de litres, des tubes desséchants qui, pesés avant et après l'aspiration, fournissent le poids de la vapeur d'eau contcnue dans le volume d'air qui les a traversés. Connaissant le poids et le volnme de cette vapeur on peut c,alculer sa tension

/;

les tables tlorurent !-.

lefroidirune petite couche d'air, de façon à rendre saturante la vapcur rl'eau qu'elle contient; ce que I'orr reconnait au dépôt de gouttelcttes de rosée sur la partie refi'oidie. L'hygrorrtètre de Danieil (lig. 108) se cornpose d'une boule de verre À, rerrfermant de l'éther dans lequel plonge un thermomètre, et d'une seconde boule de verre B enveloppée de gaze humcctée tl'cither qui, en se vaporisant, refroidit cette boule. L'éther tlistille de A vers B, en refroidissarrt A et son therrnotnètle. ll se dtipose bientôt à la surface du verre une légère buée. Orr note la tempér'ature intérieure; c'est le poi,nt de rosée. Elle founrit f, qui est égai à Ia tension marimum correspondant à cette ternpérature dans les tables I la température extérieure, marquée par I'autre thermomètle, fait connaitre F. Les h.ygrontètres ù condensatioza ont pour but de

Qu'ap,pel|e-t-om subs" QunsTronne.rnE. Qwel cst l,'objet d,e I'ltygrométrie? tonces hygrontétriqucs? Qu'ap,pel,treQr,t'est-ce qxie l'étût hygrométrirlue? t-om ltygroscopes et hygromètres ? Décri,trez I'hygromètre itre Sawssure at d,ites aommevtt onle grad,ue.'-En qwoi,comsistel'hygrornètre ch'imiqwe? qwoi so co'ttpo$a l,'hygramèlre ùo Dwniell, at aæytliqwcz aommevùt on s'en tcrt,

-

-

*

-

-

-Dc

OHAPTTRE IX MACTTINES

A VAPNUR

173. Principes des machines à vapeur. - Les ttttttltines

u[ilisent comme foroe motrice la force élastique tle la vâpeur tlteau. Quanrl on chauffe de I'eau darts utt vase d'où Ia vapeur ne peut s'échapper entièrement à mesure qu'clle so produit, la température s'élève bientôt au-dessus de 100 tlcgrés, et Ia force tilastique de la vapeur croît très rapidement à mesrtie que la température s'élève. û, aupeu,r"

174. tonstruction d'une mâchino à yâpeur. Toute la produc-

machine à vape[r comprend un générateur, l]ovr tion de la vapeur, eI la machime proprement ih.ts,

HACHTNES

t75. Générateur.

-

A

la7

VÀPEUR

Dans les machines fixes

,le

gënérateur

se comprlsc ordinairement d'une chaudière cylindrique horizon[ale renfcrmant lteau, et communiquant, avec deux bou,illeurs B {lig. {09) en contact direct avec la flamme du foyer. Quand la dépen."e de vapeur doit être considérable, comrne dans les loco$otives par exernple, la chaudière est traversi:e par une série

rti; 'ç ,'j d''rt r\fi l}Ê\ "

u....{i(_llmÎrÙ

il

:+è=::,

de tubes que la chaleur du foyer traverse pour se rendre dane la cheminée (chauilière tubulaire). on augmente ainsi considérablement la surfuce dc chauffe. Le générateur porte divers appareils accessoires, dont, les principaux sont les soupapes de sûreté, I'indicateur du niveau de I'eau et Ie manomètre métallique.

f76. Soupapes. - Les soapaytes sont des ouvertures fermées au moyen d'un levier rnaintenu par un ressort ou un contrepoids. Le ressort ou le contrepoids est choisi de telle sorte, que la vapeur soulève le levier et s'échappe librement, dès que sa force élastique atteint une limite au delà de laquelle il pourrait amiver des accidents.

{08

NorroNÊ suR LEs scIExcES pnvsteuns ET NATURELLES

Un manornètre métallique marque du teste, à chaque instant, Ia pression qui règne à I'intérieur de la chaudière.

177. Indicateur de niveau . - \-tùndicuteur du niaeaw & I'eau est, un flotteur qui fait monter ou descendre un contrepoids, suivant que le niveau de I'eau baisse ou s'élève dans la chaudière. On le remplace souvent par un tube veltical en verre, à

parois résistanles r communiquant par sa partie supérieure avec le haut de la chaudière, et par sa partie inférieure avec

I'eau qu'elle renferme. Le niveau de I'eau dans ce tube est le même que dans la chaudière {principe des vases communiquants

)"

Une pompe d'alimentation introduit dans la chaudière, suivarrt le besoin, I'eau destinée à remplacer celle qui disparalt sous forme de vapeur. Dans la plupart des machines, cette pompe est remplacée par un injecteur particulier ('i,njecteur Giffard,J.

- L'organe principal de la machine proprement dite est un cy lind,re C(lig. { {0), dans lequel se meut un piston P, dont la tige s'articule avec un systèrne bielle ot manivelle, qui transmet son rnouvement à un arbre de couche. tr a vapeur artive dans la boite ù, r)d,peur T par le con-' rluit A ; de là elle vient agir sur I'une ou

178. Cylindrs et tiroir.

À

'i

Fig. 1L0. - Appareil distributeur do la vapeur.

I'autre face du piston, en passant par celle des ouvertures û ou b qui se trouve

libre. tes ouvertures sont alternativernent ouvertes ou fermées par le tiroir,

sorte de boîte à 5 faces appliquée sur la surface du cylindre par sa face ouverte, et anirnée d'un mouvement de va-et-vient qui lui est communiqué par la tige E. Le piston prend donc lui-même un mouve-

ment de va-et-vient. La vapeur qui vient d'agir se dégage, en repassant par celle des ouvertures qui se trouve sous Ie tiroir, et qui communique avec I'extérieur par Ie conduit K. Par I'intermédiaire de la bielle et de ia manivelle, le rnouvement rectiligne alternatif du piston est transformé en un mouvement circulaire continu, imprimé à ltarbre de couche,

MACHINES

A

VAPI)UR

tCTd

Danr la machàne d,e watt (fig. 111) , le balancier BBt est mobile rutour de son are o. L'extrémité B est reliée à la tige du piston t par un parallélogramme articulé IIH I I'extrémité B' est reliée à I'arbre de couôhe K par un slstème bielle et manivelle ML. :179. Détente. - La d.étente consiste dans une disposition particulière du tiroir qui ne laisse pénétrer Ia vapeur dans 19 cylindre que pendant une-partie de la Course du piston. Celui-ci continue

ensuite à être poussé par la d'étente de la vapeur, qui agit sur lui à la manière d'un ressort. La quantité de vapeur dépensée àchaçte coup de piston étant moindre que s'il n'y avait pas de détente, il en résulte une économie de vapeur. {,8O. Machines à haute et basse pression. - On appelle machines à haute pressi,omcelles dans lesquelles la tension de la vapeur dépass,r 5 atmosphèresl machines à bosse pression, celles dans lesquelles la tension n'at teint pas 2 atmosphères I machines à m oA enne pr essiorz, celler dans lesquelles la tension est comprise entre 2 et 5 atmosphères,

l,l0 NorIoNs suR LEs

scIENcEs PHvsIQuEs DT NÀTUREnLES

La puissance d'une machine ne dépend pas seulement de la foroe élastique de la vapeur, mais ellcore de la surface du piston; une machine à basse pression peut donc être plus puissante qu'une machinc à haute pression, si son piston a urte surlhce suffisamrnent grande.

'18L. tondonseur.- Laforce qui pousse le piston dans lecylindre est égale à Ia différence des pressions qui s'exercent sur ses deux faces. Or, quand la vapeur s'échappe librement du cylindre, la face sur laqueilô ele vient d'agir supporte au moins la pression atmosphtiriqrre. Four diminuer cette pression, on fait art'iver cette valteur ,,:'a.

i..'n

t

' '7/4';;.

N'i.1i

l-ig. 112.

-

.

Locomotivo (rnachine à haute pression).

i

réservoir de vapeur; B, bielle; c, cylindre D, D' ch4udière tulnrlaire ; e, tube d'échappernent; F, foyer; H, prise de vapeur; N, boîte à furnde; P, piston; R, R, roues; r', clef pour la prise de vapeur; s, sifflet; t, tiroir et sa tige.

&q&,@2o'

dans un espace clos, où elle se cond.ense sous une pluie d'eaufroide; it produit alors un vide partiel gui favorise I'acfion de la vapeur sur I'autre face. L'eau du condenseur, éch4uffée par !a v4peur qui vient s'y condenser, sert à I'alimentation de la chaudière. Les condenseunr ne sont utiles que dans les machines à basse pres&ron, où la dépense de vapeur est peu considérable. se

{82. Locqmqtiv€. - Une lncomqtiue gst qne pac}rine à hautc pressien, munie de deur cylindres, et portee sur des roueg (fig. 1l?)"

CÂT,ORIÛifTRË

{{T

Les tiges des ,piston5 actionnent deux de ces foues (roues motrit:es), et la machine se meut elle-même suf des roifs qui guident sa course.

t8$. Travail

des machinus.

La pui,ssa,nce d'une hrachine

- en une secorrde. rnesut'e p:lr le travail qû'elle effectue

se

L'urrité de puissarrce est le cheual-aapeur. On

-app_elle seconde (37).

cheual,-uayteu,r

un travail de ?b kilogramrnètres

- Une machine de dir chevaul peut


75><'10, ou 750 kilogrammètres, c'èst-â-dire

à la

par

seconde

le travail nécessaire pour éleler 750_kgr. de un mètre. Une machine de un cheval-vapeur produit plus de travail que cinq chevaux ordinaires. Pa.rnri les forces qui agissent suf une machine, Ies unes la rnettent ell mouvement : elles sont dites tnotrices, Ieur travaii se nomme traud'il moteuir' les autres tendent à ralentir, à anêter le rnouvement : on les nomme forees rë,sista,mtes, leur travail est le traaail, t'ési,stant QuEsl'toNNArRIr. - Qlr'arrive-t-il quand on ehaulfe dc I'eau eu lase clos ? Q.u'est-r:c qu'un générateur ? comment est-il construit ? eu'est-ce qu'une chaudière tubulaire ? Quel avantage présente-t-elle sur les -chaudières à bouilleure ? - -A' quoi servent les soupapesde srlreté? comment fonctionncnt-olles?-- commer t sont disposés les appareils qul ihdiquent le niveau de l'eau dans la chaudière ? cornment retuplace - t - on I'eau qui s'est évaporée ? -explitluez - Décrivez lo cylindre , et le jeu du tiroir. IIn quoi consiste l,a d,étemte? Quel, avarùto,ga ytrésente-t-ell,e? * ew,apytellet-on machi,ne à ho'ute eî à basse ytressàon ? eu'esr-ca qwe l,e conilamsewr ? eual csi Sow bwt? - Qw'cst-ce qu'une locomotloe? Qwel,l,e est l,'unité d,e tropail, powr les machinesl La itéftnir, * eu,s,f)pal,l,a-t-ott forces motriccs ot. forcss résistamtes?

CHÀPITI1E X uAL0IttMÉTRIE.

-

EgUIVA.LËNCE rlU TRAVATL

ET DE LA, CHÀI,EUR

n. Calonimerûr.ie. 'l{iz*. ï}ut de ta caiorlmét,rie. -- La calot'trnétt,tt: a pour but tL: urcsitt'i'r les cluantités de chaleur clui correslronderrt à rles edÏots rlûtenninés : variations de température, changornerrt, rt'ôtat d'un corps, etc. [,'rrnité tle chaleur s'appellc calorie. La ealoi.ic trst la quarrtité tle ctraleur nécessaire pour élever de { degré centigrade la temlrrlrature de I gr. cl'eau. Autrefois I'unité adoptée était la {luantitû de chaleur uécessaire pour élevcr de I tlegré centigrade la tcmpérature de 'l kg. d'eau l on I'appcrlle ia granale calorie ou kilor:a lorie. lBii. Ciral.eur spéoifique. * Un appelle chnleur spëcifir1ue

1/l2

NOUONS SUR LES SCIENCES PTTYSIQUDS ET NATURITLLES

la quantrié dc chaleur nécessaire pour élever de la temiérature dc { gramme de ce corps. I-a caloric ' est donc la chaleur spécifique de I'eau. l.)e's t'litl:l égaux de différents corps exigent, pour s'écliauffer d'un même nombre de degrés, des quantités de chaleur différentes. C'est ce qui résulte de I'expérience suivante. On chauffe dans un bain d'huile des sphères de métaux dif-

d'un

corps

{ dogrè

férents, ayant toutes le même poids, et on les pose ensuite sur un gâteau de cire (fig. {{3) d'épaisseur uniforme. On constate alors

que la boule de fer, par exemPle, traverse Ie gâteau de cire plus rapidement que la boule de cuivre, et qu'une sphère de plomb Y reste engagée. Comme ia quantité de cire fondue par chacune des sPhères est proportionnelle à la quantité tie chaleur que tlégage cette sphère en se refroidissant, et par sgite à la quantité de chaleur gu'elle absor.be en s'échauffan1, on en conclul que' pour Forter ces sphères à une même température, il a fallu leur fournir des quantités de chaleur di{Iérentes. D'après Ia rIéfinition rnêtue de la cltaleur spécifiqrIc, pour ôlever

Ia teurpérature d'un corps pesant P gr., de la tempéra[ure t à Ia , c étant sa chalertr spécifique. il fhut lui fournir une

ternpératurett

quantité de chaleur a)'ant pour expressiotr

Q:Pc(lr-t). 4.E6. Détermination des chaleurs spécifiques. - La chaleur spécifique d'un corps peut se déterminer par la méthodr: tlu puits de glace ou par celle des rnélanges. Méilrcrle clu, ltuits dc glctcc. lJn poids P du corps est porté- à une terupérature connue T, et

duit dans une cavité

I

/ti Fig. 414.

-

Puits de glace.

on sait que, pour fondre 1

intro-

creusée dans

un bloc de glace à la température zér'o (fig. 7'ï&). Le corps se refroidit et fait fondre une certaine

qrrart[ité de glace, jusqu'à ce quc sa tempéralure soit ellc-même tlescenclue à zéro. On lecueille l'eau de l'usion et on la pèse. Or (r'arnrrre de glace â zéro , il faut

c,tr,onrmÉrnrE

.l.l g

80 calorir.s; on allra donc,

si le colps a lbndrr p pX80:PcT

3.r. de gluce,

80n

d'où:

"-T.T.'

Méthod,e des mélaytges. -- Au lieu d,être placé dans un bloc de gl1ce, lg .9"p.1 est ptorigé aous tieau J,trln catorimètre, Le catortmetre est un vase en laiton C (fiS. {lb) , contenant un poids connu d'eau à .une-temperai're donr:ée. et isord-aussi

{ue _possible au point de la conductibilité caloriûque. Le corps se refroi-

'ien

vue de

dit, et échauffe I'eau

du

calo.rimetre. euand il y a équilibre de température, on ecnt que la quantité de cha_ leur perdue par le corps est égale à celle qui a été gàgnée

par I'eau et le calorimétre. On obtient ainsi une équation de laquelle on déduii la

chaleur spécifique cherchée.

Soient P le poids du corps

et.T sa température; M ie poids de I'eau, p celui du

calorirnètre, c sa chaleur spéciflque, t leur températùre commune; et C est la tem-

Fig.

pérature finale; on aura:

Pa(T d'où

:

-t'): __

t87' clialeur latente.

(M

115.

*

M(/- t) *pc(t,*pc)(t,-t\ 1i 11' _ yi)--..

Calorirnètre.

t)

on. appette r,rtc,.ieu *àr,"ià;,""'rr"..lu"i.u r r u,r,ente de

fusiott, ott - ra qulntite a" tlun clritngernent d'état de 1_corps gr. de.ce corps, s{r/r$ éréuar.iLtrt, cle ter'prrr.a",, tu'e. Ce'e chaleur esl. inse'sible ,.i tire,,rrromèt.e; c,est pourt*roi ele raporiscttion,

orr l';rppelle laterztc. 1 gruutirie de giace altsor"lte,

1,rour.

fontlre. g0 calorics. I

rr' llquivare'ce d* travail et cle ra chare'r.. {88. Translormation du travail en chaleur _ I,outes les fois qu,'rrnnto,t'ctneItt estarrêté ou.seulentent t,alen.ri.. i.l s.e prorluit un déçlaqentent c7e clru,eu.t,. Aiusi, ltardesr,ésistances, u' boulet tle cirnon tir'é contre u'e plaqire'de brinclagc up"oiiue, a. rnornent cl. crr,c, une élévu tiorr d c ternpératu'e rlni te pJrte ir |i*cantlescence. q,, ,"".o "rra-or, 5

NOîIONS SUR LDS SCIENCES PIIYSIQUES ET NATUNELLES s'erles freins d'une voiture ou d'un train en marche, le mouvement rête, mais les freins s'échauffent' --iË t""u"il mécanique est dons une source de chaleur; il peut être en ptoa"ii p"" le choc, le- frottement, 11 compression; nous-allons âoot"" quelques eremptes. Dans tous \es cas, la -quantité de chaleur

II{.

d6ag;. àit p"oportionnelle

à Ia valeur du travail disparu'

|'89.Chaleurdévetoppéeparlechoc.*sionlaissetomberune

coirstate bille d'ivoire sur un ptan ae marbre, elle rebondit; on ne se colr* élévation de iempérature ' parce que le mouYement de ""4u"" ;;;. Mais si au lieu d'une bille d'ivoire on prend une balle qu'elle

on consTate

s'anrrule, s'aplatit, -gi-r" son rnouvemertl "ià-fr.-"*ffe-ci martelant sur une enclume, on l'écha'fferait |Ë;h;;;ffà

à une haute température' rapitlernent -l;t corps explosifs s'en{Iamment sous le choc'

d9O. Chaleur développée par !e frottement' -

Le frottement

F,t? Êi

rË:l

Fig. 116.

-

Chaleur dégagée par le frotteme'nt

(\ndall)'

corde qui d,une allumette suffit pour enflammer le phosphore. Ilrre r:lisse rapidement entre les rnains devient brùlante' au '';;p;;i;;ti"" de chaleur par le frottement est mise en évirlence rnétallique 'f' *;y-; â", i;upp"".il J- fvitaall (fig' {16-)' U1 tube on le serre nrotiti;;;it;;";t o' iào d'éther, "rt r""*e pi,r, un bouchon; or." pince en bois M, àt, au moyen-d'une roue et tl'ur1e .Àm""t on lui imprime un mouvement d.e rotation rapide. I.e frottecour"oie,"u". pince càntre le tube clégage assez de chaleur pour vapode'la ,nent grirnde riser I'éther,^et bientÀi Ia force élastiqrie de la vapeur est assez pour faire sauter le bouchon. Si otr enfonce {9{,. Ghaleur dévoloppéo par la compres$gn: - compressiott tle 86)-,.Ia nr"tqù*""i t" pi*to"-âri briquet à air inocapable d'enllammer un une élévation de iempérature, f"i"

i""O"tt tleviennent ,rro""è"o d'amadou au fond du tube. Les pièces de monnaie Urti"niot sous I'effort de la presse monètaire. Les barrel nrétalliquer

(::AI,O]IIMÉTRI}-]

115

t,rterrcnr chaufiée's .csr,ent longtemps incandesccntes sous |action répétd'c du larninorr. tt):3. Ecluivalent.

mécanique de la chaleur. -.- Des cxpériences nor.hreuse.s et variées (erp. t'c Joule, de Hirn, et".);; rla's la transfo'nation dn trav,il en chaleur, 'ru q,i""titJno'tré q'e, de chareur rlégirgée.est

proportionnerie ii Ja quantité a* l"u.,oiiàïrpn",,; c.est-àrlile qrr'il e-risrc un ralrport constant entre la q'antité tre t'avail r et la quirrrtiln rle chaleirr àorresponrlante C.

T ^l i_ :0,&25.

onrr:

si, pour dégage' c calories, il fa,t clépenser un travail de T liilogrammètres, pour dégager une calorie il laut:

T

C:

0,425 kilogrammètre.

l)unc rrre caroric ejqrrivaut à 0,425 liilogrammètre. ce nombre 0.1*2F est ct' {[n'on appeile I equitulent mécaàir1ue d.e ru, un poicrs ae 0,425 kilogr. qui loi'be cl'une,hauterir "irotiri. de 1 met* J,ig,.ge, lrar sr'rile cl'choc, rrnè quantité tre chalerrr capabre d,érever de l degré Iu tcrnpérature

d'un S.ramme d'eau.

{93' Transformation r'e ra chareur en trava'. lttu,t, tot+te ctisparitign d.e chareur - Rér,i1.L,ctqtteprod,ui,t in ii"r,oil éqriuttrcttt. Ilou, clzaqrr" dépensJe-,- oi i""u"itte 0.h2b k,irogr.anmtètre. Lcs rrrachines"irorie à vaperrr' par exerrple, transforment en travail ra

ch:rleur rtégagée par Ie comiustibre. hii*r sont d,autant plus parrhites opùrent cette transformirtion avec de pJ"te; rlussi a_ t-on soin r1'éviter, autirnt qrr'on Ie peut,les moins chocs, i;*ï;l;.r"ents de {o'tes sor'tes qui se produislnt nécessairement dans jcrr 11u'elles

re

QUES''IONNAIRII'

des pièces.

que corot-imétrie ? est r..u,n.ittr de - Qtiest'r,e cltctlcur' ? lLt)littisse;-ta. * eu'a1:pell,e_t_on cltal,ewr sp|cilirltæ - Quet,te ? _ L,,tt inê1te r,cr,

y.ids rle d'irfërent,s corlts obttl'$e-t-il r,a nzême qàantiie d,e crtalettr po*r rrlleittd,re utte nrêmc tehtpë,t"ct,tu1.e ? _ Comment d,étermine_t_on.Lu. sltr.tr:ifiq,.e

t,ton

pery1s,p-ar

l,

t_nëtlntle du pu,its

d,e

gl,aceg

?, Aquo,i s.e,rt_it.t* tnrtrrylii cenxrnent on . ,,t.)ter' ,une cltalett s,pëci,1i,qu,e per lu, itt.éthod.e ,.,r.t!1.,::.,,r1:r"

t-on, cltul,ettr l,a,tente

cittt,let+r

_-qriir)_"e

qu,x,n

Ttrocèd,e pour dëter_ d,es m,ëbÀges. _.eu,,appe*e_

?

l)o'121e; rres ercm'pre.s d'e la tra,nsformatiomd,w en charettr. rirc-t-il rluanrl, on nm,t^tejl,c ,rr.rnoir"** àe po,nUtrel)ail ? _ Décrirre:;

Qtr,,ar-

l,eæpe rience -li-irrn.irirorn - eu,ette quLrlltité itre clwteu,ï ltrod,uirait utro, rir,0.1r?5 l;i,lo!/ramntetre? ewetr rru^ aonni_i_om cL ce no,nbre O,42E,l _ Rëci_ :proqLte?neltt, la chaleu,r peu,t-elle se transfot-me,r en tt,auai,l,? rle 7'lltttlarr''

Ex-r:ncrcns.

r.

euelle quantité de c,aleur

taut-' dépenser pour élever de gr, -de mercure qr-re renterme un thermomètre ? 1C : 0,038.) :2' ;i5 gr'. de mercure à tû" sont ver.sés dans â0 gr,. d'eau à rb". Trouver ra tem_ , pérature finale du mélange. (C:0,088.) 10{)" ies 35

3' J'a chale*r' spécilique au fer est

ce rnritrtl, t,rr desct,rrdant de

,31.1: rl'enu pris à {2", qui abso'bent

o,ttr.

çuette chareur dégage b2Jb gr.

de quitti tumpe.*t,,r" ."ùrr? Lrvut,,ur, il";jl ù; g. r" .irui.oip"à";Ë;l;lÈ,.

a :ô" :, A

FHYSIQUIIs ET NÀluRELLEs NoTIoNS suR LEs sÛltsNcES de *t à 100" Quantl I'équilibre à {9"' on iette 60-9r' 4. Dans 180 gr' d'eau métaÛge est de 22" Trouver ' ^*: ttu températ11e ia' lemDérature s'est proq;it' chaleur spéci!{ue du fer' plongéo dans t kilogr' d'eau; a'aùès cette expérien"*l"iâ cu'wà*oîÏtm ti lg^s;t "-t 5-. une sphère oe

116

letempératutes,éIéveà"1s.ï20'.Trouverr't"iipaîto"ginitialedelaboule ae cuivre'

(9-9:o0"1]ou

6. Un boulet en ler

I

dans unc gr' et chaufié à 125' est plongé demande quelle cst la quanon fËndante' Stace dans Ie puits de glace-' ioËoi"it I mètri cube ù'eeu ?

poids de 500

cavité pratiquée dans "î"0i""î" tit6 d'eau de fusion que produit 7. Quelle quantité o; "o

l#;;i;;;::"tjllit^ ;;":;' 'u

CHAPITRE XI ET NOTIONS DE CLINIATOIOGIE

l9&. Glimats'-

I}E

MÉTÉOROTOCIE

pays I'ensemble des conOn ep.p9ll'e tti'T!:-!"" humitlité' iui sont ptopttt i tËmpérature'

ilitions atmosphériq";;'q'if

i

température

r" variation de les mfr'*ffiîlfillT"".o'_p* *:'l * I'été 8". E;: :'iÀ cumats marins' et

entre

'hiverîï"dô;*; c climats insulaires'. ,r - --r-^**anr antre saisons,t une différencc entre ces saisons Les cli'rnats 'tsu'rxab?es-Prgseltent '

t;;*:"jr*"r,,%tj#,i: tifi-Ë:,*:nr ratures extrêmes

sénéral, Ies

a- i't'i"Ë""-i at r'{e

climat'Ï;t;;;;Àt'

Fétio, rle Moscou' I 9 5. T emp érature

m

ra différence -entre res tempéd" 300 et plus: tels sont' en

"'it'l'" "ii*"t

'E*'

oyenn€'

O--1-

de

apn eI Le t emp ér

New--{ork'

de

e' m'oA enme

atur

bbselvations faites z+'-de = vingtlquatre d'un jour t" qoouËitlili Ël"rË a la moyenne de la tem!'i;"tttiblement Ia nuit; d'heure en heure; "îil i"i"i*" du jolr et-6 de heures du pérature maxima ui'à" i" températur" friîes t"*p;;;il;; t"oi' 'à I r" *o1*iit*-a" ôo

"r,cor" à f heures matin,

196.

Causes

La tempéraro."

ài^i;;p;;-;idi

et à 10 heures du soir'

qui influent sur Ia température'

-oîuï",i*âî*i"*-

d.9

1-o

La l'atitude'

Iî;;iHl "l - til";

cette dimi-

nutionileuielt."";ïTl"î"'lq:f :TiliÏ'ii"iïlii:":ffi i'*t ;;i'J"î"if ï':':i;%î1i"1""Ë*1i^iî"t"températurese'maintient ;"-; des neiges perpétuelles c'e1t :" constamment "'r-a"e'JJ";q"-p:; ôzco **i -'î;L; iâ^," r"''iipïl f"tgili sud est chaud, iii*i*, Et ï9"î'::f 'rrr d,arection d'es uemts' -

tutui ao N"tg :ilrïiurà n rr,qui rend la température plus uniforme' L. La prvûLmru

I{OIIONS DE CLIMATOLOGIE ET DE MÉTÉOROLOGIE I77

t97' Météororogio. rnènes atmosphériques.

mëtéororogi.e est l'étude des phéno-on La appete t"rt-pÀËr"mene qui se

produit dans I'atmoiphère.

^,étior"

198' vents-

- Les vents sont des courants aériens produits par ra différence de densité, .conséguence dL Ia àrro""ï"""aï"tempa"atu"e des couches atmosphériques. on observe ra àirection des vents au- moyen des girouettes que I'on place en haut des toits; la direction des nuages donne re sens des courants srrpérieurs. pour évaruer ra vitesse a.i"""t, se sert de l'an'émomètre I c'est-.une espèce de petit "" inscrit re *oorir, t.r*,"qri n"Il": gu'il exécuie Oans un temps donné. " -d"-to,us Les aenæ ar,tzés soufflen-t-régulièrement dans la zone torride, des pôles vers l'équateur, en obriqu"ant vers t'est, par-suiË;u-i" rotation de la

terre. La mowssom souflle dans I'oséan Indien, sir mois d,ans un sens, et rir mois dans le sens opposé on donne le nom di àyctone à une masse d,air animée d,un mouvement de rotation et de iransration (tornad,os d.es p"vr-àq"rt"riaux). Ane tuombe est une énorme-qua"iiii-o" vapeur d,eau, animée giratoire, et qui i"rru""se rout ce qu,elle renconrre.d,une ryi1"_Iil-:sse Les- oourrd'sques oragcs, résurtent r.res de variitions brusques de ta pressron atmosphérique, qui produisent des vents ;i"r";;; généralement accompagnés de pluie et d'éclairs,

. .'f.g9..Nuages. amas de gouttelettes d,eau très petites, en suspension dâns r'rtr"orpno"L.- il ;;";"i";ent dc ra condensation de la vàpeur d'eau d.ans liar" Relativement à la fglme des nuages, on distingue les stratus,les cirrusrles cumulus eiles nimbus. " Les_

nudges sont des

Les stratus sont des nuages horizontaux,.parallèles, minces en appa_ rence; ils se forment au èoucher au soleif annoncent re beau temps du lendemain; u" ""tà*n". le soir its Ie matin . annoncent ra pluie dans la journée. 's Les cumurus sont des nuages- arrondis, entassés, à contours nets I surmontés le soir par les cirrui, ils annoncent Ia pruie ou

l,orage I ils se trennent à 2 ou 3 km. de hauteur. Les ci,rrus sont des. nuages blancs, petits, d,aspect filamenteur, formés d'aiguilres de,glace;ir* p.J"oïJ"i souvent temps et stationnent dé ga tO nir. "î "rr""gl*ent de de Àaureo". Les nimbus, masses sombre_s, ,urr. ïo"*r, sont des nuages à pluiel rls_sont moins élevés que tous les autres. Les brouillards soni des nuages i;;;;r, la condensation des vapeurs etiise. par r; à ra surface de la terre, par r;i.-ô;-";Ë;tî iro*" on brouillard épais.

2oo' Pluie'

plu'e est la chute de gouttes d'eau provenant - La iapeurs a e l'atmosphÀr.; ;;"-p;;-ofi *" abaisse _ ou une augmentatiàn de'p"essioni-Quand les gouttes sont très ni".,1. p)"ie prend re nom de bruiru

de la condensation des ment de- température

NorIoNS sun L$s scIENcES PHYsIQUES ET NÀTURELLES

lt8

oubrouillasse.Labruinequiseproduitquelquefoisaprèslecoucher

du soleil s'aPPelle serein'

La quantité de pluie qui tombe annuellement dans une contrée a une certaine inn"u"." sur le climatl on la mesure à I'aide âi-ei"oio*ètre (frg.nlz1. ^+" Paris, par exemple' it-io*tru arrn,r"ilumont une couche d'eau de O

*.

fO, tandis que cette couche atteint

{ m' 1r0

;^i;;y;l';;;z 'i'. zo à la Havane, 4 m' 2o à I'lle de la Réunion, 2OL. Roséo. '- Pendant la nuit, Ies corps

Fig.

117.

-

se refroidissent, par rayonnemenÏ ' Ttlu's at'te uit" iui" ambianti il se produit à leur surface Jne cotd"nsation de vâpeur d'eau, d'autant que leur pouuoir émissif (refroidisPluviomètre. ' pi""

""ii"" est plus grandl c'est pourquoi on observe [ementl

le bois, la terrer Ies arbres, le verre,- etc''.et non Êur rosée ù, *et*lrt polis. Le'refroidissement, et par conséquentLeslanuages' augmente p* ott ciel serein,-favorable au raYonnement'

de Ia rosée sur

la ros'ée les-toitures, empêchent le refroidissement,-et par conséquent un ventI u"J léger lï t"uà*it" en renouvelant les couches d'airl "" fort I'empêche de se former. congelee La gelbe blanclrc p;;;ili d'un dépôt de rosée qui s'est par suite d'un abaissement de température' dans 2O2. Neige. - La neige est produite par. la solidification' petits crisl'atmosphèr", a* gooii"= dY"o* q.'i dontt*nt naissance à de denet'ge' taux 1 ces cristaux, S""rpet régulièrement, forrnent les flocons de glace enchevêôï appeuu graMiAulJits ["ains formés d'aiguilles des gouttes dà pluie dans un air agité' trees, ËioOuiti par fu

"à"S4"îion

2o3.Grêle._Lagrêleprovientdenodulesformésd'unglaçon o""g,"iu de grésil, enveloppé d'une couche bla'c,

central

"t"rofoË'e de glace transParente"

de 10000 m' Lesgrêlons p.unnirrt naissance daus les ci'trus à plus traversent' à -_20o;,ils inférieure une-iÀpérature e et de hauteur c'est-à-di1 gui 'estent *" iàÀlu"t, des nùmbtrs iroids en surfusion, gra]1s s'enveloppent de liquides a une tempé""iî-"-i"ii"ieure à bo. ces

couchesdeglaceconcentriquesetprennentp:arfoisladimensiondu poing.

2O4.Prévisiondutemps'-Leventdusud-ouest'chaudet

amène généralement la pluie'humide, -

cotttirtutttal , froid et sec ' est ordinairement 1," t""t ao ,roîa "si, L3s. orages, ies tourbillons prof"-p"é"*.""r d'uneîei'ioa*.sèche' presque toujours la-plule' amènent lon-gés, '"îï;il;h",rA àu-rïa oïu faiblô densité, ii détermine la baisse or, ;; t;t" *" refroidissant d'ans nos régions du baromètre I ' -la devient saturante, se condense en partie qu'il'contierrt ;;p;;;-à,;^u

et amène la Pluie.

.

NOÎIONS DE CLIMAÎOLOGIE ET DE MÉîÉOROLOGTE {{9 Le vent dunord, froid et secr est très dense : ir faitmonter le baromètre. S'échauffant dirns nos climats, la n

qu'il contient s'éloigne de son point lfll de saturationl I'atrnosphèie devient àlors Très i'res gee . ', .' . llll 782 ' ' ' très sèche et imè'e le beau ternps. 'ec lï Une variation brusque correspïnd géné- Beau {ixe. . . . . l]i]rru vapeur

ralement à un orage suivi d'urr change:ment _ lli de temps. Une hausse lente et rd.iulière Beau. ' ,, " .. lilrc+ prér:ède le beau tetnps; unc baisse', dans v,.._:.r, l;, _,_ les mêtnes circonstartces, est suivie de la ta'rilrrrrr' '". . hh ?51-, pluie. hr._,^ o. _ vct'r' lll Plule . pour prévoir le temps à l,aicle clu barofi,zan mètre, il vaut rnieur suivre les variations Graurte pt'io, . []l zl; " de la hauteur rnercurielle que de se lier lil aur indications écrites su" la plupart des TeIn1,ôtc . . . . . [i t.:s barornôtres ordinaires I ces indiôatiàns sont llll -

purement conventionirelles; elles ** r"

U

nig. lrs. rapporlent qu'à la France, et variettt -êT|: lnoicatiJnîa"oo,et.iqoo. dans ce pays, pour les localités d,altitrrdes dilférentes. Les points Jrès sec, beaw fi,xe, beau, etc.. sont sdparés par -hauteur un€ barométrique de g mîn, Qursrrox*.a.rnn. cràmat ? Qu,ers novns trortna-t-om auæ - Qu'apper,Ie-t-on il'iffërents climats su.iuanr liwr tempérah+re ? - ett'o,pper,r,e- t-on t?rnpércrtllre - srri 7o kripdrature.? Quel,Ies sortl les causes qui imfluen.l Qu'est'ce- que I,a mëtëoror,ogie? pir quo'i sont p.'od,uùri lds rerlrs rnent obserue-t-om ra directiom d,w oentl comment d,étcrmine-t-om T - comsa uitesse ? - Quels sotl't l,es uents clwi omt reçu d,es no'mg Ttarticuriers ? e,'est-ce qu,,une tr.ornbe? * A qt+oi sont d,ws les our&gans,les boumastlues? _ D,oùpr.o_ 'DiennerLt les- mwagesl ewer,tes sont reuis fo,mes pri,nci,ytaîes? brouillat'tl,s? -- ewest-ce qua La,trtruie! Li,tt;së.er^* ei"irr*aù- eue so,,t res r,a-rosée ne se for.tne't'ell,e qwe d,o.ns ras end,roiis d"écouvet'tsr * era'e.sr-ce que ro neige? re grésil? *- Oornment est ftirmé u,n grêtron? peut-on préooir Ie teittps qu'it fera: r, par rq direction. du vent r -.comy,e+.r't V ç
QUATRIÈME PARÎIE

ACOUSTIQUB CHAPITRE I PRODUCTION ET PROPAGATION DII SOR 9105.

- L'acoustique est I'étuile det sons, c'est-à-dire des phénomènes que nous percevons par Ie sens de I'ouie.

0biet do I'acoustique. Dt

Un

sorc quelconque

est la sensation

produite par les vibrations d'un corps, transmises à I'oreille par un milieu élastique. Le brui,t résulte d'un ensemble de plusieurs sons confus, qu'il est diflicile d'ana-

lyser; tel est le clapotement des vagues, le roulement des voitur€s sur le pavé. 9CI6.

ilouvement vibratoire.

-

Un

corps uibre lorsqu'il oscille rapidement autour de sa position d'équilibre. Quand on serre dans un ét,au I'extr& mité d'une lame d'acier CD (tg. {{9),

qu'on l'écar[e de sa position d'équi-

libre, et, qu'on I'abandonne à ellernême, cette lame se met à osciller. Si les oscillations sont rapides, on dit qrr',rllc vibre.

L'écarterncnt des deux positions I)'D ou trJI)" rrst rppelé amplttude

cles

t:ibrcttiot'ts. Lc rnouvenrettt clui l,ranspor:te la lame vibrante dc D' en l)" Fig. {{9. Yilrration d'une tige élastique.

aibration sùnple; le passage D" et son relour en IJ' constituent lrne utbt'u,tion double. s'aptrrelle cle lJ' en

907. Production du son,

-

I'e son,résulte totr,iottrs cl,umou'

PNODUCÎION ET PROPÀGÀÎION DU

SOII

I21

ecrnent uibratoire d,'un corps étastique. si I'on frotte un archet (fig. {20) sur le bord d,une clochô cle verre,.*tt* ct,ocfre renaA un son et son rnouvement vibratoire peut être mis en évidence par les' soubresauts qu'éprouve, au ôontact de la croche, une pellte bille suspendue par-un fil p.

un coup dohné sur un tirnbre, Ie frottement d'un archet sur une corde tendue, le battement, rapide des ailes d'un insecte fon[ naître des mouvements vibratoiràs qui se traduisent p;rr des sons' Quald on pince une corde tendue, on voit vibrer cette corde, e[ I'on perçoit un son aussi Iongtemps qu'on la voit vibrer. Le mouvement vibratoire ne se tùauii pâ, ,n ,on qu,à lo condition d'être suffisammen-t rapide. tt faut que le corps etastique effectue au moins 82 vibrations simpres pu. ..râna*. est une.tige d'acier recourbée ôn forme de pinco . ^un lti'y'nasoæ (ftg. l2l) ; on la fait vibrer à l'aide d'un archet, ou en passant

Fig'

120'

-

vibration d'une croche en

yerre.

Fiig.ilhl.-

Diapason.

vivement un cylindre entre ses deux branches ; re son obtenu est renforcé par une petite caisse servant d.e résonateur.

908' Transmissiou du son. Le son se transmet dans un milicu élastique, et non d,ans le- aid,e. si I'on introduit une crochette dans un bailon, ou un timbre sous la cloche de ra. machine pneumatiq". lzzl', Ie so*

inà.

diminue plus en prus.-à *r*u.u qu'on ^r.it'rJ"iaul'Jt .de il nnir pnr ne plirs être perceptibtre

l3r

NOÎIONS

gun LES SCrENctS

PHYSTQUES DT

NtrUnELtsE

de Dans un milieu élartique, le mouvement vfb_ratoire. ae transrnet proche en proche par l'ébranlement successif des molécules. on peut série ie faire orre îaee de eà *oae de propagation, au rnoyen d'une de bjlles d'ivoire (fig" {23) suspendues de matlière que leurs centres

g

@ m

(\///- 6l\ h "----=7

og}) fig.

122'

Production du son dans lo vide.

Fig. {93.

--

Transmission du choc'

file de soient en ligne droite. Ces billes nous représentent "to1t -:1" cl'équilibre, et molécules. Si on e""*t"], prernière A dé sa position qui qu'on l'abandonne ensuite à elte-même, elle fr appe la deuxièrne ' la quatrième' ébranle celle-ci la troisièmei à *o,ru"*ent ,or, transmet nr-,atutnent la dernière B est repoussée *élevée et ainsi de suite, a" =àrt" qoà à une certaine hauteur, cette bille B vers la tlroite. après s'être

."to*f u, et les *êto",

phénomènes se reproduisent

:1 :Ï:

inverse'

le *oou"*unîa-'ù"p"Sttion du tott, il y a transmission rapide chacune d'elles du mouvem"r,r, *"irïoi, ti."i=port des molécules; sa position d'équiDans

n,oscille que dans aËr

fi*it.t

resireintes, autour de

libre.

se propage dans tous Dans l'air et les milieux homogènes, le son des ondes que I'on manière la â vibrition, de d, ;;;i;; les sens autour autour du point tranquille eau d'une p"àpager à la surface ' "&"tà où I'on a jeté une Pierre.

909. Yitesso du son dans I'air. - Le son parcourt environ ({2o ) ; cette 340 mètres par se;onde, à la température ordinaire que de plus n'est elle fâ température; vitesse diminue aot" itàï-;ettes à 0o. Elle est la ùême pour tous les sons, aigus ou De graves; sans quoi Ia musique erécutée par un orchestre ' fiourrait pas être écoutée à distance' Montlhëry et Eæpérr'ence ùu Bureau d*s longitud'es entre et villejuif, de Montlhéry stations _ des vû"ju\. De cùcune la Iuon tirait un coup dà ,"non à cinq minutes d'intervalle;un cers'entendait son le instantanémôn1, mière se transmettait tri" l.rp* après I'apparition de la lumière; en divisant I'espace

PRODUCTION

ET PROPÀGÀTION DU

SOT

{23

qui sépare villejuif de Monilhéry (186{8 mètres) par le temps que met le son à parcourir cette distance (BU seôondes ) , ôn

trouve à peu près 340 mètres par

second.e.

ApprlcArro*. calculer ia distance à laquelle on se - Po*r trouve d'un_ nuage orageux, il suffit de multiplier 840 mètres par le nombre dti seoondes qui s'écoulent entie I'apparition rle l'éclair et le moment, où I'on entencl le tonnerre 9lo' vitesse du son dans res liquides et les solides. Dans - I'air. l_es lir|uid'es, la vitesse du son esi prus grande que dans f)ans I'eau 1go (lac de Genève), eile eri de l4iu mctres par seconrle.

Darrs les solides, cette vitesse est encore plus grande q'e dans les liquides. L'expérience faite sur les fiis télègraphiqires de Paris à Versailles a fourni B4Bb mètres par u..onà.. Les solides trarrsnrettent les vibrations sonores avec plus d'intensité gue les gaz. si I'o' tient à la main des pincettes que rbn frappe avec le doigt,^le-son perçu est faible; mais qùe I'on suipende les pincettes par un fil de rnétrltenuentre les dents, on c'oira'entendre le bourdonnement d'une grosse cloche,

9ll.

Réflexiou du son. Lorsque le son rencontre un il se réfléchit, c'est-à-dire change de direction. Les

obsta.le.

,1

I

'ii

Fig. 124.

-

Concontration dee sons pa.r réflexion.

lois de la réflexion du son sont analogues à celles de la réflexion de la chaleur et de la lumière

{'o Loi. Le r&uon s'nore btctrr,ent et re ra\ton rëfrèchù sont - plan, perpend,iculaite à. ta swrface dans le même réfléchis_

sante.

2" Loi"

-

L'angle d'ineidence

est égal ù, l,angle d,e réfl,eæion,

Les rniroirs concaves.(n" 144) pe*vgrrt conceritrer à leur foyer les rayons sonores aussi bien que les rayons lumineux c'est ce ; que montre I'expérience représentée par la ligure lZ4.

9{9. Écho.

réfléchi contre

L'écho est la répétition d'un son qui s'est obstacle. un son émie entre deur murr

u[

124 NorroNs suR

LEs scrENcES pnysreuEs

Er NÀTURELLEs

parallèles, situés à une certaine distance, est réfléchi plusieurs fois ; mais l'écho s'affaiblit de plus en plus, il semble alors que le son s'éloigne. Ltécho s'observe dans les salles acoustiques, dansles grandes églises, au-dessous des nuages, etc. Pour obtenir un écho, il faut que I'on soit placé au moins à 34 mètres de la surface réfléchissante. A cette distance minimum, on n'obtient qu'un écho monosyllabique. QursnouwerRr. -- Qu'est-ce que l'acoustique ? - Qu'est-ce çre le son ? Qu'appelle-t-on bruit? - Quand dit-on qu'un corps vibre? - Qu'est-ce que I'amplitude d'une vibration? Comment peut-on produire un son? - Qu'est-ce qu'un diapason? Le son se -transmet-il dans le vide? Eæpliquez l,e rnécami,smo d,e l,a tronsmissiom ùu som,en'aous seruûnt coilLrne eæemp\e de l,'altpareil Comment a - t - on détermind la vitesse du son dans l'air ? à bi.Ll,es il,'iuoire. Expliquez le phénomène de Suivant quelles lois se réfléchit un rayon sonore ?

.r ;I.tecno. -1r'

-

'È- Exnncrces. - {. NeuI secondee se sont écoulées entro le moment où I'on s vu let fumée gortir d'un canon et celui où lo son a été entendu. A quello distance s€ à

,:

trouve - t - on du canon

?

' '" 2, U4e batterie est placée sur une hauteur distante de I 208 mètres du point que - I'on occuBe. $près combien de temps entendra - t - on ses décharges ? * 3. Une pïeire tombe au fond d'un puits de mine qui a 326 mètres de profon-

deur. Quel temps s'écoule entre le mouoent où I'on abanrlonne la pierrc et celui oùJ'on entend le son? 4. Un régiment en marche sur uns chauseée rectiligne s'avanco par rangs, tambours en tête. La distance qui sépare les rangs est de 3 mètres, et il faut uno t/2 seconde à chaque homme pour faire un pas. Les hommes se mettent en marcbo au premier son du tambour. Cela posé, on demande quels sont les rangs qui commeuceront leur premier pas, quand les premiers soldats commenceront leur deuxième, troisième et quatrième pas ? 5. Un observateur et le corps sonole dont il veut eatendre les sons par réflexion, sont aux extrémités de la base d'un triangle isocèle dont le sommet est sur la muraille qui produit l'écho. La base du triangle mesure 10 mètres, sa hauteur 25 mètres. Déterminer le tempr qui s'écoulora ontre la perceptiou du son direct et celle du son réfléchi.

CHAPIÎRE

IT

0uarrTÉs DU s0N 9l$. Iléfinition. - On entend pat qua,litds des sons les propriétés particulières deaprès lesquelles nous les distinguons les uns des autres. Ces qualités sont : la hauteur, l'intenstté eL le timbre, 2l&. fautcur du toû. La hawteur d'un gon est la place plur ou

-

QUÀI,ITÉS DU

SON

t25

moins élevée qu'il occupe dans I'échelle musicale entre les sons les plus graves et les sons les plus aigus. Elle dépend de Ia rapidité des vibrations exécutées par le corps sonore. Suivant que le corps vibre plus ou moins rapidement, il produit des sorzs aigus oades sozr,s g,t'aues, On mesure la hauteur d'un son par le nombre des vibrations qùrp Ie corps sonore exécute pendant une secorlde. Cette détermination sp fait au moyen de la sirène, ou par la méthode des compteurs graphiques.

Sirène de Cagniard,-Latour. La sirène (fig. {25) se compose d'une boïte cylindrigue H dans -laquelle on insuffle de I'air par le

l.

Fig. 125. - Sirène
conduit F. La face supérieure de cette bolte présente, vers sa circonférenc-e , une série d'ouvertures équidistantes, qui traversent obliquement la paroi, et gui sont situées dans des plani perpendiculaires aux

rayons de la circonférence. _ T9"t p_rès de ces ouvertures, se trouve un disque s mobile autour de I'are x, et portant un nombre égal d'ouverturei , inclinées eu sens inverse, et situées en regard des premières pour une position convenable du disque. Àu moyen d'un Ievier R on peut amener I'axe x à faire mouvoir un système de roues qui permet de lire sur les cadrans L et L, le nomhre de tours elfectués par le disque mobile. _-L'air qui arrive dans la sirène s'échappe par les ouvertures du disque flxe, et vient frapper obliquement celles du disque mobile qui, sous_cette impulsion, prend un mouvement de rotation plus oumoins rapide suivant Ia force du courant d'air. Il en résulte une série d'interruptions dans la sortie de I'air. Ces interruptions se produisent

5*l

1?i6 NorIoNs sun LEs scrENcES pgyslet

ES ET NATURELLEs

chaque fois que les ouvertures des deux disques cessent d'être en coincidence. Comme elles se répètent à des intervalles de'temps égaux et très courts, ces interruptions impriment à I'air un mouvementvibratoire, qui produit un son plus ou moins élevé suivant la rapidité de la rotation.

On règle le courant d'air de manière que la sirène soit à I'unisson le son dont on cherche la hauteur. On met alors en mouvement le compteur pendant un temps déterminé, É secondes, par exemple. Si le disque a za trous, et s'il a fait N tours pendant ce temps, le noml-rre des interruptions, c'est-à-dire le nombre des vibrations de l'air pendant une seconde, aura pour expression: avec

n,XN Cet appareil est peu précis, car il est difficile de maintenir le son de la sirène à une hauteur constante pendant un temps un peu long; d'autre part, il faut une oreille très exercée pour juger si le cotps sonore et la sirène sont bien à I'unisson. Méthode d,es compteurs graphtques. - Cette métltode est facilement applicable aux diapasons. On fixe à l'une des branches un style très léger, un crin de brosse, par exemple, et, pendant que le diapason vibre, on promène devant lui une plaque de verre recouverte d.e noir de fumée. Le style trace sur le noir de fumée une ligne sinueuse dont chaque sinuosité correspond à une vibration. Il sufflt donc de compter ses sinuosités, et de diviser le nombre trouvé par le nombre de secondes employées pour les tracer. 2{.5. Iutervalles. - On appelle interaalle de deux sons le rapport de leurs nombres de vibrations, le numérateur correspondant au son le plus aigu. Lorsque ce rapport estsimple,les sons, entendus simultanément, produisent une impression agréable à I'oreille: on dit qu'il

I ^ coTu;onance. La consonance

est d'autant plus parfaite, que le rapport qui rnesure I'intervalle est plus simple. Les intervalles les plus consonants son les suivants

:

Unrsson

4,

-1

+ Quinte $

octave

Quarte + .:l

J.lerce maJeure

Tierce

--4-

*in"o". f

On dit qu'un son est L'octa,ae ai'guê d'vn autre, lorsqu'il correspond à un nombre double de vibrations par seconde. Inversement, Ie deuxième son est l'octaue graue du premier. Quand on fait entendre simultanément plus de deur sons, dont les nombres de vibrations présentent des rapports simples, on obtient un accord, multiple. Les accords les plus remarquables sont l'accortl

parfa;tt rnajeur et

l'a,ccord,

parfaùt nt'i'neu,r. Pour le premier,

les

uombres de vibrations sont entre eux comme les nombres 4, 5 et 6, et, pour le second, comme les nornbres 10, {2 et {5.

r21 0uÀLrÎÉs Du goN En prenant le plus greve pour son fondamental, ler intervalleg de I'accortl parfaitmajeur seront 1, n/1 et a1n; il se compose donc du son fondamental, de la tierce majeure et de la quinte. Les intervalles de l'accord parfait mineur seront lral6 et a/r1 il est donc formé du mn fondamental, de la tierce mineure et de la quinte.

2{6. Gamme. La gu,rnrne est une sdrie de sept sons, formant une suite d'intervalles- qui semblent dictés par la nàture de notre oreillel ces intervalles sont les mêmes pour toutes les gammes. Les notes de la gamme d'ut sont: ut, ré, mirfa, sol ,1a,, si. Ces noms leur viennent des syllabes qui commencent les premiers hémistiches de I'hymne de saint Jean-Baptiste. Les intervalles de la gamme sont, par rapport à la note fondamentale ou tonique :

ut ré mi fa sol la 495435r5o 'T_TTTFS-'

si

utl

On accorde les instrurnents sur une note invariable , le la norntal, donné par le diapason norrnal; il correspond à 870 vibrations simples

par seconde.

217, lntensit6 du

son.

L'intensité. du son est l'énergie avec

- sont transmises à notre tympan. laquelle les vibrations sonores L'intensité du son dépend: Lo de I'amplitude des vibrations du corps sonore;2o de la distance comprise entre ce corps et I'oreille de I'observateur. L'intensi,té du sûn est imaersement p,t"oportionnelle su carré de la d,i,stunce du carps sonore à I'oreille de l'obseruateur. D'après cette loi, I'intensité diminue quand on s'éloigne du corps sonore, à moins cependant que I'on oblige les ondes sonores à suivre une direction déterminée: par exemple, dans un tube à surface lisse. C'est ce que I'on obtient au rnoyen du porte-voir, du sornet acoustique (fig. 126). On,utilise les tubes u,coustiques dans cer-

taines maisons, à bord des navires, ou pour communiquer d'un étage à I'autre. Il est vrai qu'aujourd'hui le téléphone a remplacé presque partout les tubes acoustiques. Les corps mous, comrne la ouate, les dtoffes,

affaiblissent considérablement les sons. Un tapis moelleux étouffe le bruit des pasl d'é-

paisses tentures rendent

une salle sourde,

comme des tentures noires I'assombrissent. Un piano perd de sa sonorité dans une pièce garnie de tapis et de draperies.

218. Timbre du

son. ti,rnbre est la - Le qualité qui différencie entre eur les sons qui

tr'ig. 12û. -. L Porte-voix. ?. Cornet acoustique.

olrt la même hauteur et la même intcnsité; il permet de distinguer

lg8 Norrons suR LEs scrENCEs prrysreups sr NÀrutrrpr,Lns les différents instrurnenls, les voix. Le timbre est dû à un système de sons Fecondafues (harmoniques) qui se produisent en même temps que le son fondamental.

On appelle harrnoniques d'un son une série de sons dont

les

nombres de vibrations par seconde sont proportionnels à la suite des nombres entiers '/.,t2r3,.. Le premier harmonique estdonc I'octave; le second , la quinte de lsoctave ; le troisième, la deuxième octave, etc. Le timbre d'un son provient des intensités relatives de ses divers harmoniques. Qunsrromr*arRE. - Qu'entend - on par les quaiités du son ? Quelles sont ces qualités ? que la ho,u,teur il,u som? De quoi il,épemd,-el,Ie? * Dom- Qu'est-ce d,e I,a sdrène. Powrquoi remù-ell,e urL son qwan,d, un counoz ladescriptiom rsmt d,'air l,a traoersa? A qwaisert-el,l,e? Décriuez I,a ntarche il'wne eæpérience Çomment ùwsure-t-on I,o hawtewr d,'un som ytar Ia në.thod,e d,es comlttewrs -graphiques? Qw'appel,le-1,-om ônterual,l,e da dcwæ sons? - Quels sont les imteroallet les -pl,us corlsonolnts? Quels somt lÆs i,nteraal,l,es qui comtrtosent les parfaits? aecaril,s - Qu'êst,-ca qwa lo gdmrns ? - Quels sorùt l,es imterual,tres &et motes d,e la gamme? Qu'est-ce que l'imtemsitë il,u son? De qwoi d,épenil,-el,Le? Quel, est l'effet iles êorpl wTous sur l'trntemsitë ? - De qwoi il,ëpend, I,e timbre des soras ? - Q?.+'oppel,l,e - t - on horrnoniqwes ? ExERcrcES. la hauteur du son rendu lmr une sirène ct soutenu - 1. Calculer pendant 30 secondes, sachant que I'aiguille des tours du plateau s'est déplacée de 80 divisions, et I'aiguille des centaines de tours de 4O. Le plateau porte 15 ouvertures. 2" La tonique d'une gamme correspond à 520 vibrations par seconde. Calculez le nonrbre de vibrations correspondant à I'octave aiguë, à la guinte et à la tierse majeure. 3. Une roue porte j.80 dents sur sa circonférence et fait 4 tours par seconde, Quel devrait ètro le nombre des dents d'une seconde roue qui fait 5 tours par seconde, pour qu'en appuyant une carte sur les dents de ces deur roues l'intervello des sons rendug soit une quinte?

CHAPITRE IÏI |VIBRATIoN DES CoRDES.

-

TUYAÛX S0NoRES

I. Vibrations transversales

des cordes.

919. Coriles vibrantes. cordes, en acoustique, - On appelle des {ils en métal ou en boyaux, tendusentre deux points Iixes. On les fait vibrer traneversalement en les pinçant avec les doigts (guitare), en les frottant avec un archet (violon) ou en les frappant avec un petit marteau (piano). 22O. Lois des vibrations transversales des cordes. nombr*

-Le:

des vibrations elfectudespar une corde en une seconde, est

VIBRÀTION DES CORDES

_

TUTÀIJX SONORËS

,r29

l, Inaersement proportionnel au diantètt'e de la' corde; ) )) ) ù la lorryueur ù la racine carcée de lu dertsité; D )

)o $o

Directenlent proporti,orunel ù' la raci'ne carrëe du Ttoid's tenseur Ioutes ces lois sont résumées dans la formule :

1*o

I gP

,.r---1

^.-

zRL ^V-;tr

N étant lc nombre de vibrations par seconde I R, L et ci, le rayon, la longueiur et la densité ile la cordel P, ie poids tenseurl g, I'accélération de la pesanteur, et n Ie rapport de la circonférence au diamètre. On vérifie ces lois âu moyen du sonomètre (fig. {27).

Fig. 127.

*

Sonomètre.

Le sonomètrc est une caisse sonore, portant sur sa longueur une règle divisée, et deux cordes tendues,l'une au moyen d'une clef, I'autre par des poids qu'on y suspend. 221. Instruments à cordes. - Les instruments ù, cord,es se composent d'un système de cordes, tendues sur une caisse sonore destinée à renforcer I'intensité des sons. Les uns ont un nombre de cordes égal au nombre des sons qu'ils doivent rendre I tels sont le piano, la harpe. La longueur des cordes est alors fixe et d'autant plus petite, que le son rendu est plus aigu. Les autres n'ont qu'un petit nombre de cordes I mais alors, au moyen des doigts converiablement placés, on raccourcit la longueur de la partie vibrante, de manière à produire des sons plus élevés I tels sont le violon, le violoncelle, la contrebasse. Pour augmenter le diamètre en même temps que la densité des cordes

qui doivent rendre les sons les plus graves, on entoure ces

cordes

d'une gaine métallique constituée par un fil de cuivre enroulé en spirale.

lI. Tuyaux sonores. 999. Définition. - Les tuyauæ sotuares sont des tubes dans lesquels le son est produit par la vibration de la colonne d'air qu'ils renferment. On distingue les tuyauæ ùbouche eLlestuyauæ ù anclw. La hauteur du son est indépendante de la matière du tube ; le timbre Beul en dépend"

{S0

NorroNs sun

SCISNCES PHYSIQÛtrg

ET NÀIURET.T.TS

'.ES

993. Tuyaur à bouche. - Dans les tuyaux à bouche, Itair pénètre par uns fente (1ïg. 128), vient se briser contre un bisea.u, et produit un sifllemenT formé dtun grand nombre de sons discordants, Parmi lesquels le tuyau en choisit

trn pour le renforcer. On trouve des tuYauæ à bw,che dans le sifflet,la flûte' le flageolet.

994. Tuyaux à ancho.

-

Une anche est une petite lame métallique {ixée par I'une de

ses ertrémités, et fermant incomplètement une ouverture que I'air doit traverser (fig. lee).

Le timbre des tuyaux

à

anche est éclatant et nasillard; il n'a pas Ie moelleux

des sons rendus par les tuyaux à bouche. On Peut

{28. F'ig. 129. -'Iuyau à anche. modifier Ia hauteur du son o, anche; r', rasette; TuYau c, cornet âe résonancel au moyen d'une rasette, qui règle la longueur de la partie bouche. p, porte-vent ou pied.

Fig.

vibrante de la lame.

à anche sont utilisés dans les harmoniums, les clari,nettes, les hautboris, les bassons. Dans les instruments à embouchure d,e eor, les lèvres tbnt I'office d'anche. Ër.: I'ophicléide, le cornet à pistons.

225.

Mouvement vibratoire dans un tuyau.

"-

Quand un tuyau rend un son, Ia colonne d'air qu'il renferme se partage en segments vibrants tu tentrcs, séparés par des tranches appelées næuds, où le mouyement vibratoire esi uul. Deux ventres consécutifs

sont toujours séparés par un nceutl. Pour constater laprésence des næuds et desventres, de faire descendre darls le tuyau une petite mernbrane honizontale saupoudrée de sable (fig. 130). On voit celui-ci sautiller dans les régions correspondant aux ventres. et demeurer immobile à chacun des

il suffit Ï'ig" liir). fibration

de

I'air.

næuds.

En eugmentant la puissance du courant d'air qui fait vibrer I'air

VIBRATION DES CORDES

-

TUYÀUX

SONORES 13'

du tuyau, on peut modifier ie nombre desnceuds et des ventres, et lui faire rendre des sons de plus en plus élevés, qui sont les harmoniques du son fondamental.

226. Lois des tuyaux. - La hauteur du sou fondamental rendu par de sa longueur. un tuyau est en raison inverse Un tuyau dont I'extrémité est fermée rend un son qui est I'octave grave du son rendu par un tuyau ouvert de méme longueur. [,es harmoniques rendus par un tuyau ouvert sont eirtre eux gornrlle la suite naturelle des nombres entiers, tandis que, pour les tuyaux fermés, ils sont entre eux comrne la suite naturelle des nornbres impairs.

227. Instruments à vent. - Certains instruments, corune lq clai ron, le cor, sont des tuyaux de longueur fixe. Les sons qu'ils reudent sont donc des harrnoniques du son fondamental, D'autres sont des tuyaux de longueur variable" Iæs variations de longueur sont obtenues au rnoyen de pistons, comme dans le cornet, la basse; ou par uue coulisse, comme dans le trombone. Dans la flûte, le hautbois,la r:larinette, le basson, I'ophicléide, les variations de hauteur s'obtiennent en ouvrant ou eD ferrnant de petites ouvertures, qui modifient le nombre et la position des næuds et des ventres de la colonne d'air en

vibration" QuEsrIoNNArnx.

gbtérala qui eaprime ncz-etu l'enpli.cation.

Qu'appelle-t-on cordes vibrantes ? - Ecritsez ta formwle l,e

mombre itre ,oibratio&s rend,uds po,r urùa cord,e, et d,on-

- Qu'est-ce que le sonomètre ? A qwoi sert-il, ? - Comrnent mod,ifi,e-t-om La bawtewr il,u son rend'u par owp corde il,atts l,e otol,on ? Powrqwoi entoûrë-t- an à'vn fi,l, mëtoll,i4u6 certo,ines corùes d,'lnstrwrrxerùl,s -d,e

mrusiqwe

?

Par quoi est produit le son dans les tuyaux

sonores ? - Comment se fait l'ébranlement de I'air dans les tuyaux à boucho et dans les tuyaux à anche ? -. La guoi la se subd,iaite colonn'e d'air en otbratiom sert rasette ? ûomment A - l,a l,,oi il,es l,omgweurs. Dams qwels Emoncez rapporrs so?x, ilans wn tu'yaw? bs ltarmomlqwes remd,ws pat vrr t yqu ouûert? - Comment prod,ltit-on les oariatioms d,e hauteur il,ans les insl,rumemts ù uent?

Expncrcps.

cordes de même diamètro et de même densité ont - L.etDeux 45 cent. de longueur. Quel est I'intervallo musical des

raspectivement 30

deux notes? 2, Uno corde, de t'20, donne le tra normal ; de combien faut - il la raccourcir pour qu'elle donne la tierce majeure, puis la quinte? 3. Quelles sont les longueurs des tuyaux ouverts qui rendent ies différentes notes d'une gastrne, sachant que celui qui donne le son fondamental a 1.,20 de rongueur ? 4. Dans que{ rapport, sont les longueurs de deux tuyaux ouverts, qui sont à ula lutervalle d'une quarte ?

OINQUIEME PARTIE

ÉTNIITRICTIÉ STÀTICIUN ET MÂûI+HITSM}I

CHAPITRE I pnÉrouÈrvEs FoNDaME NTAux

se

ggg. Électricité. est un agent physique, qui -1,oL'éIectri,cité classe nombreuse de phénomènes, appelés manifeste dans une

phënomènes électriques. L'électricité est une forme de l'énergie. Sa nature est inconnue; mais il est probable que l'électricité) somme la chaleur, se réduit à un mode de mouvement. La théorie la plus simple pour exposer et expliquer les phénomènes électriques est fondée sur I'iypothèse d,e d,ewæ fluùiles; on adopte un langage conventionnel dans lequel l'électricité est assimilée à un fluide invisiblo et

sans poids, auquel on attribue des propriétés spéciales. Ce fluide n'a qu'une existence hypothétique' ou même purement nominale; mais tout se passe comme s'il existait réellement, avec les propriétés qu'on lui attribue. 2o On appelle encore Ét-ncrRtctrÉ cette branche de la physique qui a pour objet l'étude des phénomènes électriques. Elle comprend deux parties: l'é.lectrici'té statiqtæ, qui s'occupe de l'électricité en équr,tibre, et l'électrt'cité dynamique, qai étudie l'élec-

tricité en rnouuement,

I. Développement de l'électricité statique par le lrottement. 99$. Électrisation par te frottement. * Gorps mauvais con10 Un bâton de verre, frotté avoc de la laine, ducteurs.

acquiert ta propriété d'attirer les corps légers : petits morceaux de papier, moelle de sureau, barbes de plume, feuilles d'or, etc. La cause rle ce phénomène est inconnue' 0û lui donne lc nom

PHÉNouËNEs ÉLECTRIQUES

d'électric.itc,

r33

ol, afin

de pouvoir. en parler commodément, on convient de la faire consister en un fluide spécial, que le frottement aurait la

propriété

apparattre

de faire sur les

corps.

Un grand nombre de corps

s'

électri,sent

aussi bien que le ueme, quand on les frotte en les tenant simplementàlamain; tels sont la résine,

Ia gamme-laque,

le

caoutchouc, le souFig. 131. - Attraction électrique. fre, la soie, ehc. Sur tous ces corps l'électricité reste localisé.e, c'est- à-dire que les points frottés ont seuls la propriété d'attirer les corps légers.

On exprime ce fait en disant que les corps de cette catégorie sonl mauaais conducteurs de l,électricité, ou qu'ils opposent un obstacle au déplacement du fluide électrique. 930. Corps conducteurs. Les autres corps, tels que les rnétauæ, ne s'électrisent pas -lorsqu'on les frotte en leslenant simplement à Ia main; rnais ils s'électrisent lorsqu'on les tient par un manche de verre, de caoutchouc durci, ou de tout autre

mauvais conducteur; de plus, la propriété attractive ne s'y manileste pas seulement aux points fiottés, mais en tous lei

points de la surface.

9lq*t ce qu'on exprime en disant qu'ils sont coxnucrnuns de l'électritg qu'ils n'opposent aucune résistance au dépla' .ou électrique. cement du fluide Les_métauæ,le bois,le chanure,le corps humainr le sol, etc., sont bofts cond,ucteurs. un conducteur électrisé, mis en communication avec le sol par -un fil métallique, par le corps humain ou par tout autre conducteur, perd immédiatemenf toute trace dtlect,ricit,é. On dit que le fluide électrique se répand sur res conducteurs et e'écoule dans le sol.

93{. Isolants. - Les corps mauvais conducteurs prennent aussi le nom dtrsolenrs. si lton ne peut pas électriser un corps conducteur en le tenant

' !q*i ,F

t3{

NorroNs suR LEs scIENcEs pgysreugs ET NÀruRELLEs

simplement à la main, c'est parce que le {luide électrique s'en par le corps de I'expérimentateur. Il faut donC I'isoZer en le tenant par un manche mauvais conduoteur, qui oppose une barrière au fluide et I'empêctre de s'écouler dans le sol" L'air est un corps isolant, sans quoi l'électricité se répandrait dans I'atmosphère, et il nous serait impossible de constater aucun échappe

phénornène électrique.

939. ûommunication

do

l'électricité par lo contact.

- Au contact d'un corlrs électrisé n un conducteur isolé s'électrise lui aussi. Le conducteur tt' (trg. {32), isolé par des

Fig. {32.

S, source d'électricité; (mauvais

fils

de soie w

t ffi, et en

contact avec un corps électrisê s, acquiert la propriété ti'attirer les corps légers. C'est-à-dire que le fluide

zn, m.

conducteurs ) ;

Iils de

tt',

soie tige do

cuivrc (bon eonducteur).

électrique passe librement d'un conducteur à un autre, mis en contact aveo le premier.

Ê{}3. Pendule

Fig.

électriquo.

133.

-

-

Le pendule éIectriqwe (lig. 13lt)

Pendule élcctrique.

-

Électrrcité pasitive"

un lil tte soie, c'està-dire un conducteur isolé, léger et très mobile.'Ce petit appareil est très commode pour reconnaître les attractions ou les est une petite balle de sureau suspendue par

répulsions électriques, et pour juger approrimativement de leur intennit6.

PntNoMËNns

ÉtEcrRIQUts

{85

- Ilg adeuæ électrieités diffërentes.' l'ÉrncrntclrÉ urnÉa ou positiae ({} et l"ÉrncrnrcttÉ ruislrctusn ou nûgatinte (-). I*s électricités de mtêrne ',?,onr se repoussent; les ëlectrt'citét ffi'{. fioctrioit6 positive at élsctricitd n6gative.

contraires s'attiv'ent. Orr cléntontre ces propositions par les trois 'expériences suivantes : à I'aide d'un bâton de verre, d'un bâton de résine et rl'un pendule électnque :

d,e moms

{o On frotte le bàton de électrique (fig. {33 ). La balle cie sureau est vivement attirée; mais si elle vient à toucher le bâton, elle s'électrise à son contact

et est aussitôt repoussée. 2o La même expérience réussit aYec un bâton de résine

: la

balle de sureau

est d'abord attirée ({ig.13a);

mais dès qu'elle a touché le bâton, elle est vivement repoussée.

llo Après avoir électrisé

la balle de sureau au con-

tact

avec

I'un

des bâtons.

quelconque

on constate

qu'elle est fortement attirée par I'autre bâton. On r'ésume ces fail,s en dlsant que le verre et la résine se chargent de deux électricités diflérentes, la prernièrc Ttosi,tiae, Ia seconde négatr,ae; que deux corps chargés de la même électricité se repoussent, et que deux corps chargés d'électricités tlifférentes g'attirent.

Il n'v A eun DEUx ÉrncrnrcrrÉs; oar deux pendules étant I'un positivernent, I'autre négativement, tout corps électrisé attire I'un et repousse I'autre ; donc il est chargé soit éler:trisés

positivement, soit négatlvement. 935. Développement simultané des deux étreotricités. - .Les d,atr é,Iectricités a'pparaissent toujowrs ensemble, et en quantitét égales.

Si I'on frotte I'un contre ltautre deux disques formés de substances différentes et tenus par des manches isolants: {o thacun de ces disques attire la balle de sureau électrisée au oontact de I'autre. Donc ils sont chargés d'électricités contraires.

136 r{orroxs suR LEs scrgNcns pgysreurs ET NÀTURELLEs 2o Si I'on applique les disques I'un contre I'autre, ils n'onl, pas d'action sur le pendule électrique. Donc ils contiennent les électricités contraires en quantités égales. 936. État naturel. Fluide neutre. Tout corps non électrisé - quantités est dit à l'état naturel l il contient, en égales du fluide positif et du fluide négatif , qui neutralisent mutuellement leurs effets et constituent ce qu'on appelle le flui.de netr,tre. Le frottement de deux corps I'un contre I'autre fait passer sur

I'un une partie du fluide positif de I'autre, et sur celui-ci une partie du fluide négatif du premier ; après quoi, I'un manifeste

uniquement les propriétés du fluide positif en ercès, I'autre celles du {iuide négatif. Un corps électrisé contient une quantité indé{ïnie de fluide neutre avec un excès d'électricité positive ou d'électricité négative ô l'é.tat lùbre. On fait complètement abstraction du fluide neutre pour s'oocuper uniquement de l'éIectri,cité libre, Qui intervient seule dans les attractions ou les répulsions électriques. On peut classer les corps dans un ordre tel, que chacun s'élecfiise positi,oement quand on le frotte avec I'un quelconque de ceux qui viennent après lui, et négatwemenÉ quand on le frotte avec I'un de ceux qui le précèdent: '1,. Peau d,e chat I Zraeme poli; S r laine I 4,bois; 5, papier ; 6, soie; 7, résinel 8, uerre dépoli; 9,, métauæ. 237. Mesure des actions électriques. On appetle charge oa

-

m&sse él,ectrique, la quantité d'électricité dont un corps est chargé. L'attraction ou la répulsion qui s'exerce entre deux masses électriques données se mesure au moyen d'un instrument appelè balance

de torsion, ou balance de Coulomb, du nom de son inventeur. Lor ns Coutons. oula répulsion ëlectrique est pro- L'attraction portionnell,e oiuæ nla,sses ëlectriques m présence, et inuersement proporti.onnelle au carré de leur di,stance.

II. Distribution de l'électricité statique sur les conducteurs. 938. L'électricité se porte à la surface des corps. Sur un - qu'à cot'ps conducteur électrisé, l'électricité ne se manifeste la surfacel l'intérieur est ù,l'état neutre, On vérifie cette propriété à I'aide du prex n'Épnpuvn. Le plan d'épreuve est un petit disque métallique, fixé perpendiculairement au bout d'une tige isolante. Quand on I'applique sur un corps électrisé, il se charge plus ou moins, suivant la quantité d'électricité qui est accumulée au point touché.

ÉLEcrRreuus

PHÉNoMÈNEs

ig7

On électrise une sphère métallique (fig. {Bb) isolée par un

pied de verre C, et perbée d'une ouverture O. si I'on touche cette sphère avec le plan dnépreuve en un poinr quelconque de la surface eætérieure, lô pran d;épreuve s'électrise, comme on peut le constater en I'approchant drun pendule électrique .

Si lton touche la sphère à lrintérieur, le plan ti'épreuve s'électrise pas. Donc la sphère est électrisée à Itextérieur et non à ltintérieur.

nË

9i|9. Répartition de l'électricité suivant la formo du conducteur.LtÉplrsspun Él.ucrnrquu (ou nrwsrrÉ Ér.ncrmpun) en chaque point se mesure par la quantité d'électricité dont se charge le plan d'épreuve appliqué en ce point; I'expérience

montre qu'elle varie dtun point

à

un autre suivant la courbure de

la surface: elle est faible aux points où la surface est aplatie, ellô augmente aux points où

la surface

se

courbe.

Sur une sphère,ltépaisseur électrique est partout la même. L'élec-

tricité est donc répartie uniformé-

Fig. {35.

-

L'électriciré

se répand à la surfaco des corps,

ment sur toute la surface. Sur un cylindre terminé par des hémisphères (lÏg. {Btti l'épais-

seur

est

constante

Ie long

du

cylindre, mais elle augmente aur

deux extrémités. Surun corps ovoïde abc (fr.g. lB7),

l'épaisseur électrique

est

plus

grande aur deux bouts quepartout ailleurs, et plus grande au point a

qu'au point c. Plus I'extrémité

a

est allongée, pius Ie fluide s'y acrumule et y acquiert d'épaisseur.

,i

Èi

i-..

94O. TensiOn électrique. - La tenston en un point est paopot-

Fig. {36. Distribution de l'électricité à la surface des corps'

tionnelle à l'épaisseur électrique en ce point. Le fluide électrique agit sur lui-même par répulsion (gg4), il tend à s'échapper dans I'atmosphère. C'ést la pression atmo-

lgg

r{orloNs sun LEs sclpucrs PnTstouËs ET NÀTURELLIS

sphérique qui le retient à la surface du conducteur. Mais lùpaisieur âugmente de plus-en plus, le fluide s'accumule,

ei l,n

finit par vaincre la pression attnosphérique, l'électricité s'échappe dans I'air environnant. C't;st, cô qui erplique le pouaoir des pointes.

tension augmente, et si elle

Fig.

137.

*

Distribution de l'électricité à la surface des corps'

g4|. Pouvoir des pointes. I,,é|,ectncité s'ëcoula par les électrique est armé machine d'une Ttointes. Si le contluCteur le fluide â'on" pointe, il est impossible de le charger ; tout qrandÈ en o,f: très' étant tension La pointô. par cel,te, s'écoule, t

Fig.

1:18,

--

pointes. Pouvoir des Pointes.

Fig'

139.

*

Tourniquet électriquc.

point, les molécules d'air, s'y électrisant' sont vivement repousiées et produisent un courant d'air qui semble s'échapper de la' pointe (vent électrique)" C'est ce que I'on constate simplement âvec la main, ou en approchant la flamme d'une bougie, qui se courbe et peut mêntc g'ôteinhre (fig. {38). Si I'on dispose, r;ur le

{ss

PHÉNOHËNËS ÉLECTRTQT'ES

conducteur chargé, un système T ({ig. 139) tbrmé d'une roue armée de pointes et mobile sur un pivot, I'appareil prend un mouvement de rotation (tourniquet électrique). Pour éviter la âéperdition de I'électricité sur les conducteurs isolés, il faut leur donner une forme sphérique, cylindrique ou arrondie, et éviter dans leur construction toute arête saillante. 242. Niveau électrique (ou potentiel). - Sur um conducteur électrisé, le niuea,u éIectri.qtæ est le mêm'e en tous ï,es poi'nts de la surface (tous les points sont d,7L m,ême potenti.el). Le Nrvrlu Ér.nctnrQuB en un point se mesure par la charge que prend une sphère conductrice de I centimètre de rayon, mise en comrnunication lointaine avec ce point (par un fil long et fin). L'expérience montre que le niueau ainsi mesuré a la même valeur

pour tous les points du conducteur. C'est ce niveau constant qui l'état électrique du conducteur. On lui donne le nom dc

caractérise

PorENTrEr. du conducteur.

243. Analogier hyttrostatiques. - L'équilibre de l'éIectricité

sur présente des analogies remarquables avec l'équilibre d'un liquide dans un vase; de sorte que les propriétés de l'électricité statique se traduisent fort exactement dans un langzrge conventionnel emprunté à I'hydrostatique. to L'eau contenue dans un vase se moule exactement sur les parois du vase, et l'épaisseur del,a couche l,iquide varie d'un point à un autre suivant la forme des p:rrois et du fond; mais la surface libre est horizontale, c'est-à-dire que le niueau du li,quide est le même pour tous les points. De mêrne, l'électricité accumulée sur un conducteur se répartit à la gurface du conducteur, et l'épacsseur électrique varie d'un point à un autre suivant la forme de cette surface; rnais le potentiel est constant , c'est-à-dire que le n'iteau électrique est le même en tous les points. 2o La profondeur du liquide dans un réservoir se mesure à I'aide d.'une sonde; ie niveau de I'eau dans une chaudière t'errrrée est indiqué

un conducteur

par un petit tube cornmuniquant ({77).

De même, I'épaisseur électrique se mesure â I'aide du plan d'épreuvel le niveau électrique s'évalue au moyen d'un petit conducteur en communication lointaine. 3c Si la quantité rl'eau augmente ou diminue,le niveau s'élève ou s'abaisse, et toutes les profondeurs varient de la même quantité. De rnême, si la quantité d'électricité augmente ou diminue, le poten-

tiel

dans

s'éIève ou s'abaisse, le même sens"

et torrtes les épaisseurs électriques

variena

&o Quand on fait communiquer par un tube deux vases A, B, il peut se présenter deux cas: Si les surfaces libres de A et de B sont au même niveau, il ne se produit ancun rnouvernent de liquide; nrais si ie niveau est plus élevé dans A que dans B, I'eau s'écoule de A vers B jusqu'à ce gue les deux surfaces libres soierrt au même niveau. De nrênre, quand on fait communiquer par un fil métallique deux conducteurs électrisés, A et B, iI peut se présenter deux cas : Si les

t40 NorroNg suR LEs scrrNcns puysreur:s lrr NÀTUItELLùls conducteurs sont au même potentiel, il ne se produit aucun déplacement d'électricité I mais si le potentiel est plus élevé en A qu'en B, l'électricité s'écoule de A vers B, de façon que les deux potentiels s'égalisent, Comment se manifeste l'électricité? - Qu'appelle-t-on corps bons conducteurs? - Peut-on électriser ces derniers? Quappelle-t-on corps isolank? - Qu'est-ce qu'un peny a deux espèces quoi qu'il constate-t-on sert-il? dule électrique, et à -Comment d'électricité? Quelles Bont les actions mutuelles de cee deux électricités? le fluide neutre?Énoncez I'hypothèse des deux fluides. - Qu'est-ce que Aoec qwel instrume*l Les deux flûdes se développent-ils I'un sans l'autre ? Enomcez les loi,s ile Cowl,ornb, meswre-t-om les o,ctioms él,ectriqûes? Y a-t-il de l'électricité à I'intérieur d'un- conducteur électrisé? - Comment -se l'électricité se distribue - t - elle sut mesur€ l'épaisseur électrique ? - Comment un cylindre? un corps ovoïde? une sphère? - surdes - surExpliquez - D'où vient la tenpointes. le pouvoir sion électrique? Comment le met-on en Par qwol 6vidence? Comment évite-t-on la déperdition de l'électricité? QuBsrtoNlca.rRE.

corps mauvais conducteurs?

-

éval,we-t-om I,e niueaw électrique? - QLt"est-ce que le potentlel d,'wm cond'u,ctcw? Cotwaissez-oowt qwel,ques analogies hyd,rostotiquas ile f ëlpctricdtéî -

CHAPITRE

II

TNFLUENCE Ér,UCrnIQUE

I. Développement de l'électricité par iniluence. 944. Expériences fondamentales.

-

Soit un conducleur isolé

+ I

s

Fig. {40.

-

Électrisation par influence.

AB (fig. {40), à l'état neutre, et muni de pendules &', a't, b,

doubles

b', formés de balles de sureau Euspendues par des filr

INFLUENCE ÈLECTRIQUE

{{{

ûottd,uctent"s. Si I'on approche de ce conducteur une sphère isolée S, électrisée positivement, on peut faire les expériences suivantes, dans lesquelles on constate des phénomènes d'infiuence electrirlue, très faciles à expliquer : {o Quand on approche la sphère S, tous les pendules de AB divergent, comme I'indique la figure 140. C'est que le fluide positif de S décompose de loin, par influence, le fluide neutre de AB, attirant le fluide négatif en A et repoussant le fluide positif en B. Vers le milieu de AB, uno ligne de démarcation reste à l'état neutre. 2o Si on éloigne la sphère, le cylindre revient à I'état naturel. L'irrfluence ayant cessé, les deux fluides de AB se recombinent pour donner du fluide neutre. 3o La sphère étant rapprochée, si I'on touche le cylindre avec le doigt en un point quelconque, les pendules b, brretombent, et, a, a' divergent davantage" Le fluide positif de B, repoussé par celui de S, stest écoulé dans le sol, tandis que le fluide négatif de A a été retenu par

I'attraction de la sphère. 4o Si, après avoir retiré le doigt, on éloigne la sphère, tous les pendules divergent également. L'électricité négative de A, rendue libre

, stest répandue sur tout le conducteur AB, qui reste chargé d'électricité négative.

9<5. Étincelle étectrique. - Si I'on rapproche de plus en plus la sphère du cylindre (lig. /1,40),I'attraction du {luide positif de S et du fluide négatif de A va sans cesse en augmentant. Elle finit par vaincre la résistance de I'air, et les lluides

!'ig.

141.

-

Étincelle électrigue.

Ëo combinent brusquement à travers I'espace qui les séJrare, en produisant une étincelle appelée étincelle ëlectrique ({ig. { l ). 246, Quantité it'électricité induite. - La sphère électrisée S prend

le nom d'ind,ucteurr le corps influencé Ats se noûtme ind'ut't (fig. 140). La quantité d'électricité induite est génë.ralentemt motnd're que lo

Iù2

NOTIONS SUR [,ES SCIENCI:S PHYSIQUËS ET NATURËLT.BS

qud,ntité imductrice; elle ne lui deutent égale quc si Ie corps inùuiû cntoure complètemsnt Ia sphère ind'uctrice (cylindre de Faraday).

attractions 0t.des répulsions électriques. M2) dont !a balle de sureau est isolée au moyen d'un fil de soie, et approchons-en un corps chargé d'électricité positive, un bâton de verre, par exernple. Le {luide positif du bâton de verre décompose, par influence, le {luide neutre de la }ralle, repousse le fluide positif et attire Ie lluide négatif. Celui-ci étant plus rapproché du bâton que le fluide positif, I'attraction I'ernporte sur la répulsion et devient de plus en plus forte à mesure que la dis-

247. Explication

des

Prenons un pendule (fr.g.

tance diminue.

Au moment du contact, une partie du fluide positif du bâton de le {luide négatif de la balle de sureaul celle-ci,

verre neutralise

étant alors uniquement chargée de fluide positif, est aussitôt repoussée.

Fig.742. Àttraction éleotrique.

Fig.

143.

-

ir-iei-ri.r

ùsuop.) a teuilius d'or.

1,.'ël'ectrascope ù, fettillea 948. Électroscope à feuilles d'or. cl'or es| un appareil qui $ert à reconnaître la présence et la

nature de l'électricité d'un corps. ll se compose d'une tige métallique t, traversant la partie supérieure d'une cloche en verre et portant deux feuilles d'or I eL Lt ({ig. {a3). On approche de la tige f le corps â étudier; s'ii r:st électrisé, les feuilles divergent. tln etïei, Ie lluide neutre de la tige est décomposé par in{iuence; le fluide de même norn que celui du

corps est repoussé dans les t'euilles d'or, te qui les fait diverger.

TNFLUDNûE

Élsqrntour

tl:l

Pour connaltre de quelle électricité le corps est chargé, on charge d'abord les feuilles d'or d'une électricité connue, en piocédant de la manière suivante. on frotte un bâton de résine, par-exemple, et on I'approche à une petite distance de la tige;on touche alors celle-ci avec le doigt; le lluide négatif, refoulé dans les feuilles d'or. s'écoule aussitôt dans le sol , et les feuilles d'or retombent. orr retire d'abord le doigt et ensuite le bâton tle résinel i'éleetricité positive, qui était maintenue dans le haut de la tige, se répancl darrs les feuilÈs d'or et les fait diverger. L'appareil est ainsi préparé. on approche ensuite. de la tige le- corps à éturlier, s'il est chargé d'électricité positive, il repousse celle de l'appareil dans les feuilles d'or, alors celles-ci divergent davantage; s'il est chargé d'électricité négative, il attire celle des feuill*rs d'or, et par conséq*uent celles-ci divergent moins. si. par suile d'une charge trop forte, l'écart des feuilles d'or était trop grand, elles viendraient toucher deux petites bornes métalliques ctr, cl,t covrmuniquant avec le sol , et se d-échàrgeraient aussitôt.

ïI. Machines

électriques.

949. Électrophore. L,électrophore , jnventé par Volta (ng. ,I ), se crtmpose d'un gâteau de résiu et tl'un plateau de

bois C, recouvert d'un papicr métallique et muni d'un manche isolant. Si I'on frotte le gâteau à I'aide d'une peau de chat ou d'un mofceau de flanelle chaude, la ré-

sine se charge rl'électricité négative, qui adhère à ce corps mauvais conducteur. On utilise oette électricité de la manière suivante

:

{o On pose le piateau sur le gâteau de résine. L'électricitir neutre du plateau est décomposéc,

par influenre, en fluide positif , Fig. 144. qui est reteuu sur la face infé- Electrophore. rieure, et en fluide négatif, qui est repoussé à la face supérieure, où^il sc rnanifeste par l'écartement des penclulesp (frg. 146,l.l" 2o On touche du doigt le plateau, les pendules letombent (r$g. {4ti,2), car le fluide négatif libre s'es| ét;oulé dans le sol,

et lc iluidc positif est toujours maintenu à la face inférieure par I'influence tle la résine, électrisée négaiivemeut.

144 NorIoNs suR LEs sûrENcEs pHysIeuES ET NÀTURELLET 3o On enlève le doigt, puis on soulève le plateau, les pendules divergent; car le fluide positif , devenu libre, se répand

sur le conducteur (fi9. 145, 3). Alors , en touchant du doigt le piateau, on en tiro une étincelle, On peut répéter I'expérience un grand nombre de fois, sans frotter de nouveau Ie gâleau de résine.

nqqrG:JËærlq i

--.s.r.r-

-^-

- -.-

-

=

1,,;:_::=:ll I

Fig. 145.

*

I

I

Charge de l'éloctropho re.

950. Machine électrique ordinaire ou machine de Ramsden

$9. a,46). - La machine

d,e Ramsilem.

a pour but de produire

le l'électri,cité stati,que,

att moyen d'un disque de verre passant ontre des frotteurs; le fluide positif, développé par le frottement, décompose par influence l'électricité neutre des conducteurs métalliques C,C'; l'électricité négative s'échappe par des pointes et vient neutraliser le plateau de verre, tandis que l'électricité positive staccumule sur les conducteurs C, Cf.

951. Fonctionnement de la machine. - Le disque passant entre les frotteurs RR' (frg. l 7) s'éleotrise positivement. Arrivé en F, Ft, il décompose par influence le fluide neutre des conducteurs, dont l'électricité négative, attirée, s'écoule par les pointes et vient neutraliser I'électricité positive du plateau, tandis que leur électricité positive est repoussée en l. trl y a donc d,ccurnu,-

lation d'électricité positive sur les conducteurs; sa présence, et jusqu'à un certain point sa tension, est signalée par l'éIectromètre de Henley.

TNFLUENCE

Ér,pcrRteun

{45

Fig. 146. _ Machine électrique de Ramsden. Dl)',plateau en verre; M, manivelle; B, montantsi.F, p, mâchoires; ducteurs; A, rige mobire duconducreur; u, penaute-dà ii;li;à;"i; c, c,, conànaino qoi rettache les montants au sol; R, réchaud pour combattre l,hurnidité de l,air.

Fig. lt*1.

I'

*

Théolie de la maohine de Ramsd.en. * g. État électrique de ra roue en mouvomont.

Phénomènes d'influence.

9.T9. L'électromètre de.Henrey (fig. {4g) est un petit pendule tuspendu par un ûr conducteur à ine tige égui;d;i-

conduc-

6

146

ET NÀTURELLES NOTIONS SUR LES.SCI11T1CES PHYSIQU!:S

de la tige, quc la trice. La ballc cle sureau s'éca.rte d'autant plus forte' L'ansle plus est Àl*,rt*iq.,* ;;;ù*

tl'écar[ se lit sur un .petit cadran, divisé en parties égales.

t)RrçrrqR oE l'ÉNnRtlr n É'lucrnlQur oÉvnr'oppÉn

élec-

DE R,'.usnnx. ooi* rï - L'énergie "orlrrNg s'accumule sur les conducteurs peni.iquu qui

Fig. lltti ûlectromètro de HenleY.

équivaut dant le^fonctionnement de la machine cle I'énergie mécani.que que I'on ;;;;;i*à pour faire tourner le plateau' àeo*t -"t"- p"tilde cette énergie Téc3iqne qui tte

est se transtbrme pas en énergie électrique transla qui frottements les par .o"*oà*eu

forment en chaleur.

la - Dans 258. Machinos électriques de Hottz et de Ïtlimshurst' glanle en pure .pu"lg ahsorbe frottement Te de Ramsden, maehine

"l* On électricité. partie du travaill d-'bi;*"; ne rec,reille qu'unà seule sans frottmtent et inTl'uence a ;;;hit-t dË àmnloie auiourd'hui ' ' qif ii"""r'i.t nt à la, fois les tleuæ éleetrintés' LamachinedeHor,tzsecomposeessentiellementd.'unplateaude oit t"t" des. peign^es.*o du-l:conducverre qur tourne ces "^p"ià***"i, ia machine esï amorcée-' lè fluide neutre de ({) teurs A, B. Quand jeu d"inflo"ttc"' Le fluide deux conducteurs est tlécomposé par nn p-eignes et.se recombinent de A et le fluide (--) de B s'Ëconlânt pot i"t (-) s'accumule donc fluide ;ouit".'l-*. l" sur constamment ;i";";"

B' et I'on peut sur le conducteur l', i"'n"ia" (*) ttt" le conducteur étincelles' longues faire jaillir entre ces conducteuis'd'e principes I elle La machine de WrusnuRsT repose to* ttt mêmes i;u"tug* rle s'amorcer plus facilement et présente sur celle d;'ilil â" io""tio"ner même par les temps humitlps' et' ilébit' _. Les décharges 254. Courant discontinu' Potentield''trne machine de Holtz sont conductetrrs t*t cui se rrroduisent ar,t"u mouvemeut' en i" o*"i"ià* exemple d'électricité "^'4",r;;;'i; conducteurs se chargent ;;;i;ï;; est en activité, ses deuxexercent I'auFe qui -l'ï19.loo incessamment d'électricités c'rntraiies' jusqu'au motnent ori jaillit une étinune attraction tou;ours croissante, I'un de I

à la rencontre celle. Àlors f", A"ri""À;d.r ;'"préËipitent détonation accompagnée une prnaois"ni ;; recom;it";; se et l'autre d'effets lumineux.

Cernouvementd'électricitéestdecourletlurée'parcequelesfluides rapidement sur les conducteu-rs' p"t ,r*--r" "tt"t Ia quantil,é d'électricité qu'elle ""rroovellent a. r* *i'Jt i"îl'-'"-i-e-dire Le débit po" le rrombre des étincelles produit pendant o,t" ut"o"de t se mesu** donné' Ce

qui jlillissent entre les conductut'"' pooi un écartement

détritesttouJourstrèsfaiblepo**"ppo'tàceluid'ungénérateurd'éleç tricité dynamique (pile, tlVnamo"')'

rNFr"uEr{æ

Érsffnreun

Lâfl

PT. contre, la différence des potentiels des machine électrostatique

condusteuns d,unc chaqu" ;ti;;"il., la diffé-

est considérïble. a rence de potentiel tombe brusquemeni-" ,é"o, puis jusqu'à la production--d,,,ou nouve,e elle augmente étincelle. Son illï::ll"^ent maxlrnum se mesure par Ia longueur de l,étincelle. .En.résumé, res machines etËctÀtitique* tricité qui présentent un potentier très érevé sont des sources d,érec_ et u' tres faible débit.

9ti.5. Expériences.

Carittort, él.cctri,gtle.

_

munication avec les -co.d*,:i,.*rs dc ra-ma,;hineOn nref, en com_ er*ai.iq,r* p,"rrant des r,imr,ràs A, È;c (Às."irio';, ,rn* enrre [T:..T,."-:il1?i.: :ït lesquels so nb susl,elidues des balles rnétaiïirtues I

les llls extrêm*s a, u'.sûnt conft"lcteurs ({ils dc lin), tandis que b, b, c sont

isolants

(

fils de

soie

N relie métalliguement)

;

timbre C au sôi. Lorsque la machine est en activité, les baltres sonl. attirées par les timbres le

A et B,

puis o après le contact, repoussées contre le timbre t, oir elles se.déchargent; le phéno- -

mene recommenoe

en_

euite indéfiniment.

14e. électrlque.

Fig.

tarillon

rie.

1bô.

Grêlo éleetrique.

GrêIe élnctritlwe. Sur-un plateau conducteur (fig. 150), en communication avec- le sol, on met des bailes de'srïreau sous une oloche; la tige rnétallique qui traverse Ie bouchon oommunique avec la machine électiiquè; quand la machine est e' activité, on voit les balles frappôr artôrnativement ra sphére intérieure et le- plateau métailique ; re bruit que produirent c"r chocs rappelle celui de ta grêie. QuusrrovxerR*. -_ eu'arri_ve-t-il qpand

on approche une sphère érectrisée d,un Donnez i'explicatiori au" pne"oniù"J{oË ou""*ou. la ball,e d,'yn. êîeuriqua e:;t_el,te attirée - Pourqwoî epproche powrgwoi ast-iile repowssée oeii, iwand, on en ûv,' corpt érectris,é?_pendwle ï'ro*tactg

cylildre métalligue isoré?.

-

Décrivez-l'érectroscop. à feuines d;or. À quoi t-om

.itre

f,wida

posittf, par eæemgù,e

. Qu'est-ce que l'électrophore?

sert-ilt * cîmrnantie charge-

?

le - comment s'en sert-on? - Donnez_en théorie. ra machin-e^de Ramsden, et expliguez-e't" ,rror"ru. * eu,est-ce - Décrivezde gue l'électromètre Hentey? * Indique'z le Twincd.lte d,e la maclûne il,e Ifobz. - Décrivsa I'oxpérienco du ôariitr"rn éùeitrique.'* ceûs oe l" gr:e.t, Jiort.,o*e"

148

NOTTONS SuR

tES

SCIENCES PHySIQUES

Eî

NTTURELLES

f,HAI)ITRE III c0N IIENSATI0N ÉtEcTRI 0u

E

9Ë8. Conrlensateurs. - Le condensateuf a pour but d'accul'élecl,ricité sur un conducteur' sous ltinfluence d'un autre ^ofur [naort.or qui se charge lui-même, par influence' d'électricité contraire a c'ette qui se condense sur le premier' Le conil,ensateur ù pla' L57. Conrtensateur à plateaux. teauæ

p"*

(lig. t5{ ),

aà

iert*

-

appelé aussi comdensateur il"lgpirut'st se com-

pi*tôâux conducteurs parallèles isolés

Condensateur à Plateaur'

A et

B

'

condensateur.

peuvent se rapprocher séparés par une lame isolante C, dont ils ou s'éloigner. étant 258. Charge iles plateaux'.* te plateaq A (fig'.{52) pendule p accuso sgul en communrcat-ion avec la machine, le plateau B' en comune Oiecttisation positive' Si on approche le pendule.p d{91Se le S, chàîne par la ."niàution uoe" l. sol condcnsation d'élecd";;;ùà"; il y a donc augmentation otprovient de ce $e_le iririto pËritiuu en À. cette condensation Ie fluide neutre de B, iËià; t'+i i.-L oéào*po*u par influence fluide (-)..or le ar[irant er te sot aans ftuide re 141 ;;;;#rî la machine er I'artire en plu' ;H;;il;-.érsit;il re îuide de A' grando abondance sur lo Plateau

,!{g ÉLECÎRIQUE p-e1met de rapprocher les prateaur sans

CONDENSÀTION

La lame de verre

emener la production d'étincelles. si I'on _isole le prateau A de ra machine érectrique, il reste , chargé d'électricité positive; de même si on isole re Ëlaiàau g au sol et gu.'on l'éloigne de A, il reste chargé d'électridité-négative. t e plateau A porte le nom de prateau cohecteur, et B càrui de . plateau cond,ensateur.

259. condensateur à rame de verre. - Le cond,ensateur ù ramd dc ae*e n'est autre chose que le co_ndensateuràplaiea"*,-itge".-"nt modifié. Pour le construire (fig. {b3), on prend une rame de ve*e er

Fig.

153.

verro.

condensareur à lame de verro. Condensateur

""",fit1'u1"tT"ro". on colle sur chacune de ses faces une feuile métailique qui jouera re rôle de plateau. cet appareil porte encore re nom de carîeau

futnù-

nf,;lùt.

960. Bouteille de Leyde.

La bouteille

d,e

Leyd,e est un

simple condensateur à lame de- verre, dans lequàr .àit.lu*. u*t remplacée par le verre'd'une bouteille. se compose {5a ) d'un flacon de verre renfermant des " 4ll. de clinquanr(fig. feuilles (armature intérieu* ;g. *otrriiq"u

u;

). T, traversant le bour:hon, plonge dans ces feuille"s. Le flacon est..enveloppé, jusqu'aux deux tiers de sa trauteur,Ju, ,rn, feuille de.papier d'étain B (armature eætéri,eur";-"' '

Pour charger une bouteiire de Leyde, on ra tieirt avec ra par I'armature extérieure (fig. {b5); et on met t,armature main inte-Lrur-"_ rieure en communication rrne'*ource d'électricitê. "oe-r !ii9_i{eriTr.l.jo,e le rôre de prateau colrecteur, uJiiu.muture

Grterleure ts celui de plateau condensateur.

T5O

NOTIONS SUR LES ÊCIËNCES PITYSIQUES

g6l. Ilécharge de la

EÎ

bouteille de I'eydo.

NÀTURELLE8

*

{.o Dëcharge

instantanee. Pôur décharger instantanément une bouteille de faible dimension, il suflit de Ia prendro d'une main par Ia ponrt 13 et d'approohcr I'autre rnain de la tige T' Pour décharg-er une bouteille une peu forte, il est prudent de

S'ig. 155.

metre à

lthtâ;

-

Cbarge de la bouteille de Leydo'

la main, urais les armatures en commtrnication, non aYec ù,

tn

eæaùtateur

,formë de deux tiges métalliques articulées

(lig. 156). 2oDéchargesslhccessiaes.T-Pourdéchargerlabouteillede

l'ig' {57. ÀPPareil Pour la décharge F'ig. 156.

-

Décharge instantrn6c'

successivo.

Leyde par décharges successives' on touche alternativement chacune des deux armatures' le On peut aussi se servir du Petit appareil représenté Par métalflg. {57 ; d et e sottt dour timbres; le pendule p, à balle

CONDENSATION ÉLECÎRTQUË

{5{ lique'isolée, est attiré par le timbre d, puis repoussé vers Ie timbre e, où il se décharge, et le phénomèn" recômmence.

262. Eouteille de Leyde à armatures mobiles. _ euand on _de Leyde au moyen de I'excitateo", oi constate

décharge une bouteille

gl'apl:r

la. d_écharge elle peut encore donner successivemént plusieurs étincelles (charge rési.duetle), on explique la production de tes étin-

,

Uig, 158,

-

tsouteike à armarures nrobiles.

celles-endisant que le fluide électrique pénètre'dans l'épaisseur de la lame. de verre, et qu'il lui faut un certain temps pour s'en dégager. on constate ce fait au moyen de la bouteille de Leyd-e à armaturù mobiles (fig. {58)' qu! se .ompose d'une enveloppe métïIique c, formant l'armature extérieure, d'un vase en verre s, et d'une armature intérieure D. Les armatures étant en place, comme le représente la figure B . on charge. la bouteille, puis on la pose sur un corps isolant, et, avic la main, on enlève successivement I'armature intérieure, le uusé d" verre. et on touche I'armature extérieure I Ies deur armatures sont ainsi r"-unées à l'état neutre. Néanmoins, si I'on reconstitue la bouteille, en replaçant les trois pièces I'une dans I'autre, on constate que I'on perrt encore en tirer une étincelle assez forte.

9&?. Batterio électrique. Pour construire une bail,erie - bouteilles êlectrique, on réunit de grosses de Leyde, ou jarres (fig. {59), de manière que leurs armatures de même'nom colrmuniquent entre elles. Pour cela, on les dispose dans une caisse doublée intérieurement d'une feuille métâllique, qui re-

unit les armatures externes et communigue avec la poighée

la caisse T; des tiges métalliques

c

oe

réunissent les ïrmaturen

internes" La décharge d'une batterie produit une étincelle puissanto.

152 NorIoNs suR

LEs scIENcEs PHTsIouEs Ef, NÀTURELLES

UnebatterieéIectriquejouelerôled'unebouteilledeLeydeunique la surfâcu â"' armatures serait égale à la somme des

dans laquelle

Fig. {59.

-

Batterie électrique.

toutes surfaces des armatures de

les bouteilles qui forment la bat-

terie.

264. Électromètre

conden-

sateur ou électroscops do Volta con(fig. 160). - L'électroncètre densateur est formé d'un éIectrossope à feuilles d'or, surmonté d'un plateau métallique A, sur

lequel repose un deuxième Plateau conducteur B, muni d'un manche de verre. Les Plateaur

sont sépares par une mince cou' che de gomme laque, aPPliquée

sur le plateau À. Cet aPPareil sert à étutlier les sources électriques faibles, mais continues. Pour cet effet, on met Ia source Z, par exemple, en communicaFig. 1@. - Électroscope condensateur' tion avec le plateau A; le Plateau B, communiquant avec le sol , ioue le rôle de condensateur; on enfdu" u"*"it" ie doigt, puis la iource, et enfin le plateaul les feuilles ;';; ftident s'il y i électrisationl.on détermine la nature de l'â lectricité ôomtne avec I'électroscope à feuilles d'or (248)' QunsrroNr,qernr.

_

Quel est le but des condensateurs?

_

De guoi se compogc

Ie cor> t" ËonJen.ateor à plateaux? - C,omment le charge-t-on? - Qu'est-ce^que âe verre? - Déulvez la bouteille de Leyde. - Comment la ;;;;;t""t à lame _ comment la décharge-t-on? Â qwoi sert lo b.owteill,e àarmo-

ô"rg"_i-""r

iîrcî

ii*itf* "t

ytrocèd,i-t-on.?

- Commeùt Décriocz l'ëIeôûo'lr.èya

rnoOttes?

-

Comment construit-ou uue batteric Copirncnt s'cn s'n1'og

conitrcmso,tcur,

-

DÉcnaRGEs Éæcrnrouns

{63

CHAPITRE IV DÉCHARGES

Ér,ncrnr0uEs

I. Ellets

des décharges électriques. .Effets physiologiques. Lorsqu'une décharge

élec_

trique traverse Ie corps humain, les muscles sont coirtractés brusquement;

fait

il

en résulte

we conl.nnotion ëIectrique qui

s^entir au-poignet ou au coude, et même,

très forte, à I'épaule ou à la poitrine.

Fig.

161.

-

Perce-verre.

on

se

si la déiharge est peut atténuer la vio-

Fig. 1@.

-

Perco-carte.

lence de la commotion en formant une charne de prusieurs personnes qui se tiennent par ta main. t tient la bouteille

pruÀie;;;;;;"e

de Leyde pàr larmature "eitérieure,'Jia-aernicre

personne vient toucher I'armature intérieure- La foudre n'est autre chose qu'unà aecrrarge érectrique ertrêmement puissante.

966' Effets mécaniques. décharges- électriques

-

Les substances traversées par les

.solt . percées,_- brisées, et quelquefois projetées à distancel_c'est ainsi que'r'or p.ïà uï.tiiuqou a. verre (peræ-oe*e, fig. {6{ ), 0u une feuili" cartc, fig. l6E), en disposant ceg gbjels i; ;;"'; (percu pointes

métalliquest--{u9 I'on met en coûrmunication ""t"r-àr"î avec les armaturee d'une bouteille de Leyde, pour faire iailrir t'étinùiË diectrique.

16{ NorroNs sun LEs scIENcES PHYSIQUES ET NÀTURELLES électri.Uges qui -ont 9.67. Ettets lumipeux. - Les décharges de teintes variées; lueurs d-es produisent r"ienO gaz lieu dans un (fig. ,163) ou des éIectnque L'æuf at on le constate au *oy"ti t,ubes d,e Getssler

si

lron dispose

(fig- 164)' *oi ,rn* feuille de verre une série de lamelles

*Jt"f-riqo., iairr"ni- de petits

espaces -tt

l'ig.163. (Euf éloctrlquo"

Fig.

Ë;;d;ï:ffi,;;i;*r

la

?ntt3,-t]lï:il-*u::l:1Î resRecti'ement la dernière

premicrt

lubo de

Fig. 165. {6/r. Geiesler' lube étincelanl

d.blient dee avec les armatures d'une bouteille de Leyde '- on ce qu'on ré-alise avec étincelles dans tous les intervalles I c'est é'tirwelunt. ià tuU" étincelant (fig. {66) ou avec le ca*eaw L'étincelle électrique peut eng68. EIIets calorifiques. l'éther (fig' {66)' flammer les substances'volatiles, par exemple ou dei feuilles métalliques des'fits traverse décharge f" ô"unO métaltrès minces, elle peut les volatiliser et fixer les parùicules dans tes oUiLts en contact I c'est ce que I'on obtient iil;g; l'expérience du portrûùt dê Franklin'

[email protected]'étincelleélectriquepeutprovo.ou

q*r-*riuines adiods

chimiques, teller que la combinaieon

D*cHencnc Érrctnreutg t55 la déeomposftion de,certainl Frps I on s'en sert, par eremple, dans la synthèse de I'eau à r'aide'd.e'l,eud,iomètre ù'merlcure. on peut donner à cette expérience ra forme qu'indique la fig. 167; I'aJrpareil prend alors là nom de pistotet d,e volta. c,est un vage

Ftg. 166.

-

Inilirnrnralrr:u

ei,.:

I'rither.

Fig. {67.

-

trtetolet de Volta.

métallique traversé par un tube de verre contenant, une tige métallique. on le remplit d'un mélange d,oxygène et d'hydr6gène, et on le ferme avec un bouchotde fiège", quiest chassé par I'explosion au moment où jaillit l'étincelel

II. Électricité atmosphérlque. 970. Présence de l'électricité dans I'atmosphère. - Lorsque temps est serein., est chargée-cl'électricité poïi-l'atinosphère tive, et le sol d'électricité négative. c'est ce"que vérifia Franklin en lançant dans ltatmosphère un cerf-aotànf retenu par une corde conductrice, de laquelle on tirait des étincelles. Les nu.ages sont chargés, _res uns d'électricité positive, les autres d'électricité négative. Lorsque deux nuages'électrisés en sens contraires, ou un llage et Ie sol, sont asËez voisins, ilse produit entre eux une décharge brusque, {ue l'on appeire ra foudre; l'étinceile prend re nom d'éclàr (tz^ a z0 k;l de longueur), et le bruit celui de tonnerye.Les roulements qui se font entendre proviennent des réflexions successive* qrrË le bruit principal subit, soit sur les nuages environnants, sàit à la surface du sol, surtout dans les rég-ions montagneusbs.

le

27{.

choc en retoar. Les objets qui sont à proximité d'un nuag{i fortement électrisé sont eur-mêmei électrises influence. le passc nuage Quand à l'état neuhe, par suite a'un" Jocri""g.i*orqo",

-

iar

156 NorIoNg suR tEfl

scIENcEs PHTsIQUEs ET NAîURELLES

ces objetr reviennent aussi

apnelle le choc * ïrniil

à l'état neutre; ce phéno*g"t1 q-11'-o11 prorluit quelquefois des accidents aussl

que Ia décharge directe' que ceur'des décharger Les effets de la fouire sont de même nature plus grande' élcctriques, mais f"o*-i"i*tité est incomparablèment

giâ""t

sont des appareils 979. Paratonnerre' - Les pa'ra'tonnerres soit en neutralisant foudre' la tontit eaitittt protèsent les --l'élr.tricité oui Y*'H^'î"D-'-' des nuages orageux, soit.en proropoints lP i"I"t les déchargeJ électriques en des

I fl il" Ë' {

ffi " ftffi' &lu

$ffi

voulus'

pointee

il- sont fondés sur le pouaoir des en' q"i r*-utilisé ainsi pour la première ToisFran' iiâ2,îtt

Dalibard sur les indications de

klin.

;'"î'#Ji'liT: ,""'-ï"'î# Kfiî|ii;,JÎfj.communique-avec de Ëuivre"dorée P' Cette tige câble métallique' Ëttl p;; une.tringle ou unmanière à être en qoi *;riionce dans-ie sol de

d'teau, si c'est possible; contact avec une nappe 'la partie terminale d'une entoure on *inoo

de brâise de boulanger'-on ;;;;;.-q""*ite relie Ie paratonnerre' par des tiges conduc' ;;i;;t;"";;- p;-ittip"tes pieces métalliques do I'édilice.

à proximité du Quand un nuage orag€ux-passe s'écoule par-la sol au o"iulânn*re, I'Electriàite

x-a

Fig. 468. - Tige de paratonnerre.

neutralise celle ;;ili;(.** r6t*t d'aigrette).et est inI'écoulement Si envronnanis' des nuages -"in*"tÏ, la pointe provoque les décharges et

garantit d,e la foudre les objets voisins' foudro les objets On admet q"t itpp-reii protège.contre lacontre et dont le le est pied ion dont cercË un situés dans ' la tige' de ;;t." est double de la hauteur QUESTIoNNÀIRE'_Quelestl,efretd'unedéchargoélectriqueàtraverele: perce-c-arte ou du perce-verre?

muscles? _ comment eu,est_ce q'e le t U" décharge électrigue?

protluire uno [uefs edets caloriliques peut

fi:ilib"périence-du

àîr.J"of.i-

Existe-t-il de l'électricit6 dans I'atmosphère? du tonnerre? Qu'est-ce qui produit ie roulement

ratou,r?- Qu'est-ce su,;,;;;ô*"i tluêt con fonctionnement'

-

A quoi est dû

Téclair?

--

choc am - Qtlappel'le't-on rcn inetâllation et erplloeoiv"t

r57

I{AGNETISME

CHAPITRE V MAGNÉTISME

973. Aimants. - On appelle aimants les corps qui ont la propriété d'attirer certains métaux, comme Ie fer,le nickel,le cobaltr le chrome. Ces derniers prennent le nom de substances magnéti'ques. L'ai,mant naturel, oa pieme d,'uimant, est I'oxyde salin de fer, Fe3Oa, que I'on rencontre dans Ia nature. Les aûnants artif'ciels sont des baneaux d'acier auxquels on a communiqué les propriétés des aimants naturels. Lorsqu'on plonge un barreau aimanté dans la

limaille de fer, on constate que I'action magnétique se manifeste surtout en deux points P,P, voi-

Fig. 169.

Action des pôles d'un aulralt,

sins des extrémités du barreau (fig. {69); ce sont les deuæpôles

de I'aimant. La ligne moyenne MN est neutre, c'est-à-dire sans action magnétique. L'action magnétique peut s'exercer à distance et à travers les corps. Si I'on place un ai-

mant sous une feuille de papier, par eremple, et que I'on saupoudre cette feuille de limaille de fer, on voit la poussière métallique s'orienter sous

I'action de I'aimant et former des lignes courbes dont l'en-

semble constitue le spectre f,Tg. ,.70. - Spectre magnétique. rna,gnétique ( fig. {70). Lorsqu'on brise un aimant, chaque morceau devient un aimant complet. Ainsi, en brisant une aiguille à tricoter aimantée, on obtient de _petits aimants compiets, s'est- s@1ç, à-dire ayant chacun deux pôles. 1; 974. Aiguillo aimantée. - Une aiguille aimantée (fig. {7{ ) , mobile sur un pivot, storiente dans une

direction constante, très

ù

YoisinÊ

de la direction nord-sud..

Fig. 6*

171.

-

Aiguille aimanté*

t5E

NorIoNs cun LEs sctpNcrs PHTSIQUES Ht NÀIIIREI,LES

Le pôle qui se dirige vers le nord prend le nom de p6le norill

I'autre, celui de pôle suitr. 975. Attractions et répulsions magnétiques.

-

Deuæ pôIes

même norn se reSoussent; ileuæ ytôles de noms contrq,ires s'attirent. Soient N n Nt les pôles nord et S, S' les pôles sud de deux il,e

^\_

.(: /1'

\,,\

\.\

I,'iS, {72.

--

Irlai,rll'e dif;felrentr des pot'.r,.

aiguilles aimantées (1i9. {72}..1,'expérience:montre que le pôle S' exerce lune répuls'rlora sur le pôle S. .Au r:orrtraire, si I'on met eD présence les pôles N et St, otr r)bserve vnE attractiam" La cause des propriétés attractives des aimtrntr nous est inconnue. On lui donno le norn de magnë.tisme. D'après ûs qui précède, de même qu'il y a deux électricités différentes, il y a aussi deux magnétismes distincts.

Ê7{i. Aimant terrestre. .'- Quand une aiguille aimantée ras est moJiile au-

d'un aimant fixe NS (lig. {73i, l'aiguille tend à prendre la tlirection de I'aimant, de manière que les pôles de noms oontraires soient en regard. dessus

Orr peut donc expliquer I'orientation 171|. -- uuentation d'une aiguillo aimantée dans le plan d'un aimant.

Fig.

de I'aiguille aimantée, sous I'action de la terre, en considérant' celle-ci

roûrûle un vaste ain:rant, dont les pôles $tôles magnëtr.ques) seraient situés sensiillement sur la ligne des pôles géographiquee. Le pôle ma-

gnétique terrestre situê dans I'hémisphère nord est dit p6le boréat;celui qui est dans l'hémisphère sud est appelé p ôle au'stralConsidérons actuellement utro aiguille aimantée, oricntée sous Itinfluence de la terre, et ne perdons par de vue que les pôler

rÀcNÉrrsxE

159

de noms cbntraireu s'attirent tandis que les pôles de même nom se repoussent. Le p6le nord cle I'aiguille est attiré par le pôle borëal de la terre; donc il est lui - même un pôle austral. La p,ôle sud de I'aiguille est attiré par le pôle arutrol de la terre I donc c'est un pôle boréal. Ainsi, pour un aimant,les expressions pôle nord e+, pôLe austral sont synonymes; et il en est

de même des expressions pdle tud, eL pôleboûal. Néanuroins, pour éviter toute équivoque, il vaut rnieur n'employer que lec appellations pôle nord, et pôle sud.. 977. Aimantation pan influence. * Un barreau dtacier aimanté, placé sur le prolongement cl'un barueau de fer doux, développo dans celui-ci, par inûuence, une aimantation temporaire. A I'aide d'un aimant et de morceaux de fer doux, on peut former des chaînes d'uùmants temporatres (fig. {711}. Mais dès quton éloigne le barreau d'acier, I'aimantation disparr.rlt aussitôt.

ffi tïg.

1?4.

-

Àimantation du I'er doux par influence.

Le fer doux est un fer très pur. qui s'ainanteet seclésaimante inst,antanément. L'acier, au contraire. met un certain temps à s'aimanter; mais il conserve ensuite son aimantation (foice coercitiae, magnétism e réman ent ). 978. Pro cédés d' aimantaùion. On frotte urre aiguillr'

- un barreau d'acier, ou toujours dans Ie rnêine sens, ave() I'extrérnifé

dtun barreau aimanté : on

abtient ainsi une aimantation peu énergiqrre"

-

I " Mét ho t\e dn la simptle touche.

.ilA'LB

2s Méthode d,elatauche séparëe

l'ig.

175.

-

Aimantation.

(t]$. t7ô). N et N',

IVtr

et

M,

t60

NorroNs EUR LEs stIENcEs PtsvsIQUEs

Et

NÀTURELLES

étant des barreaux aimantésr ces deux derniers sèparés par une pièce de bois L et ayant leurs pôles de noms contraires en règard, et les barreaux N et Nt étant placés comme ltindique la figure, les pôles de ngms contraires en contact' on fait glisser les barreaux N et Nt, en Eens contraires, du milieu

vers les extrémités du barreau à aimanter, en les séparant; puis on les rapporte au centre, et on les fait glisser de nouveau, toujours de la même façon. Cette méthode fournit une aimantation plus énergique que la précédente. 3o Méthoile ilæ Ia ilouble touche. - Les barreaux sont diepodés comme pour I'expérience précédente I mais on les fait glisser ensemble sans les séparer, de droite à gauche, puis de gauche à droite, et cela pendant un certain temps. 4o Aimantation par lns couramts (307).

979. Forme des aimants. - On donne souvent aux aimants la forme d'un fer à cheval. Une armature de fer doux réunit les deux pôles et sert à suspendre les corps que I'aimant doit supporter. L'aimant Jamin ln &\

I

Y4a?'' ll

s

mt

ESA. Kql \nttl

Fig.

176.

Àimant en fer à

\\ t\\ i\ i\ "i'\ d'

cheyal Fig" {?7.-

(Jamin).

Déclinaison magnétique.

est

constitué par un faisceau de lames aimantées, réunies dans une

armature (fig. {76).

080. Boussoles. Les boussoles sont des instruments qri déterminent une direction

constante,

nord,-sud,

magnéttque; elles ont pour principe l'action

directrice du .magnetisme terrestre sur ltaiguille aimantée.

On appelle d,éclinaisora d'un lieu I'angle font entre eux les- méridiens géographique et magnétique de ce lieu (ûg. {77). La déclinaison varie d'un lieu à un autre, et dans un même lieu elle change lentement d'année en année. Elle est orientale lorsque le nord magnétique se trouve à

98{. D6cliuaison.

que

I'est du nord géographique, et occidentale dans le cas contraire. En 1900, la déclinaison à Paris é[ait occidentale et égale à envi-

ron {5o.

MAGNÉTISME

On obtient la

iôt

déclinaison au moyen de la

boussolc de déclinaison, formée d'une aiguille aimantée (fig. 178), mobile autour d'ua pivot verlical l une lunette LL' permet de diriger la li,gne de foi' de

I'appareil suivant le nord-sud géographiquel I'angle que fait cette direction avec I'aiguille donne la valeur de la déclinaison.

Fig.

1?8.

-

Boussole de déclinaison. déclinaison. Fig. 179.

-_ Boussole marine.

Labowsolnmdriræoa cunpûsd,emcr sert â la direction des navirec. C'est une boussole de déclinaison, suspendue de manière à rester toujours horizontalel son cercle, divisé endegrés, porte une rosc des oerats (fig. 179).

282. Inclinaison. - On lle irtc ldaais on rnag né

ti4ue l'angle gue fonne la pointe nord de I'aiguille aimantée, mobile dans le plan du méridien magnéap pe

tique, avec

I'horizontale menée par son centre. On obtient I'inclinaison à I'aide de la boussole d'inclinaison, formée d'une aiguille aimantée ( fig. {80), mobile autour d'un are horizontal.

On place l'appareil de ma-

nière que I'aiguille soit mobile dans le plan du néridien magnétique.

Un moyen simple pour orienter le cercle vertical dans le plan du méridien magnétigue consiste à I'o-

ienter d'abord par tâton-

Fig. 180. - Boussole d'inclinaison. YY', corcle vertical au centro duquel so trouvo I'axe horizontal de I'aiguillo; HII', cercle borizontal fixé sur son pied A.

nomeat, de fegoa que I'aiguille prenne la poeition verticale. Quandce

NorroNS suR LEs scIENcEs PHYSIQUES ET N^TURELLES résultat est obtenu, il ne reste plus qu'à l'aire tourner le cercle d'un

16t

angle égal à 90o.

i'inciinaison varie d'un lieu à un autre I elle vaut 90o au pôle inagnétique et 0o à I'équateur magnétique; à Paris, en 1900, elle égalait environ

65o,

QunstroNn.e.rRu. - Qu'appelle-t-on aimants et substancss magnétiques? Qrr'observe-t-on quand on plonge un airnant dans la limaille de for? - Commemt se foi,t l'eæpêriemce du spoctre magtt'ëtiqwe? - Comment g'oriente I'aiguille des attractions et des répulsions magnétiques? eimantée? - Quolle est la loi Comment explique - t - on I'orientation des aimants sous I'action de la terre ? - Qu'est-co que Ie fer doux? * Décrivez les difrérents procédés d'aiman-tation. * Quelle forme quune boussole? donne-t-on aux ainants? - Qu'est-ce Gomwamt ht oblier.r-aft Qu'est-ee gus la déclinaison et I'inclinaison?

-l'wf4.e at L'ûr+trêF

-

SIXTEME PARTIE

Ér,ncIRICITE DyNÀMrQun

CHAPIÎRE I PILEs Ér,gctRl0uEs 9s3. Êlectricité dynannigue. dynamique est - L'éleotricité ltétud'e d'e ljél'ectricité en m,ouaement" ou, tl'rne manièie plus

précise

,

l'ëtwde des effets prod,uits

984. Pile.

La pile est un

par

les cowv,unts étectriques.

(\,ppctrei.I qzd prod,uit

un courant d,'éIëctricité, -ù, Ia faueur d,e eer{aines oitions ehirniques. Comparée aux machines électro-stat,iques (254), ta pite est une source d'électricité dont le potentiex eslfaibte, mais d,ontle debit est consiilérable-

985. Pile de volta. -- La pile peut être oonstituée par un ëHment unique, ou par plusieurs éléments sembrables cônvenablement associés. 1o Ér,ÉMsNr. de pile de Volta su coffrpose d,une - etI.'élément lame de cuivre c dtune lame de zinr: z, prongées dahs un vase contenant de I'eau aiguisée d'acide sulfurique. Ces métaux, attaqués inégalemeut par i'acide, se chargent d'électricités contraires: le zinc, plus âttaqué, se charge d.'dlectricité négatiae; le cuivre se charge d'électiicit è positiie.

si I'on réunit le cuivre au zinc par un fir mé+"aùique, ce fil est parcouru par un courant continu d'électricité. on le constate. par exemple, en approchant ce_fiI parailèlerneut à une aiguille aimantée rnobile sur un pivot. L'ai$uile, aussitôt déviée îe ra position d'équilibre, se met en croix avec le fl. Le lii qui réunit le cuivre au zinc se norïrme Ie connucrnun du courant ou le nÉopnonn de la pile ; les points otr il s'attache aux lames métalliques sont dits les pôrns de ra pile : le pôLs posrrrF est sur le cuivre, le pôrn NÉca.rrr est sur là zinc, crest-à-dire sur le métal Ie plus attaqué.

164

NOTIONS SUR LES SCIENCES pHySlQUtS

ET NÀÎURELLES

ÉlÈruENts..- Les éléments de pile peuvent 20 Prr.u a être associés de diverses manières, suivant les elfets que I'on veut obtenir. L'o.ssociation enbatterte consiste à faire communiquer entre è.dr tous les pôles de même nom. L'ossociation m *ér"d, con.iste à faire communiquer deux éléments voisins Par leurs pôles de noms contraires. Linsi, pour grouper des éléments en sérte, on réunit par un fl;étaflique Ie"pôlô (-) de chaque élémentaup.ôle{{.) rlu suivant. Les pôles âe ta pite ainsi obtenus sont le pôle (f) du premier élémènt et le pÔle (-) du dernier. que la pile reste pû.s ouvnnrE. - cncurr rnnuÉ. - Tant ouverte, ses deur pôles se comportent commedeux conducteurs etæirire*, dont la âifférence de niveauxélectriques (la différence de potentiel) est constante. pLUsrEURs

Pour obtenir un courant électrique, il suffit de réunir les deur pôles par un fil conducteur. Àlors ce {il interpolaire constitue'avec Ià pile w circuit fermé, comprenant-deux parties-: le circuit eætérteur, constitué par le réophore, et le circuit interieur, formé par la Pile elle-même. 286. Fonctionnement rle la pile. L'électricité neutre se décompose too5ours au contact de deux substances hétérogènesl mais c'est ct ateur tlégagée par les réactions chimiques, qui fournit aux éleci*i"it", sOparëeJ I'énergie nécessaire pour se mettre en mouvement. En vertu de ces prinëipes, l'électricité neutre se décompose à I'inte*i""*â"ia pile : ie fluide('+)se porte au pôle positif, le fluide

-

ii

(-)

au pôle négatif. à.la rencontre duana tùite est fermée, les deux lluides se précipitent le. fluide positif va t,"i a" I'autre, suivant Ie conducteur interpol-airepôle 1(-) au pôle{f). àr pOf" f+; ari pôte (-), le fluide.négatif và du iirâ ;;"h;it ainsi deux ôourants d'éleitricités contraires, qui_.marchent les .n ,"rm opposés et se recombinent le long aq qo.."1Ï"ieur',Comme pile et deux fluidïs se renouvellent instantanément à I'intérieur de la aux d.eux pôles avec la même rapidité qu'ils s'écoulent dans le réophore, celui-ci ôst parcouru par deur courants continus'

"in*"t

987. Sens du courant. - Le circuit de la pile est parcouru tout entier, intérieur et extérieur' par deur courants d'électricités contraires, qui cheminent en sens opposés' . comme ces deur courants jouent des rôles tout à fait semblables, on convient, pour la commodité du langage, de nten consi-

àerur qutun seul, ei-l,on parle uniquemcnt d.u courant positifC,esf ainsi que I'on appétte sENs DU couRÀNr, lR gey du couramt positif ; c'est-à-dir e cetui qui aa itu,pôte (t) ry !!1" (:) àt' l'eæieA"ii ik to pitn, etr drf pôle (-)-au pôle (*) dans le circuit

intérieur.

PILSS

ÉLECTRIQUES

166

288. Analogies byttrauliques. - {o Une machine hydraulique élève tle I'eau à une ôertaine hauteur, d'ou elle peut retomber à son niveau primitif, en formant un courant liquide continrr. Le travail

dépensdpour effectuer I'ascension de I'eau est restitué intégralement pendant ia descente. On le retrouve, suivant le cas, dans les divers effets de la chute. I)e même, une pile élève de l'électricité à un certain niveau électrique (à un certain potentiel) d'où elle retombe le long du conducteur interpolaire, en formant un courant électrique. Lei deux pôles se maintieirnent à des niveaux (à des potentiels) constants (+ f l et (-B). Le circuit extérieur est comme une pente' suivant laquelle'I'électricité descend du potentiel (+ A) au potentiel (-B). Àrrivée au pôle négati! elle remontedu niveau (-B)au niveau (* A) en parcourant le circuit intérieur. ' L'élévation d.e niveau, à I'intérieur de la pile, se fait aux dépens de la chaleur dégagée par les réactions chirniques qui s'y opèrent; puis la chute le long du réophore s'e{fectue en produisant un travail équivalent, qui apparalt., suivantles circonstancesr sous forme de mouvement, de chaleur, de lumière, d'actions chimiques, etc. 2o Si deux réservoirs d'eau, maintenus à des niveaux 'différents et invariables, sont en communication par un tube, il s'établit dans ce tube un courant liquide de vitesse constante. Le nÉuIr, c'est-à-dire la quantité d'eau qui s'écoule en une seconde, dépend de la nmrÉnrNcr DE NIVEAUx des deux réservoirs et de la nÉsrsralccn que le tube oppose à l'écoulement, à cause de sa longueur et de sa section plus ou moins étroite. De mêrne, les pôles d'une pile se maintiennent à des niveaux élec. triques constants, et il s'établit entre eux, à travers Ie réophore' un courantcontinu. Le débit, oul'INrENsttÉ du courant électrique, c'està'dire la quantité d'électricité qui s'écoule parseconde, dépend de la orrrÉRBNcB DE NTvEAU (de potentiel) aux deux pôles et tle la nÉsrsraNcnque le circuit (intérieur et extérieur) oppose au mouvement de l'électricité. La d,rfférence d,e niueut, des deu,æ pôles prend le nom de roncr Émcrno-uorRlcn de la pile. La force électro-motrice d'utt élément de pile clépentt uniquement de la nature des métaux et du liquide en contact. Elle est complètement indépendante de la forme, de la gran:' deur et de la distance des lames métalliques, et du d'egré de concentration des liquides.

aux Erandeurs électriques.I'intensiié du èourant, c'est-à-dire la guantité d'électricité qui passe en une seconde, et Q la quantité d'électricité fournie en t Ir. secondes. On a : Soient encore E la force électro-motrice de la pile et R la résistance totale du circuit. L'expérience a prouvé que I'on a :

289. Unités pratiques, relativos

Soient

I

e:

r:F tù

Er

{loi d'Ohm).

t66

NorloDrs ÊuR LE$ sclaNcns PHYSIQUES n! NÀîuRELLsg

Pour mesurêr ces diversec grandeurs,, on adopte les unités stli' vantes

:

lo L'unité de rési.stanca s'appelle I'onM : c'est la résistance d'unc

crlonne de mercure flg {mrnz tle section et de 106"o de longueur. 2o L'unité de force élcctro'motrt'ce s'appelle Ie volr: c'est la force électro-motrice d'un élément de Volta (formé d'un cuivre et d'un zinc plongés dans I'eau acidulée). 3o L'unité û'i.ntensi,té se Domme

I'lupÈRu : c'est I'intensité du courant donné par une pile dont la force électro-rnotrice serait un volt, et la résistance totale un ohrn. ,&o L'unité de quanti,ti se nomme le courouB : c'est Ia quantité d'éleetricité fournie en unc seconde par un courant dont l'intensité égalerait un ampère.

Dillérentes espèces de piles. !!90. Piles da Volta.

.- to Ptr-r: A coloNNr-r. -

C'est la forme primitive de la pile de Volta. L'é-

lément

ôu

couple voltaïque

se

compose d'un disque de cuivre et dtun disque de zinc soudés ensemble. On superpose un certain nombre de ces couPles, en les séparant par des rondelles de draP

imbibées d'eau acidulée. Le Pôle (-) est sur le dernier zinc en contact avec le liquide, le Pôle (f) sur le dernier cuivre mouilléLe cuivre et le zinc soudés respettivement à ces Pôles Peuvent être supprimés, car ils jouent simplement le rôle de conducteurs. 2o

L.l

PrLE

À Àucp n'est autre

qu'une pile à colonne couchée dans

une r:aisse horizontale, a{in d'éviter que les rondelles de drap se dessè' chent trop rapidement. Fig.

181.

Pile à colonne, de Volta.

3o Le PILE À rAssEs est la pile de Volta sous sa forme ordinaire' telle qu'on I'a décrite au nn 285.

4o L'ÉltiunNr DE \Mou.esrox est analogue à celui des piles à [asses; seulement les lames nnétalliques sont remplacées par des

PILES Ér,ngrntours

167

feuilles de plus grande surtho*;la feuille de cuivre C (fi9. {82) ert repliée sur elle-même, de façon à entourer la lame de zinc Z

Fig. {82.

*

Élément Wolle.ton.

sans Ia toucher. Le tout est placé dans rrn 'ràse V contenant de I'eau aeidulér-.

Fig.

183.

-

Pile de Wolla"ston.

En groupa.nt ensemble plusieurs une pile tie Wollaston (fi9" {tiS}.

de ces élémenùs, on obtient

{68

NorroNs suR rÆs scrnNcus pgrsreuEs DT NATURELLEs

991. Remarques. lo Dans toutesces piles,lezincest amalgamé, coest-à-dire-frotté avec du mercure. Ainsi préparé, il n'est pas attaqué par I'acide sulfurique quand le circuit n'est pas fermé.

2o La force électro-motrice du couple de Volta est I volt. 3o La force électro-moh"i,ce d,'wne sértc est proportionnelle au nombre d,es éléments (loi de Volta). C'est pourquoi I'on associe un grapd nombre dtéléments lorsqu'on veut obtenir un courant plus intense. 4o Ltintensitê du courant donné par une pile de Volta diminue rapidement.

Cela tient à an courant second,aire qui s'y développe peu à peu, en rens co-n-

traire du premier. C'est ce que I'on exprime en disant que la pile se polarise. Pour remédier à cet inconvénient,

on ajoute au liquide un corps d,époIarisant, comme le hichromate de po-

tassc

i

I ou mieux, on emploie une pile

deux liquides.

292. Pile au bichromate de potasse (fig. 184).- La pile au bichromate de potasse consiste en une bouteille en verre renfermant une dissolution de bichromate de potasse addttionnée d'acide sulfurique, et dans laquelle plongent une lame de zinc Z et des lames de charbon C, C'. Fig.

184.- Pile

au bichromate.

993. PiIe de Daniell. - La pile de Daniell (fig. {85) comprend : {o Un vase extérieur V contenant de I'acide sulfurique étendu dans lequel plonge une lame de zinc Z 1 c,est Ie pôte négatif de la pile. 2o Un vase poreux P, dans lequel on verse une dissolution de sulfate de cuivre; une lame de cuivre C baigne dans cette dissolution; c'est le pôle positif de la pile. Lorsqu'on ferme le ciranit, c'est-à-dire que I'on réunit les pôles par un ffl métallique, I'acide sulfurique attaque le zinc et forrne du sulfate de zins : i'hydrogène résultant de la décomposition de I'eau traverse le vase poreux, prend de I'oxygène au sulfate de cuivre pour régénérer I'eau décomposée I le métal mis en liberté se dépose sur la lame de cuivre, tandis que I'acide sulfurique libre se porte dans Ie vase extérieur, et rernplace celui qui a disparu dans la formetion du sulfate dc zinc.

PtLEg Érnctnrouus

169

L'éIément Daniell est très constant I sa force électro-motrice est lY,{ i mais ra résistance intérieure est assez grande.

994. Pile de Bunsen. - La pile ile Bunsen comprend (fig. {86) un vase extérieur en grès ou en verre V, renfermant un mélange, au dixième, d'acide sulfurique et d'eau, dans lequel plonge irn cylindre Z d,e zinc amalgamé; au centre se trouve un vase

I,'rg.'l$i.

!"r9. 186.

Elément de pile de Daniell.

Pile de Bunsen.

.

poreux P, contenant de I'acide azotique et un prisme de charbon de cornue C : le charbon joue seulement le rôle de conducteur et constitue le pôle positif de la pile. Lorsque le circuit est fermé, lc zinc décompose I'eau en présence cle l'ircitle sulliu'ique, et formc clu sulfate de zittc; I'h1'drogène se porte sur I'acide azotigue pour lbrmer de I'eau etdes produits azotés rnoins riches en oxygène, qui se dissolrent en partie dans le liquide et produisent des émanations d'anhydride h]'poazotique.

Cette pile est très énergique I sa force électro-motricc est {o,9 et sa résistance intérieure est faible I mais elle est moins

constante que la précédente, à cause de la disparition rapide de I'acide sulfurique,

295. Pile Leclanché'(fig. 187). - Lc trig. {8?. pôle négatif de la pile Leclanch.ri esl tbrmé par un petit cylindre de zinc plongernl tlans

Pile Leclanché.

une dissolution

{70

NorIo,r..S sI,lri

Llis s{:ll')t\t:l'l:i

I)ltY.ql1.\llHs

nr NÀTItllEÏ-f,lis

de chlorlrlrlr;rtt' cl':rrnrnonitrlne. [,e r:lrrtt'hott tlrt 1rôlc positifl est entortré t['irn rrrij,trrgc rlc lrioxvrlc dc rrrarrgir]lùsr) et de ch;rrLon. Cette pile est constante et de longue durée;_saforce électro-motrice est

{',5; elle est généralement employée dans

les télégraphes, les télé-

phones, les sonneries électriques.

296. Piles thermo-électriques. - Dans toutes les piles précéle courant électrique Àe reproduit à la faveur tle certaines

dentes,

aetions chimiques. On les nomme piles &.ydro-ëlectriques, par opposition aux prlis ther"m,o-électriques dont il nous reste à parler, et dans lesquelles ie <:ourant se produit sous I'inlluence de la chaleur' Les piles therm.o-électriques sont des piles dont le courant est

dù, non à une action chimiquet mais à I'inigal échaufl'ernent des soudures de métaux différents. L'expérience de Seebeck (fig.'188)

Fig. {88.

-

^'

"tlxpérience de Seebeck.

rnontre qu'en effet, si I'on Prend une larrrej de cuivre LLt sourlée à un petit cylindre de bismuth C, et

que I'on chauffe I'une des soudures, se produit un courant capable de faire dévier une aiguille aimantée AB. On constate que le courant vâ du bismuth au cuiYre en traversant la soudure chaude, et que son intensité est proportionnelle à la dilférence de température des deux soudures. La pile de Melloni (fig. 189) est formée d'une suite de petits ban-

il

31

I rl fi

ii

Fig. 189.

-

Pile de Melloni reliée à un galvanomètre

(306).

et de bistnuth, alternaut Ies uns avec les aUtfes par leurs extrémités, et repliés sqr eux-mêmes de manière

reaux d'antimoine soudés

à former un Drisme dans lequel toutes les soudures de rang pair

l?t Ér.gctntouus forrnent I'une des bases, et les soudures de rang irnpair la base opposée. Les ertrémités de la pile aboutissent à deux bornes B et B, PIr"Es

qui sont les deur pôles de la pile. Il se produit un courant quand cerr deur faces sont à des températures différentes. Les courants thermo - électriques sont toujours I'aibies, mais conservent une intensité constante, tant que la différence de température reste elle-même invariable.

QuEsTroNNArnn. Qu'est-ce guo l'éIectricité. dynamique? qu'une - eu'est-ce. En guoi eonsiste l'élément de pile de Volta? *Comment obtient-on une *.eu'appelle-t-on associés en série? réophore d'une pile? extérieur? - pôles d'une pile? - circuit fermé , intérieur, - Eæptiqwe: I'e fometàanmen4emt il,e ta pite. pouniezQu'atripel,ta-t-om ser,s ilu couramt? - auec une aous eæltl,i.qwer l,e fonctiommêrnerùt d;une pi.le d liaide il,e ses onalogies rnach,ine hyil'rauri'que? oonsistc l,'imter*tté il'um cowromt? - Em quoi - l,a il'iffëremce itra miaeawfi électriques d,es pôtes djnme ptàl,e? ta rëslstance il,uctrcwit? qwe est-ce I'a forcc él,ectro-vnot'ri,ce d,'wne pnl,e ? Les umités - QLfùe - NommezDéftmi,ssez pratiques résistamce, ùa force él,ectro-rnotrica, a'intensitë, le oo-tri ,l,'ampère, l,a coulontb. .- Décrivez les divers éléments de pile : !'ohry, à colonne, à auge, à taeses, l'élénrent de Wollaston. égaie le - À quoi estcoulant force électro-motrice d'une série de m éléments? * eu'appeilè-t-on do polarisation? r)écrùsez tra pile au bichromate, yfi,r,e il,e Dani,er,l,, réH-la rnemt d,e Bwmsen , la pil,e Leclonché, _ Inùiquez-pou,r chacwne d,'cl,l,es tes réa,ctioms chimiqwes- qwt se proil,wlsemt. *- eu'est-ee qw'*roe pi,la thernto-étrec-

pile?

- plusieurs éléments pile do

trique?

a qwoi

est d,û, Ip courant thermo-éieatriqieo - cttr" t'eæytérience - Dùriuez la ltita d,e Mcll,oni" Problèaes. t' Quelle est I'intensité du courant fourni par un élément Bunsen dont la -forco électro-motrice est it,g volt et la résisùnce intérieure

d,e Scabech,

0,2 ohm, la résistanco du réophore étant 0,2 ohm?

r-g---:-!8=_-,: R- - -OI-+-T,?- :

2 ampàres.

Quelle quantité d'électricité fournit par mlnute un élément Leclanché dont " 2'force la éiectro-motrice est {,46 volt, la résistance totale du circuit étant de

I

olrms?

Q: I't: È;!-' H8-

1'46"5 60

:

10,95 coulombs.

3'La force électro-motrice d'un élément de pile est {,g volt. euelle est la régistance intérieure do cet élément, sachant qu'il donne un courant de 4 ampères quand on réunit ses pôles par un fil dont la résistaneo est 0,27b ohm ?

o-çffi*

i

d'où æ:o,2ohm.

4' Quelle est Ia force électro - motrice d'un élément dont la résistance est 0,2 ohm, sachant qu'une série de {00 éléments semblsbles donne uu courant de 5 ampères, dans un fil dont la résistance est g ohwts? 100æ b:-m-+g'

d'où r:1r4

VoIt,

5t on construit une série de {0 éléments semblables, ayant cbacun pour for.ce électro-motricol,S volt et pour résistance intérieure 0,5 ohm. Le circuii extérleur r uno résistauco dg 25 ohms. euelle est I'intensité du courant?

t.bxt0 I == -6;5fr 61p9 _0,5

anSràro'

I72

NOTTONS SUR r,ES SCTENCES PHTSIQUES

ET NATIIRELLËS

CHAPITRE II PRINCIPAUX EFFETS DES COURANTS 997. Les effets du courant électrique se partagent en deux catégonies

:

proiluisenÉ à Z'txrÉntnun du courant, c'està-ciire les eÎfets thôrmiques,lumineux, physiologiques, qui sorrt t'objet du chapitre actuel ; 2o Ceuæ qui se prod,tc[sent ù, l'nxrÉntnun d'u couranf, comne

Ii'Ceuæ

c1ui, se

Ies actions électro-ma-

gnétiques

et

élec[ro-

dynanriques, que llous

étudierons dans les' deux chapitres suivanbs.

998. Ëffets caloFig. 190,

-

et lumiueux. Si I'on introduil,

riques

Arc voltaique.

dans le circuit un fil métallique trè's fin, ce

fil

s'échauffe, rougit,

peut être fondu et même volatilisé.

Arc aoltaique, - Si I'on termine les réophores d'une pile puissante par deux crayons de charbon de cornue A etB (fig. {90) que I'on rapproche I'un de I'autre,

on voit aux parties en contact jaillir une lumière éblouissante; si I'ou éloigne un peu les charbons, le courant continue à passer

en produisant

un arc aPPelé arc

par I'air et les parcelles incan-

aoltaique, constitué chaucl Fig. {91.

clescentes de charbon, qui tendent

à s'élever dans ltair envirounanf. La flamme n'affecte plus la forme d'arc si les charbons sonb placés verticalement. Charbons de I'arc voltaique (grossis).

PRINCIPÀUX EFF'ETS DES Cet arc est à la fois très chaud

TOURANTS

{73

et très éclairant; ce serait Ie modc

le plus économique d'éclairage élecTrique; mais il fournit rrn lbrer' trop puissant pour les usages ordinaires, produit du gaz carbonique par la combustion du charbon, et exige un régulateur automatique. Les rigulatetws sont des appareils qui servent à maintenir les extrémités des deux charbons li une distance convenable ; car li mesure qu'ils s'usent leur distance augmente, et il ar.r'iverait un moment ou le corrrant cesse-

rait de passer. Les régulateurs de I'arc voltaïque sont rernplacés avantirgeusetnent par les bougies Jabloclùoff (fig. 192), Ces bougies sont lbr'mées de deux crayons de charbon, sépar'és par une lame de plâtre; I'arc voltaique jaillit entre leurs extrémités et volatilise le plâtlc

à mesure que les

charbons s'usent. Pottr'

Fig.

192

rendre la lumière plus douce, on place l'arc Bougic Jablochkoff. voltaique dans un clobc de vcrc dépoli. Lanrytes à incand,est-'rnce. * Lts hnrpes li incandescenee mettent à profit I'échauffement qui se ploduit dans rrn Iil fiu, travet'stjl pitr un couranE (fig. {93),

Dans la lanzpe Edison,, le circuit pénètrc. dans un globe de verre ou I'on a fait le vide; le circuit est fermé par un fil de charbon, dc la grosseur d'un crin de cheval. Le courant, rencontrant une grande résistance pour traverser ce Iil, l'échanffe et le porte à l'incarrdescence,

Dans ces appareils, la combustion est impos-

sible faute d'oxrgène. L'éclairage par les lampes à incandescence donne unc lamièr'e dorice et régulière, et ne produit pas de gaz carbonique, puisqu'il n'y a pas de combustion. Enlin on peut multiplier autant que I'on veut les foyers lumineux.

Fig. t93. Lampc

299. Effets physiologiques des courants. .-

à

incandescence.

Lorsqu'on met les

pôles d'une pile en contmunication avec les muscles d'un animal, orr

observe une contraction à la i'ermeture dn circuit, ainsi qu'à sorr ouverture.

ExpÉnrrNce no Glr,vanr. L'expérience suivante, due à Galvani (Bologne, 1790), a servi de-point de départ aux recherches qui conduisirent Volta (Pavie, 1800) à la découverte de la pile. On prend les membres postérieurs d'une grenouille, préalablement tlépouillés de leur peau, et à I'aide d'un arc métallique, formé d'une tige de

,t

774

t{orIûNS sun LEs scIENcEs PHTsIouEs

El

NÀTURELLE"q

cuivre et ,l'urte tige de zittc, otl touche avec le cuivre les nerfs lombaires de I'animal (fig. 195), puis

on approche le zinc des rnuscles de Ia jambe; iI se produit àchaque contact une vive corrtraction des muscles de Ia cuisse.

300. Ëftets

chimiques"

Lorsqu'utt courant assez intense traverse un composé chimique,

il y a

généralement décomPosi-

L'aualyse des corps par les courants prerrd le norn d'èl,ectrolyse; le corps soumis à la décomposition, celui d' électrolYte, Les produits de Ia décomPosition apparaissent toujours sur les sut'faces métalliques qui terminent les réophores de la Pile, et que I'on Galvani. Flg. 195. - tixliér.'ience de appelle les électrod'es. L'électrode positive est appeiée L'anod,e, etl'électrode négative la catode'. Les produiti qu se rendent à l'électrode négative sont- dits électru et ceui qui vont à l'électrode positive ëlectro-nëgatifs. 'positifs, pan eiemple, qianl .on décompose I'eau par l-1-pile, foxygène se dégage a I'Otecirode positive, et I'hydrogène zur i'électrode. négative. ëuind on électrolyie du sulfate de cuivre, le cuivre est transporté

tion.

au pôle négatif, I'anhydride sulfurique et I'oxygène se portent sut'

I'électrode positivr'.

3oL. voltamètro. accumulatour. - I,e voltamètre est I'appareil qui sert à décomposer l'eau par la pile. Il présente deur éprouvettes pl"itt"t d'eau soui lesquelles aboutissent les éIectrodes'

'

On obtient 2 volumès d'hydrogène au pôle ( -

gène au Pôle "

(f).

) et I

volume d'ory-

Si I'on supprime la pile et que I'on mette en communication les réophores qui- aboutissent aux électrodes plongées respectivenrent dans I'oxygène ei danu I'hydrogène, on constate que le voltamètre se coln-

porfe comme une pite aônt le courant est de sens contraire à celui disparaissent peu fuui a décomposé l]eau. L'oxygène et I'hydrogène a puo et resiituent I'eau décomposée. Jans ces conditions, le voltacomme si l'élec-èt*" joue le rôle d'up ÀCCUMULÀTEun. Tout se passe tricité de la pile s'était emmaganisée dans le voltamètre, pour être restituée ensoite, dans un courant de sens contraire au premier. Les lccuuurÀlEuRt industriels sont précisément fondés sur ce même principe.

' Un âccumulateur

se compose esSentiellement de deur vastes lames de plomb parallèles, plongées dans de I'eau acidulée'

.Pour charger I'appareil, il suffit de relier ces plaques-aux deux : I'ojrVgène se porte sur l'électrode

pôles d'une p;te. L'eàu s'électrolVse

PRTNCIPAUX

EI'FEîS DES

I'ïb

COURANTg

o où se forme du bioxyde de plomb I I'hydrogène se condetrse sur l'Électrode négative. On supprime le courant dès que I'hydrogène cesse d'être retenu par le plomb I I'accumulateur est alors parvenu à sa linti.te de charge. Pour utiliser I'accumulateur, on réunit les deur lames de plomb par un conducteur. II se produit un courant de sens contraire à celui de la pile de charge. L'oxygène et I'hydrogène se recombinent à travers I'eau acidulée, comme il a été dit au sujet du voltamètre.

positive

3O2. GuvÀNopLÀsrIE.

-

La galaanoplasfie a pour but de déposer

des corrches métalliques à la surthce des corps, en précipitant les rnétaux,

de leurs dissolutions salines, à l'aide d'un faible courant électrique.

Si la pièce à recouvrir est métallique, on sommence par la nettoyer de la manière suivante : On chauffe la pièce à la flamme, puis on la plonge d'abord dans de I'eau aieuisée d'acide sulfurique, puis pendant quelques seconcles dans I'acide azotique faible, et ensuite dans I'acide concentré; etrfitt, on la rince à I'qau pure. Àlors on suspend I'objet au pôle nigaiif d'une pile, dont l'autre électrode est formée par une lame drr rncital à déposer (fig. 195). Les électrodes sont plongées dans rrne dissolu-

Fig.

I'ig. 196.

{9.5.

Appareil pour la 6alvenoplastie

- Appareit simplc

pour la galvanoplastie.

tion de sulfate de cuivre pour le cuivrage, de cyanure double d'or et de potassiu1 pour la, dorure.,-d'arge't et de p"iursium pour I'a.genture, de s.lfate double de nickel et d'ammoniaque porrr le nickelige. si -l'objet n'est- pas métallique, il faut le renàre ionducteur; pour métalliser_ un objet non conducteur : pierre, bois, plâtre,'oï l* recouvre de plombagine, puis on procède eomme ci-desius. Lorsqu'on veut reprorluine des médailles, des clichés, etc., on en qrend une ernpreinte au moyen de cire, de gutta-percha, de soufre,

cette empreinte, après avoir été rendue conductrice, f'ournit par la

galvanoplastie une ou plusieurs images identiques au modèle. App-arei,I si,mp:le. - On obtieni une cuue q.i dispense de pile

spéciale en mettant une lame

de zine 1ng. igoy dans un

vase

176 NorroNs suR LEs scIENcEs PHYSIQUES Er NATURELLÉs poreux B, renfermant de I'acide sulfurique étendu I on- place le tout dans un second vase A, contenant une dissolution desulfate de cuivrel un fil de cuivre partant du zinc porte les objets à galvaniser M, M, qui plongent dans la dissolution.

Comment classe-t-on leg elfets des courants ? - Qu'artl métallique lÏn? - Comment produit-on I'arcvoltJÏque? Quel,s incomaémiants prësemte t'écl,aitage ytar.l'.arcuotrtaiqwe? à incanitrescemce? bougies Jablochhof? - I,es lampes - En qwoi co,4si.stemtl,es te fi,1 it'e charbon-iles larnpes à imcamd,escenQe n'e brû'le-t-il'pas? -EnPowiqwof, qu,anil' 1r& couîarn't quo{ consùste lieryÉrùence d,e Gatruani? - Qu'arri.ue-t-tl, Qw'agtpel,I,a-t'otu corps él,ectro-trtotî'' imtuàse tra,ûerse um composé chinziqwe? Ie bwt àe ta galaanoplasti,e? - Qwel,l,es somt Lesneani'ltwl'atlons tdfs? - Qwel, estQwelles sont tàs grécawttons à premd,ra sil,e corps à' ga'troaniser à'effectuàr? fi' esl fta,s rnétal,l,iqwe ? QuBsrroxn.a.rRE.

rivé-çit

quancl un courant traverse un

CHAPITRE III ÉINCtRO-M AGNÉT I SM E

I. Actions des courants sur les airnants' 3O3. Expérience d'(Ersted. Règte d'Ampère (fig. 199)' - Si un fil p&rcourll pa,r un courant est si,tué près d'une a,i,guille ai,mantée et parallèlentent ù cette s,iEui'll,e : lo L'at'guùlle tend, ù. se m'ettre en croiP a'uec I'e coul"&mt.

Fig. 199. * Expérience d'(Ersted'

20 Le pôle austrat d'e llai'gur'tl'e (la pointe nord) se porte ù' lo' du courant. On appelle ca,ucse DU corIRANT, la gauche d'un observateur regardant l'aiguille et placé le long du fil électrique, de manière que le courant entre par ses pieds et sorte par sa tête. 3O4. Muttiplicateur. - Le multi,Ttlicateur a pour but d'augmenter I'action du coùrant sur I'aiguille aimantée. Il se compose d'un cadre en bois, sur lequel est enroulé un grand nombre de fois le fil traversé par le courant. bn place I'aiguille au centre du cadre et dans son plen.

ga,nehe

ÉrrcrRo -uacr,lÉrrsvn

fi7

Il

est facile de vérifier que les actions de toutes les parties du rec_ tangle s'qioutent pour amener re pôle austral du même;Àit;" cadre. 3o5. Aiguilles astatiques. appelle aigui,Hes astatiques l,en-.on à^peu près" identiques, semble de deux aiguilles-aimantées, hxées sgr le même axe, de manière que leurs pôtôs

de noms contraires se

ôomespondent

(fig. 200). Si les aiguilles étaieni rigoureusement identiques, le système sérait ansolument astatique, c'est-à_dire que la terre n'aurait pas d'action directriie sur

lur; on ne pourrait I'utiliser. Il

existe

toujours une petite dilférence d'aimanlation entre les aiguillesl c'est cette différence que le courant rtu multiplicateur Fig. 200. â.iguilles astatigues. doit vaincre pour orienter Ie sysième. 3o6. Galvanomètre (fig. z0{). Le garuanomètre est un appareir - leirr direction et teo*-int"nsité1 qui indique la présence'dàs courants, il repose sur I'expérience d",CErsted. Lc galvanomètre comprend : lu un système astataque de deur

fig.

201.

-

Galvauomètre.

aiguilles aimantées: 2o multiplinate,r dans trequel on fait passer les courants à étudier. ].n. io*. du cadre se meut sur un -L'aiguile'sito!. cercle divisé, et sa déviatioi est d'autant plo, g"";Àu q;;-l; courant est plus intense.

3o7. aimantation per les courauts. on enroule un fil uétall.ique on spirale àutour d'un tube ro -o.r.r, aun-r"r'intuiieoi I

{78

NOTIONS SUR LES SCIENCES PHYSIQUES

ET NÀTURELLES

duquel on place une aiguille d'acier ba (.ttg' 202 )' .Quand on lance on iouruni dans le fitl I'aiguille est aimantée. En opérant sur

Fig.

202.

*

Action d'un courant sur un fil d'acier'

une aiguille de fer doux, I'aimantation est plus puissante; mais elle cesse avec le courant.

B0S. ÉIectro-aimant. - Un ,llectro-aùnant (fig. 203) est par un cylindre de fer doux, entouré {on* bobine de fil métallique danî lequel passe un courant' Dans l'élect'roaimant en- forme de fcr à cheval, on entodre seulement' tree

cons"r,itué

Fig. 203.

-

Électro-aimant.

extrémités, et I'enroulement doit être tel que le fil de chaque bobine soii la continuation du fil de I'autre, de sorte que le ro"r*"t circule de gauche à droite dans I'une des bobines et de droite -lu à gauche dans I'autre. p.riirance des.électro-aimants est bien supérieure à celle du des aimants permanents. Elle augmente aveo Ies dimensions oylindre de fôr doux, avec le nombre de tours du fil conducteur et avec I'intensité du couraut,,

Ér.nctno -

ulcuÉrtsun

179

II. Télégraphie électrique. 309. Appareils télégraphiques. tëIëgraphie a pour but - àLaI'aide de transmettre au loin la pensée de signes conven-

tionnels.

Le télëgraphe ëlectn#re comprend (fig. 204): {o un poste eæpéiliteur ou maniptulateur I 2o un poste récepteur; Bô un circuit métalhiEue reliant ces deux postes, et 40 une ptle fournissant un courant destiné à circuler entre les deux stàtions. Le manipulateur est un appareil qui permet d'étabtir ou d'interrompre à volonté le passage du courant dans le circuit. Le récepteur se compose d'un électro-aimant dont le fil fait

Iu I I

Fig. 204,

-

Principe du télégraphe"

It[, manipulateur; R, récepteur; L, fil de ligne formant le circuit; p, pile.

partie du circuit, et qui attire, à chaque passage du cour.ant, une armature de fer doux. Le ci'rcui't est un fil unique, reliant, le manipulateur au récepteur et communiquant à chaque_extrémité avec la terre, qui complète le circuit. Lorsque le fil est aérien, il est porté par des poteaux; les crochets qui.le soutiennent sont isolés àes poteaux par des godets en p_orcelaine. souvent les fils télégraphiques passent sous teme dans des tubes spéciaux. Lorsqir'ils doivent traverser I'océan, on les isore les uni des autres en les recouvrant- de gutta-perchat-puis on en fait un câble, protégé pa-r une gaine métallique isolée du noyau. une sonnerie électrique est installée à chaque poste, et les conducteurs sont disposés de manière que le ôourànt du poste expéditeur passe seul dans le circuit.

1E0

NorIoNS suR LEs scIENcEs PHYSIQUES ET NÀTURELLES

310. Télégraphe Bréguet ou télégraphe à.cadran' - Man$tw une - LJmanipulateur de Bréguet-comprend maniueile"M, agissant sur un disque E, dônt Ie contour pré-

bteur 1nf. iOUl.

sente une ràinure formée de 26 sinuosités se rapprochant et s'éloignant^alter nativemeni du centre du disque' Quand

on fait tourner le disque, I'extrémité g du levier gC, mobile autour du point o'

suit les sinuosités de la rainure, de solte que son autre extrémité C vient toucher

a'lternativement les'deux bornes P et Pf ' Ia Quand le levier est en <;ontact avec passe par le disque' Ie courant Pt, blorne P,1ê le levier et la borne- P'; mais quand le Manipulateur du contact a lieu en P, il y a interruption Fig.205. télégraphe Bréguet. dans le circuit, et le courant ne passe pas'

Dans un tour complet, la manivelle produit donc vingt-sir alternatives d'ouvertuie et de fermeture du circuit' récepteur cornPrend un électroRëcepteu'r ({ig. 206). - Le aimani, E et une armature de ' fer doux P dont les oscillationst

autour de ltaxe u u, font tour-

ner, au moyen dtun sYstèPu.q' Ievi'ers, unË double roue dentée

RR', portaût en tout 26 dents'

En tournant, cette roue

en-

traîne une aiguille qui se déplace devant un cadran sur lequel sont tracées ies iettres.de i'alnhabet. Un ressort r matntient ta Plaque de fer dour P un peu éloignée de l'électro-

aimant quand

le

courant

ne

passe pas. !'ig.

206.

-

Récepteur du

à

téiégraphe FOnctionnement. - Chaque fois que le levier du manipula-

cadran'

teur touche la borne Pf , le courant passe dans l'électro-aimant du récepteur, et la plaque de fer dôux est attirée' Quand, au contraiie, le levier tôuche la borne P, le courant cesse de passer, et la plaque, sous I'action du ressort r, revient à sa position primiiive. .q, chacune de ces allées et venues dela plaque' la roïe dentée tourne d'u.ne dent. Or le nombre des dents de

{81

Ér,nctno-uecNÉusun

oette roue étant égal à celui des sinuositès du disque du manipulateur, si la manivelle fait une fraction de tour, I'aiguille du récepteur tourne sur le cadran, de la même fraction. Par conséquent, la manivelle du manipulateur et I'aiguille du récepteur étant toutes deux en regard de la croix conventionnelle séparant la lettre Z de la lettre A, si on amène la manivelle successivement sur les différentes lettres qui composent un mot, I'aiguille du récepteur se déplace de la même manière sur le cadran et s'arrête sur les mêmes lettres. Les alternatives de passage et de rupture du courant dans le circuit étant indépendantes du sens dans lequel on tourne la rnanivelle, il est évident que, pour conserver la concordance des mouvements du manipulateur et du récepteur, il faut toujours tourner la manivelle dans le même sens, sans jamais revo-

nir en arrière.

3{f. Télégraphe Morse. - Mani,pwlateur (Iig. 207). - Le manipulateur du télégraphe Morse se compose d'un levier, mobile

Fig.

autour d'un axe A.

207.

-

Manipulateur Morse,

sous I'action du ressort

il

Quand, /, la position indiquée 'sur la figure, le courant est interrompu en d, (supprimer, pour le moment, le fil R qui part de Z,); mais si I'on vient à appuyer sur la manette M, on établit le contact en d, et le courant passe, tant que dure ce contact. Récepteur (fig. 208). du télégraphe Morse - LeÀ,récepteur cornprend un électro-aimant qui attire un petit cylindre occupe

de fer doux ræ quand le courant passe. Ce cylindre fait mouvoir un levier B, dont I'extrémité porte une pointe à tracer, ou une petite molette chargée dtencre, en regard de laquelle une bande de papier se déroule dtune façon régulière, sous I'action d'un mécanisme dthorlogerie.

Fonctionnement,

-

Quand ltélectro-aimant attire le cylindre

,t

782

T.IOTIONS SUR LES SCIENCES PHTSIQUES

ET NATURELLES

de fer doul, la pointe à tracer vient appuyer contre la bande de papier, et, comme celle-ci se déroule régulièrementr la pointe iruc. un* ligne d'autanl plus longue que le.contact dure plus longtemps. Quand on fait fonc[ionner le manipulateur, c'est-à. dirà quand on détermine alternativement le passage et Ia rupture du co|ralt dans le circuit, le levier du récepteur suit naturelle-

Fig,. :rÙ!.

aa,

*-'

lLecepteun

électro-aimant; BB, levier; c, son axe; fl., armature de fer doux; entagoniste; R, rouleau de papier; H , roue à encrer'

r'

ressort

ment les mouvements de la manette, de sorte que, suivant que le contaci du levier du manipulateur avec la borne d sera court ou prolongé, on obtiendra, sur la bande de papier du réceptt'ur' des.points"ou des traits. En adoptant une combinaison spéciale de p'oints et de traits pour representer chacune des lettres de I'alphabet, on pourra ainsi reproduire les mots'

S{g. Remarque. -- Chaque poste télégraphique comprend toujours r.n muïip,ilateur et un iécepteur.'On dispose alors les appïreils comme I'indique la ligure 209, d9 manière que le oie** fil p.isse servir âans les deur sens. Cofte flgure repré-

fLEcTRo - MAGNÉTISME

sente Ie passage du courant lorsque le poste

rlépêche au poste B.

tE:!

Â

envoie un0

3f3. Sonneries électriques. -- Les sonneries électrisues comprennent un timhre, sur lequel frappe un marteau act-ionné par un électro-aimant (fig. 2{0).

Lorsque le courant passe, l'électro-aimant E attire le marM, qui vient frapper le timbre T; mais alors Ie courant est interrompu, puisque le manche du marteau ne touche plus le teau

184

NorIoNS suR LEs scIENcEs PHYSIQUES ET NÀTURELLES

ressort

g; l'éIectro-aimant devient inactif, et le marteau

est

ramenê en contact avec le ressort g1 le courant passe de nouveau, et les mêmes phénomènes se reproduisent; on obtient ainsi un carillon (trembleur électri'que). QuESTToNNÂrRE. - En qwoâ comsiste l,'eæ1tëri.emce d,'@rsted,? - lilmoncet la Qu:est-ce qwe le rnul'tirylicateu.3 - Qu'appelle-t-on aiguilles -Quel est le rôle du multiplicateur ? astatiques? - Da quoi' se cornpose wn galComment peut-on aimanter une aiguille d'acier au aanornètre? A quoi sert-i.l? loù dlAmpère.

moyen d'un courant? - Comment est constitué un électro-aimant? Quel est le but de la télégraphie? - Que comprend un télégraphe électrique? est le rôle du manipulateur? - Quel est I'organe essentieldurécepteur? - Quel Décrivez le manipulateur et le récepteur du télégraphe à cadran, et expliquez -comment ils fonctionnent. Mème question pour le téIégraphe Morse. Comment est constituée uus sonnerie électrique? Expliquez son fonctionnement.

CHAPITRE IV Êlncrno-IYNAMI0UE.

-

INDucrIoN

314. Objet tlo l'électro-dynamique. - Uélectro-dyna'mique est l'étude des actions que les courants exercent les uns sur les autres. 315. Lois générales. - Les actions des courants sur les courants sont soumises aux lois suivantes, établies par Ampère :

{o

Deu,æ coura,nts

parallèl,es de même sens s'atti,rent, Deuæ courants pdr ra,l,Ièles de sens com. trai,re se repoussent; 2o Deuæ courûmts croisés s' atti,ren t lors-

I qu'tls s'approchentou {' s'ëloignent ensemblc du point de croisem.emt.

Deuæcourantscroi-

ses se

retr)oussent

quand, I'un s'appro-

F8.

211.

-

Action réciproque de deux courants parallèles de même sens.

ch,e d,u point de croi,ssm,ent, tand,i,s que

I'au,tre s'em él,oigne I $o Deu,æ portiomt

cowéantiaes d,'un mê.me courq,rùt rcctiligne se repoussetut;

Ér,rcrno-DYIyaMIeuE

-

INDUcTIoN

t85

1o un courd'nt si.nueuæ a la même action qu'un courant rectiligne

termi.né auæ rnêmes eætrémi.tés.

3{.6. SolénoÏtles. Un solénoî,d,e est un ensemLrle de courants cir- etde culaires éqaux, parallèles même sens, dont les centres sont alignés sur un axe perpendiculaire à leurs plans. On réa-

lise cet appareil en enroulant en hélice un fil métallique AB (fig. 212). On le dispose sur un support qui lui permet de tourner autour d'un axevertical MN.

Les solinoïdes peuvent être assirnilés aux aimants. Ils ont deux pôles, dont les attractions et les répulsions sont soumises aux mêmes lois que celles des

armants, Un solénoide, sous

I'action du magnétisme ter-

restre, s'oriente corlme une aiguille aimantée. Enfin un

Fig. 912.

-

Solénoïde.

solénoide et un aimant se comportent réciproquement comme deur aimants ou deux solénoïdes.

3f.7. Courants d'induction.

appelle. courants cl,i.mrhrcti,on - Onda,rts qui ytrennent naissance d,es circuits tttélalliques fermés, so's I'influence d,e cs,xtses estérieures q,u cLrcui,t. Otr peut les c@lrants

!'rg. 2lll.

-

p.oduction des courants d'induction.

mettre en évidence Ia production des courants d,inductiJn à l,aide de I'appareil suivant (ffg.2f3). 1" B étant une bobine creuse communiquant, par les deux bornes I I,, avec les pôles de la pile P; à étant une- autre bobine placée à I'intérieur de la première et communiquant, par les deux bàrnes i ,il, aves

t8ô

NorroNs sun LBS scIENcEc PHYsIeuEs

Eî

NÀTURELLES

un galvanomètre G, si I'on fait passer un courant dans B, il se manifeste instantanément dans le circuit b un courant très court, de sens contraire à celui de B. Ce courant a pris naissance sots l'i'nfluence de celui de B, c'est pourquoi on I'appelle cours'nt indui't; celui de B prend le nom de courant inducteur. Si on interrompt ensuite le passage du courant dans la bobine B, il se produit un nouveau courant induit dans la bobine b, mais de sens contraire au précédent, Cest-à-dire de mêrne sens que le courant inducteur. Les deux bobines étant ensuite séparéeso et le eourant de la pile passant dans la bobine B, on introduit brusquement la bobine b dans la première I on constate qu'il s'y développe alors un courant induit. On attend ensuite que I'aiguille du galvanornètre soit revenue au zéro, puis on retire brusquement la bobine b; on remarque alors qu'elle est traversée par un courant induit de sens contraire au précédent. Le courant induit est de sens contraire au courant inducteur: 1o quand on ferm,e le circwit B (courant de fermeture); 2o quand on introd,ui,t ls, bobi.ne b dans Iu, bobine. B; 3" qu-and. on d,ugtnente llintensité d,u courant imducteur.

!'ig.

214.

-

Production des couranûs d'ouverture et do fermeture.

Il se produit un courant induit de même scns que le courant inducteur : {o qu3nd on ourl'e le circuit B ( courarrt d'ouverture ) ; 2o quand on reti,re^là, bobr.ne b de ta bobi'ne B1 3o quand on dimr'nue l'intemsité d,u courant ind'ucteur,

En résumé : quand I'inducteur con'trnemce t s'approche oa ûug' nLente, on obtient un induit inuerseÀu contraire, quand I'inducteur cess€, s'ëloi'gne ou dùminudr oo obtient un ïndtlit d,irect,

{r,ncrno-DVNÀMreuE

-.

INDUcrIotr

r87

Les courants induits durent peu, mais sont généralement

lntenses. 2o En prenant

trôe

un aimant pour inducteur, on ohtient des résultats analogues. Àinsi, les extrémités ilu fir d'une bobine creuse étant reliées à un galvanomètre , il se tlëuetoppe d,ans ce rm courant indui't inuerse quand on introrluit un- àimant clani/illa, bo'bine ou quand' om l,'en approche. au contraire, on obtîentun corlrant i.nd,ui,l direct quand, onretire l'ai,ntant ou qu,onl,éloi,gne de la bobine. Quand on fait passer un courant dans une bobine renfermant un noyau de fer doux (fig. 2l&),le noyau s'aimante et agit cornme inducteur sur le co'rant. si_on inte*ompt le courant, I'aimantation disparait, et il se produit dans Ia bobine un courant induit de sens contraire. Aussi, quand on touche les manettes M, Mr, on ressent une commotion électrique chaque fois que I'on ferme ou que I'on ouvre le circuit en b.

QuEsrroNNarRE. Qw'est-ce tlwe l'électro-îIynamique? ewell,es somt res l,ois ghnéral'es qwiilgdssentl,es actcons il,es courants tres r*ns swrles q,wtres? comment est forrné u,n solënoïitre? a quoi peut-om assi,miler l.es solémoid,es?

-

-

Qu'appelle-t-or1, coufamts il"ind,uctioi?

-

-

rnoyer,, d,e il,euæ bobimes, rnomtrq,-t-on La prod,ucti.on de êowramts--commant, ind,uit*î * euel est, ,pa,r rappo.rt a,u courant ind'wcteur, le. sems d,w courant inùtït? peut-on ltinàa.ru un aimamt pou'r xnductc*r'! - {JueI' est ,r,_'effe t d'wn n,oy?,w d,e fer itowæ s*r r,e coura,mt qwi trolterse

périad,iqwement

Le fi,l,

a,xt,

d,'une bobi,ne?

CHAPITRE V MACHINES D'INNUCTION

sL8. Les MÀcrrrNES D'lNnucuoN produisent un eorrrant électrique à la faveur d'un travail mécanique, et par I'intermédiaire de ltn* duction. Elles sont de deux sortes : leJ machines u.lcxÉro-Er,EcTRIe.uEs, dans lesquelles I'inducteur est un aimant perrnanent; et les machines DyNAMo - Ér,ncrnrçurs, dans lesquelles linducteur est un électro-aimant.

319. Machines nagneto-électriques. une machine magnétod'un aimant qui -sert d'inducteur, et d'une hobine dans -laquelle se produisent ies courantsl I'une des deur gle-clri'au9 est formée

parties se dép_l-ace, par_rotation, de manière que sa distance à I'autre lugmente et diminue alternativement, Il se prbduit alors des cour?nts d'induction que I'on peut recueillir.

188

NotroNg sun LEs scIENcEs puysleuns ET NATURELLES

Des appareils particuliers, appelés con'Lmuta,teurst permettent de redresser les courants inverses, de manière que tous les courants circulent dans un fil , toujours dans le même sens. On transforme ainsi les courants alternati,fs en courants comtLmus. Les principales machines magnéto-électriques sont la machine de Clarke et la machine de Grarnme. 4.o La machine d,e Clarke (fig. 215) se compose d'un aimant en fer àcheval A, devant les pôles duquel deur bobines B et Btse déplacent

de Clarke. Fig. 21b. - trLrchine D, tige de fer qui relie leurs noyaux' aimant; tl,B' bobines mobiles. æ, axe cle rotation.- lrl, ressorts qui recueillent le courant. - Rr roue aYec

A,

sranivelle et courroie.

par un mouvernent de rotation rapide autour de I'axe oc. Par I'efret âe leur déplacement, les deux bobines sont parcourues par des courants alternatifs de sens contraires, L'axe de rotation ac est conditionné de telle façon que les courants de même sens sont recueillis t les uns par la lame métallique l, les autres par la lame lt. 2o Lr machi,ne d,e Gramnte (fiS. 216) est formée d'un aimant Jamin, entre les pôles duquel tourne un anneau , dit anneau de Gtamrne.

L'anneau de Gramme se compose d'une couronne en ûls de fer dans laquelle sont enfilées des bobines de fil conducteur. En'imprimant à I'anneau A un mouvement de rotation rapide, les bobines i,approchent et s'éloignent alternativement des pôles de I'ai-

dour,

UAqHINES

D'INDUCTION

{89

mant J, dont I'action, jointe à celle du faisceau de ffl de fer qui forme les axes des bobines, développe dans le fil de celles-ci des courants alternativement directs et inverses. Deux balais métalliques b et br, convenablement disposés, recueillent, I'un les courants directs, I'autre les courants inverses, et jouent par conséquent le rôle des deur pôles d'une pile.

Fig. 216. - Machine de Gramme. J, rimantJamin; T, ses armures; À, anneau deGrrmme;

R,

ôrb', balalsl

grande roue dentée et sa meutvello.

82O. Machincs dynamo-électriques.

Dans lesmarhines d,ynanno-

élzctriques, I'inducteur est un é,l,e.ctro-aimantl ces machines sont utilisées dans I'industrie pour l'éclairage électrique, la galvanoplastiel elles sont réaersibles, c'est-à-dire que si le courant produit par une de ces machines, actionnée par un moteur, passe dans I'inducteur d'une machine similaire, I'induit de celle-ci se met en mouvement et peut servir lui-même de moteur. Transport de la force à tlistance. La réversibilité des machines dynamo-électriques fournit une solution pratique de I'important problème du transport de la force à distance. Réunissons les pôles de deur machines de Gramme A, B, par deur fils conducteurs formant avec elles un circuit fermé. Si nous faisons

tourner mécaniquement une des machines, A (génëratrice), il se produit un courant qui fait tourner la machine B (réceptrice). Celle-ci, 7',

tgO NorroNs sun LEs scrnNcls pnysreurs

ET NATURELLEs

à son tour, peut faire tourner un arbre de couche et actionner ainrr toute espèce de machines outils. La ,génératrice peut être mise en rnouvement, soit par une machine à vapeur, soit plutôt par I'aide d'une turbine qui lui transmet le travail d'une chute d'eau. Les forces naturelles, comme les chutes ou les cours d'eau, peuvent être ainsi utilisées à grande distance I ce qui permet d'installer I'usine sur un emplacement convenable ou à proximité des voies de communieation. Toutefois l'énergie mécanique ne se transrnet pas intégralement de la génératrice à la réceptrice. Une partie est absorbée par l'énergie calorifique qui se développe dans les fils conducteurs. Le rendement diminne à mesure que I'ort augmente la longueur de ces fils.

(r)

rs)

Fig. 217.

-

tsobine de Rubmkorfl'

i,. Disposition do I'appareil; B, bobino à deux lils; NN" noyau de fer dour, o,à, bornes du lil inducteur; i, d', bornes du ûl induit; M, marteau I E, enclume I ù,c, unê extrémité du gros fil' 2. Marche du courant dans la bobine et ieu de I'intemrpteur

1|1.

1t21. Bobine de Ruhmkorff (fig. 217).- Labobind de Ruhmkorff,

ou bobi,ne d'anduction, est un IRÀNSFoRMATEUR; elle sert à transformer le courant d'une pile, c'est-à-dire un courant de faible potentiel et de grand débit, en un courant de faible alébit' mais de potentiel extrêmement élevé. La hobbtede Ruhrnkorff

est

une machine d'induction formée d'unû

SIÀCIIINES D,INDUCTION

r9r

fil

gros et court, passe le

double bobinel dans le circuit intérieur, en

courant inducteurl dans la bobine ertérieure, en fil fin et long, se produisent les courants induits. Au moment où le courant inducteur se ferme, il amive par le fil o, pass€ par le marteau M et airnante le faisceau de fer doux N; il se produit alors un courant induit de fermeture idans le fil de la bobine B. Mais alors le faisceau de fer doux attire le rnarteau M; il en résulte une rupture du circuit inducteur en E, et il se produit, dans le fil de la bobine, un courant induit ù'ouuertu,re. L'aimantation du fer doux ayant n'essé par le fait de la rupture du circuit inducteur, le marteau reprend sa position première, et, le circuit indtcteur étant de nouveau fermé, le phénomène recomnnence.

T

R

Fig. 218.

-

Frincipe du téléphone.

ffi

Ces alternatives de rupture et de fermeture du courant inducteur reproduisent indéfiniment et avec rapidité. S'il existe un petit intervalle entre les conducteurs fixés aux bornes i et i/ qui termi-

se

nent le fil induit, le courant direct passe seul et produit des étincelles.

322. Téléphone.

Le télëphone est

- au loin la parole" un appareil qui transmet Il repose sur des phénomènes cl'induction. Letéléphone (fiS. 218) comprend essentiellement deux plaques métalliques D, Dr, très minces, pouvant vibrer sous I'action d'un appareil d'induction formé par

les

barreaux aimantés AB et !rtB'; un fi,l d,e ligne complète le circuit. Si I'on parle devant la plaque D, elle entre en vibration, s'approche ou s'éloigne de I'aimant A. et modifie ainsi l'état magnétigue de ce barreau; il y a alors en AB production de courants induits qui motlifient l'état magnétique de I'aimant A et font vibrer la plaque D'. Les vibra- l-ig.

tions de D sont reproduites eractement par D'.

La plaque vibrante et I'appareil d'induc-

tion sont trés dans un mrnchon en bois

219. - Télépirone de BeU. AB, barreau de fer doux; C, bobine de fil conducteur en communication avec les pôles

d'une pile par les bornes P ot N; D, plaquo vibrante"

1\)Z

NorroNs sult LES ScIENcES PHYSIQUES ET NÀTURELLES

ou en métal. La partie supérieure porte un pavillon qui a pour but de concentrer les sons sur la plaque métallique. on obtientun appareil plus sensible et plus puissant en introduisant dans le téléphone précédent une source d'électricité dynamique I le système d'induction, bobine et barreau , fonctionne alors comme un éiectro-aimant. Un rles plus employés estletélëphone de BeU (fig.219),

32S. Microphone

(fig. 220).

Le m'icrophone,inventé par llugues,

est un appareil destiné à amplifier considérablement I'intensité der sons transmis par le téléphone.

Fig. 220.- Microphone de

Hugues.

lixée dans les godets DD'; T, réléphone P, planchette supportant le corps sonore.

C., lame de charbon faiblement

Pour obtenir ce résuitat, il suffit de modifier I'intensité des courants, en introduisant dans le circuit des résistances produites par des pièces qui vibrent sous I'action des sons.

Le microphone comprend le circuit d'une pile, dans lequel

est

intercalé un téiéphone T et un crayon de charbon de cornue C. Cclui-ci est rnaintenn verticalement par des cavités I) et, D', qur reçoivent ses pointes eflilées et lui laissent une certairte mobilité. Les vibrations produites à proximité de I'appareil modifient la position du charbon, et par suite la résistance du circuit; cc qui se traduit, dans le téléphone, par le renforcement du son primitif. Les moindresvibrations communiquées à Ia planchette qui supporte

I'appareil se transmettent au téléphone. C'est ainsi que I'on peut entendre le tic-tac d'une montre, le frottement d'une barbe de plume, le bruit de la marche d'une mouche. On augmente la sensibilité du microphone en remplaçant le charbon unique C par une série de plusieurs charbons : leurs effets s'a;outent pour produire des variations plus grandes dans I'intensité du cousÀnt.

r93

I!ÀCITINT]S D.INDUCTION

Îélégraphie sans fil. - La télégraphie sans fiI a été rdalisée par Marconli a t'aiae dt rad,iateur de Hertz et da radiaconducteur de Branly. Le Àannrnun de Hertz est un système de deux boules rnétalliques entre lesquelles on fait jaillir des étincelles d'iuduction' I)ansdes conditions cônvenables r ces étincelles produisertt des ondes électriques qui se propagent dans toutes les directions, à la matrière des otldes sbnores, ct peuvent agir à grande distance.

Le

nr.oIocoNDUCrEÙR

de Branly (fig. 220 bis ) se colnposc d'un

tube de verre contenant un Peu

de limaille d'argent

Elz.c/ylet

Title dezene

interPosée

entre deux plaques métalliques dans le

circuit d'une pile.lI. Branly

a reconnu que cette limaille est conductlice à l'état aggloméré et non conductrice à l'état dispersé. Le passage d'une onde électrique

y'" .J@. Jg*

sulfit à lui donner la cohésion 4ypÆ-_ ..:@4m41"7--':--:'--:

convcnable, et un petit choc flt pour la lui faire perdre.

suf-

-_-

svsrÈun Mnncoxr. - Le télénuoio.o|fo"Tlroàl "r"",r. graphe l\larconi comPrend ull poste transmetteur consiste en un Le transmetteur et un récepteur. Le Ruhmkorff. radiateur de Hertz mis en activité par une bobine de poste récepteur est formé d'un radioconducteur, d'un électro-aimant ôt d'uo récôpteur Morse (31{) intercalés dans le circuit d'une même pile.

Par des ilécharges longues ou brèves de la bobine (qui reproduisent I'alphabet Morsé), on provoque les ondes qui sont lancées par le radiateur de Hertz. l)ès qu'une onde vient frapper le radioconducteur, la limaille se cohèrei alors le courant passè et actionne le récepteur Morse, qtti imprime un trait ou un point sur sa bande de papierMais dès que le courant pass€, l'électro-aimant attire son armature, et unpetit rnarteatr vient heurter le tube à limaille' ÀIors celle-ci se d,écohère, etle courant est interrompu jusqu'à I'arrivée de l'onde suivante.

Le télégraphe Marconi permet déjà d'établir des communications régulièreJ entre des postes distants de 50 à 60 kilomètres , de mettre en relation permanente I'observatoire du mont BIanC avec le village de chamonii, de lancer des dépêches en mer, entre les navires et la côte, ou entre les cuirassés d'une escadre etc. ' Passage des étincelles d'inductisn à travers les gaz raréfiés. Les clécËarges d'une bobine de Ruhmkorlï à travers les gaz raréfiés produisent âes effets très variables, suivant le degré de raréfaction du gaz. .l TusS nr GBrSSmn. i Un tube de Geissler est urt tube en verre lOntenant un gâz raréfié, et dans lequel on peut faire passer un cou-

194

NorroNS suR LEs scrnNcrs pHysreuns ET NÀTURELLES

rant d'induction. À cet effet, I'enveloppe extrémités par des tiges de platine, qui par des disques, et peuvent être reliéis Ruhmkorff. L'électrode négati,ae est dite

du tube est traversée à

ses

se terminent intérieurernent aux bornes de la bobine de

la cathod,e,l'électrode posi-

tiue s'appell e l' ano d.e. La décharge électrique passe à travers le gaz, pourvu que celui-ci soit suffisamment raréfié. alors le tube s'ilrumiie dàns toutô son étenduel. sa couleur et son éclat dépendent de la nature du gaz, de sa pression et de la forme du tube. la pression du gaz intérieur est réduite à 2 ou B millimètres, - Quand Ia colonne lumineuse se stratifie, c'est-â-dire qu'elle se partage en une série de zones alternativement brillantes et o-bscures. Pgur une pression encore moind.re, ra région voisine de la cathode _ devient obscure, et la colonne lumineuse ie raccourcit de plus en plus, à mesure que le pression diminue davantage.

Tunn nn cnoorns.

un tube de crookes

est une amnoule en

X. - Photographie rle l'invisible.

Les nlyoxs X,

verre contenant un gaz -extrêmement raréfié, dont la pression'est inférieure à un millième de millimètre. cette ampoule est munie de deux électrodes. comme un tube de Geissler; mais Ia cathode et I'anode peuvent traverser I'enveloppe en deux points distincts quelconques. Quand les décharges électriques traversent le tube de crookes, l,ampoule reste obscure, excepté dans la région opposée à la cathoâe, où la paroi de verre devient fluorescente. on appelle RAyoNS carnoDrQuEs les radiations qui érnanent tle la cathode, se propagent en ligne droite et projettentïn éclat verrlâtre sur la p-aroi directement opposée. cette iégion phosphorescente est indépendante de la position de I'anode. Les rayons cathodiques sont attirés ou repoussés par les pôles d,un aimant. Ils peuvent nrettre eu mouvement un rnoulinet en -mica installé au milieu de I'ampoule. _

Rayons

découverts par Ræntgen, en {895, sont des radiations inuisibtu* qui se dégagent dans I'air autour d'un tube de Croohes en activité. ces rayons jouisse-nt de_ la propriété d'impressionner les plaques photographiques, et de rendre lumineux les corps fluorescents tàts que le spath d'Islande,le verre d'urane, le sulfure de calcium,leplatinocyanure de baryum, etc. De plus, ils traversent sans obstacle un grand nornbre de corps qui sont opagues pour la lumière, notamment les substances d'oiigine organique telles que Ie bois, le cuir, ie carton, les étoffes, les

muscles. Les autres corps sont plus ou moins opaques pour les rayons X, et leur opacité augmente avec l'épaissèur; les suivants sont disposés par ordre d'opacité croissante: charbon, os, verre, soufre, fer, cuivre, mercure, plomb , etc. cette dern!ère propriété est le principe de la rad,iograpth.i,e et de la

radtoscopie cles objets invisibles.

{95

MÀCHINES D'INDUCTION

photoRroroeRr.pnrr. -La radiographie est Ia production d'images graphiques à travers des corps opaques à la lumière. On peut radiographier, par exemple, le squelette d'une personne vivante. Supposons, pour fixer les idées, qu'il s'agisse de photographier les os de la main. Il suffit d'interposer cette main et de la tenir immobile entre un tube de Crookes en activité et une plaque sensible enfermée dans son châssis de bois ou recouverte de papier noir. Les rayons X traversent les chairs, le bois, le papier, et viennent impressionner la plague sensiblel mais ils sont arrêtés par les os, qui projettent pohr ainsi dire leur ombre sur la plaque photographique. Cependant la radiographie ne se réduit pas à une simple silhouette; car I'opacité variant avec l'épaisseur, I'ombre des parties minces est moins accusée que celle des parties en relief. Ranroscoprr. La radioscopie sonsiste à observer sur un écran illuminé par les- rayons X Ia projection des corps qui ne se laissent pas traverser par ses rayons. On peut observer ainsi des corps entourés d'une enveloppe qui les dérobe à la vue ; par exemple, des objets métalliques enfermés dans une bolte, ou encore les os de la main, etc. Pour cela, il suffit d'interposer I'objet à eraminer entre I'ampoule de Crookes et un écran enduit de platinocvanure de baryum. L'écran s'éclaire d'une lumière verdâtre, sur laquelle se détache I'ombre portée par les seuls corps qui sont opaques pour les rayons X. On utilise les rayons X en chirurgie pour examiner les fractures des os ou porlr reconnaltre la position des objets métalliques égarés dans le corps humain. Lesdouaniers peuventr'en servirpourerplorer I'intérieur des malles sans les faire ouvrir. QuusrroNNÀrnn. - Par quoi so*t fortnëcs las mathimes magnéto-électriquet? quoi serventles cotnmutateurs? rnachimet -rnagAndto - Qtnlles sotùt ks pri.mcipalas D otwa z - en sommairetnemt la cription. - électriques ? Q*e promil,-o* portt inihu'ctet*r il,a,ns les snuchl,nes il,ymamo-éLectriquet? A quoi Mraênt ces machimes? Décrùoez la bobànc il,c Euhmhorf et oûpliquat-erl l,e fonctiorwernent. -Qdest-ce qw I"a téléphame? St*r quel gtrimcipe rapose sa con'Etnrctiom? - Qw'est-cc q*c la microphone? - Comrnant est-il construit? Qu'est-ce quc lc rail,i,atatr îlp Hcr,t? - Em quoi comsistc Ic radiocomducsa eornposl lc télé? te*r itre Braml,y at qwell,as sont seE propriétdr - Dc quoi gruphc il,c Marcovti? Eæplicluez l,c fonctio*nænent ùc cat apparsil,. -queQuc lcs stnsz4)ows dnt, tube itrc Geissler? - Qu'ast-ca - ùu tube ùa Croohes?Qrel,l,es rq,goms eathoil,i,ques? * Qw'appel,Le-t-on rayons X? les prosont priétésdes rayons Xl - Qr,r'est-ca qua b rail,iograythic? - Qu'est-cG que le radioæopl.o I d,es

SEPTIEME PARTIE

OPTIQUE

CHAPITRE I PROPAGATION ET RÉFIEXION DE

tA

TUMIÈRE

394. 0ptique. Lumière. --.t'ontlquu est l'étude d'es phénomènes proil,uits par la lumi,ère. -La luwÈnn est l'agent des pthénomènes que nous perceùons p&r l'organe d,e la uue. La lumière est une forme de l'énergie. On ad.met qu'elle consiste en un mouvement vibratoire qui se produit et se propage de la même manière que le son. Ainsi la lumière est produite par des vibra. tions extrêmement rapides, dont seraient animés les molécules des corps lumineux. Ces vibrations se propagent par I'intermédiaire d'un fluide impondérable et très élastique, l'éther, répandu partout' même dans le vide et dans les espaces intermoléculaires des corps transparents.

395. Corps lumineux.

Corps transparents.

Gorps opaquos.

corps visible pour notre æil émet de Ia lumière: c'est -un Tout corps LUMTNEUX; mais il peut être lumineux par lui-mêmet comme le soleil, une lampe, un corps incandescent; ou bien recevoir d'une source étrangère la lumière qu'il renYoie à notre æil. Dans ce dernier cas, on dit que le corps devient lumineux parce qu'il est Écr,ernÉ. Les corps rBeNspaRENTs ou DIAnI{ÀNEs sont ceux qui se laissent traverser par la lumière, comme ltair, Iteau, le verre. Les corps opÀeuEs sont ceux qui arrêtent la lumière, comme le bois, Ies métaux, le papier sous une épaisseur suffisante. lumière se propa,ge en 396. Propagatiot de la lumière. - Laun petit écran opaque ligne droite. En effet, si I'on interpose sur la droite qui joint l'æil à un point lumineux, ce point cesse d'ètre visible; tandis que, pour toute autre position de l'écran, l'æil aperçoit le point lumineux.

PROPÀGATION

ET

RÉFLEXTON DE

LÀ LUMIÈRE

On appelle RÀyoN LUMINEIx toute droite qui lumineux à I'un des points qu'il éclaire. 397. Vitesso de la lumière, kilomètres par seconde.

- ta

{97

joint un point

lumière parcourt 300 000

Malgré cette vitesse prodigieuse un million de fois plus ' met plus de 8 minutes grandè que celle du son, la lumière années pour venir plusieurs et venir du soleil à la terre, pour de l'étoile la plus rapprochée de nous. placé devant 398. 0mbre et pénombre. - Un corps opaque une Êource lumineuse arrête les rayons lumineux. La région de

Fig.22l.

-

Ombre et pénombre circulaire.

I'espace qui est ainsi privée de lumière se nomme L'oMsRE portée.

Quand le foyer lumineux se réfuit à un point, cette ombre est séparée de la région éclairée par une surface conique, engendrée par une droite qui passe par le point lumine.ux et s'appuie constamment sur le corps opaque. Si le foyer lumineux est une sphère S, par exemple (fi9. 221 ) la région comprise entre les tangentes extérieures AC,BD et les' tangentes intérieures BCTAD, ne reçoit qu'une partie de la lumière. Cette région constitue ce qu'on appelle la pËxonnsnn. II y a passage insensible de I'ombre absolue à la lumière complète. Les photomètres sont des appareils qui 399. Photomètres. gervent à comparer les- intensités de deux sources lumineuses. On appelle éclairement d'une surface la quantité de lumière qu'elle reçoit sur chague centimètre carré. On appelle intensité d'une source lumineuse l'éclairement qu'elle produit surune surface placée à un mètre de distance , perpendiculairement à la direction des rayons lumineux. Onprend pourunité d'intensité lumineuse la clRctl,, c'est-â-dire I'intensité d'une lampe Carcel brùlant par heure 42 gr. d'huile de colza. Comme unité secondaire, on adopte la aoucrp uÉcruun, qui vaut t/1. ùe carcetr.

tgE

NorroHs sun LES scruNcns pgysreuls ET

NÀTURELLES

éclairements pro(l,uits par Lor nu cr,nnÉ DEs DlsrANcEs. - Les une même source lumineuse, sur u,n écran placé successiuement àt d,ifférentes d,i,stances, sont INvERSEMENT pRopoRTroNNEr.s at rt

carrés

d,e ces d,istances.

Soient

On a:

I

l'éclairement à un mètre et E l'éclairement

EIz T:-æ;

à

la distance d.

d'ou t;:æ,I

Si la distance devient 213,tL fois plus grande, l'éclaipement devient 76 fois plus petit, Pnnrcrpp Du pHoroMÈtnr. - Si ileuæ h+minaires produisent le même éclairerncnt sw' un écrun, Icurs intensités sont proportionnelles aw cané ile leurs d,istances ù cet écran. Soient I, I' les intensités de deur luminaires gui prodqisent le même éclairement aux distances d, dt. En écrivant que l'éclairement du premier luminaire à la distance d est égal à l'éclairement du second à la distance d', on obtient :

1, 9,

II'ldl F:7T;

oou Tr:æ

Le photomètre d,e Buxspn consiste en un écran de papier, au milieu duquel se trouve une tache grasse. On dispose les luminaires à corqparer, de part et d'autre de l'écran, de façon que I'on ntaperçoive plus la tache; ce qui arrive quand elle est également éclairée sur ses deux faces. Alors on mesure les distances des deur sources à ltécran : les intensitës d,es d,euæ luminaires sont proporti.annelles auæ car1,és da ces d,istances. Le photomètre de Ruurono Be compose dtune tige placée devant un écran. On. dispose les lrrminaires de façon que les deux ombres projetées par la tige sur l'écran soient également obscures. Alors les intensités iles deuæ luminaires sant entre cllcs comme les camés d,e leurs d,istances àI'écran.

c

33O. Réflerion de la lumièrc. La réfleæion est le changement d,e ilirec-

-

tion que subissent les rayons lumineuæ polie.

ù la

rencontre d,'une surface

Lorsqu'un rayon lumineux AB rencontre une surface polie MN

(fi9.222), il est renvoyé suivant une autre direction BC. Fig,2'À2. anglg d'incidence; On appelle prAx D'rNclDENcE le plan - i, de r, angle réflexion. qui passe par le rayon incident Ats eb par la normale BP menée à la surface polie par le point d'incidence.

DI

FROPAGÀTION

RÉFLEXION DÈ LA LUMIÊRE

tgg

Ltericlp D'rNclDENcE est, I'angle i que fait le rayon incident avec la normaie I I'enclu nn nÉrr,pxron est I'angle r que fait le rayon réfléchi BC avec la normale BP. La réflexion s'opère d'après les lois suivantes . "e Lor. - Le r&Aon réltéchi reste dans Ie plan d,'incidenae. 2" Lor. - L'angle d,e réfleæion est é.gal à I'angle il'inciilence. 331. lfliroir plan. Quand on regarde dans un miroir plan (fig. 223), la lumière-partie d'unpoint lumineux A, réflèchie sur

Fig.

223.

-

Image Yue sur un miroir plan.

le miroir et arrivant à l'æil, semble venir d'un point A'symétriqne de A par rapport au miroir. On croit donc voir derci'ère le miroir les objets lumineux qui sont placés en avant. L'inrage donnée parun miroir plan est uirtuelle, d,roi'te, ë.gale ù, I' ols j e t, el s y mëtr i qu, e de cet obi et p ar r ap p o r t au p I an ilu mir o ir . Deux miroirs plans, convenablement inclinés, donnent plusieurs images d'un même objet. C'est le principe de I'appareil connu sous le nom de haléid'oscope. lt, Deuxmiroirs plans parallèles donnent,pour un même objet, une inlinité _---_--:-:-.î-d'images de plus en plus offi qt:e Ptlutcllnr éloignées, mais

demoins \\'

en moins lumineuses. 339. Miroirs sphériques.

sphé-

E Fig,224. va+ calotte rdque ri,que-Unmiror'r est une calotte - ÉIéments des miroirg. 'B' rpfiérique dont I'une des surfaces est polie. L'intérieur fournit an miroi,r concdne, Itextérieur donnerait un miroir comuene.

On appelle cENTREDE couRBURE du

miroir (fi9,.22q le centre

C ds

200 NorroNs sun LES scrnNcrs pHysIeuES ET NÀTURELLES la sphère dont le miroir fait partie, et cnnrnt DE FTGURE, soMMET

ou

du miroir, le point O de sa surface, qui est équidistant

des bords.

On appelle ÀxE pRrNcrpll la droite OC qui passe par le centre de courbure et par Je sommet du miroir, et e,xn sEcoNDAIRE toute autre droite AB qui passe par le centre de courbure.

Dans un miroir sphérique, la normale en un' point quelconque est le rayon de la sphère, c'est-à-dire la droite qui passe par le point considéré et par le centre de courbure. Les rayons lumineux parallèles à I'axe principal, tels que AI, viennent tous, après réflexion, passer par un même point F, appelé foyer principal du miroir. Ce foyer est situé sur 'l'axe principal, sensiblement au milieu du rayon OC. Tout rayon lumineux AB passant par Ie centre C est normal au miroir; il se ré{léchit sur lui-même.

Tous les rayons émanant d'un même point lumineux A viennent, après réflexion, concourir en un même point A'. Ce point A'est dit I'image du point A (Tig. 224). L'image d'un objet est I'ensembie des images de tous ses points. Une image est dite nÉsl-ru quand on peut la recevoir sur un éonan (fig.225); vIRTuELLE, dans le cas contraire.

Fig. 225.

-

Image réelle formée par un miroir concave.

333. Formation des images dans les miroirs. - Pour trouver I'image d'un point A dans un miroir concave {fig. 226)' il sufflt de mener par ce point deux rayons, I'un AM parallèle à I'axe

du miroir, . et I'autre AE passant par son centre C. Après réflexion, le premier passe par le foyer F et prend la direction MF; le second se réfléchit sur lui-même suivant EC. L'intersection de ses deux rayons réfléchis donne le point A', image du point A. 0n obtiendrait de même I'image de tous les autres points de I'objet.

PROPÀGA,TION

ET RÉFLEXION DE LÀ LUMIÈRE .

2OI

L'image d'une droite perpendiculaire à I'axe principal est une autre droite perpendiculaire à ce même axe.

i-\

/

;-c.

[ig. 226. - Image réelle formée par nn miroir concave. En appliquant cette règle à différents objets placés devant un miroir concave, on constate les résultats suivants:

lo Un objet situé s,Qt, delù. du

centre (fiS. 227) donnc unc image

réelle,

o

rerwersée,

pluspettte quel'ob-

jet,

située entre le foyer principal et Ie

centre,

F Fig. 227.

-

Image réelle formée par un miroir concave.

2o Un obiet situë entre le centre et Ie foyer prùncapal (frg.ZZ7) donne une image réelle, renaersée, plus grande que t,iUiet ei située au delù, du centre.

tt=--..,;----c,-=---=.

-----\

-

\ Fig. 228.

- lmages virtuolles des miroirs concayêi, 3o Un objet situë entre Ie sommet O et Ie foyer prineipal (fig. 228) donne une image airtuelle, d,roite, plus grande que l'objet et située en amière d,u mirotr.

M

NorIeNs suR LEs scIENcEs PHTsIouEs ET

NÀTURELLES

834. Formule des miroirs sphériques . - La distance focale f d'un miroir sphérique et les distances p, p' de ce miroir à un objet quelconque et à son image, vét'ifient la relation

:

lll -I--rr:-T'

p

cette formule permet de calculer I'une quelconque des quantitée

o, p' el f, lorsqu'on connalt les deux autres.

QuEsTroNNArnp. - suivant guelle directiou so propag€ la lumière ? - Qu'êst-cê 6uf, uno fi991e c9 qu'on ententl par ombre qu'un corps transparent? - Expliquez e1 pénombre. Queile eet la vitesso do propagation de la lumiè_re? - A quoi les pbotomètres de Rumford et do Bunsen, se;vent les pbotomètres? - Décrivez et dites commênt on s'en gert. Quelles sont los lois do le réflexion de la lumière ? - Qu appelle - t - on angle d'incidence et angle de réflexion? - Quelles images donnent les miroirs plans? Qrr'entend-on par les miroirs sphériques? - Quappelle-t-on centrc de -courbule, axe principal, axo segondaire, foyer principal' dans un miroir concave ? Quald dit-on qu'uno lmage est réelle? quand dit-on qu'elle estvirtuelle? -Expliquez comment on trouve I'image d'un point. - lrouvez I'image d'un obiet situg J l. au d.elà du centre du miroir; 2' entre le foyer et le miroir. Dites dans chaque cas si I'imags est réelle ou virtuelle. - Quel,le relati.on v o-t-ùl emtie tes il,istances itwn mi,roir tphériqwe à wn ob;iet qwel'conque et à som image?

Exrncrcns. - 1. Combien de temps mettrait, pour fairo le tour do le torrc, nn rayon lumrneux qui parcourt 300000 kilom, par seconde? 2, La tumière parcourt en 8 minutes {3 secondes la distance gui nous sépars du soleil. Trouver cette distance B. Quelle est la distance qui sépare un point lumineux de son image forméo dans un miroir Plan

?

4. Construire les dilférentes images tl'un même objet qui sout données par tleux miroirs inclinés formant un angle tle90', ou de 60", ou de {t0'.

CHAPITRE

II

RÉFRACTION DE T'A TUMIÈRE

I. Notions générales. 335. Réfraction d'Un rayon lumiueux. - La téfraction est le changement ile ilirection que subissent lcs rayons I'umineuæ en ps,ssqlnt obltquement d'un rnilieu dans un utûre. Quancl un rayon lumineux sI passc cl'un milieu transparent dans un autre plus dense, de I'air dans I'eau, Pâr exemple'

RÉrRÀcrIoN DE LÀ

LIIMIùRE

!03

(fig. 229), il est dévié de sa direction SSfr, se rapproche de la normale AB et prend une direction ISr. Le nayon réfracté, ISr resfe ilans Ie plan d'incidencel mais I'angle de réfraction n'est pas égal à I'angle dtincidence. Quand un rayon lumineur passe d'un milieu dans un autre, le rayon réfracté peut, suivant le cas, se rapprocher ou s'éloigner de la norurale. On rlit que le second milieu traversé par la lumière est plus réfrLngmt ou ntoi,ns réfringent que le premier, suivant que le rayon réfracté se rapproche ou s'éloigne de la normale.

r.'rg.

2jii.

Phénomène de réfraction.

Fig. 230.

Brisement apparent des objets vus par réfraction.

-

Par suite de la réfraction : {o Un objet qui plonge en partie dans I'eau paraît comme brisé (fig.230).2o Le fond d,un vase plein d'eau paraft comme relevé; ce qui permet d'apercevoir des objets qui seraient cachés'par les bords du vase, si celui-ci était vide.

336. Lape à faces parallèles. Quand un rayon lumineur traverse obliquement une lame à- faces parallèles, il éprouve, à I'entrée et à la sortie, deux déviations égales et de sens

contraires. Le rayon n'est donc pas dévié;

mais il subit un déplacement latéral, qui est

d'autant plus grand que la lame est plus épaisse.

i}f

ÂNi rr lT/x

-r,Vî\ IB

ly',z:';(r';:x 3S7. Réflerion totale. - Quand unla faisceau lumineux rencontre assez obliquement surface d'un milieu moins dens.e que celui dans lequel il se propage, il peut arriver qu'il se relléchisse en- Fig. 2Bt. -onrrr*u à réflexion totale. tièrement, c'est-à-dire qu'aucun rayon ne se réfracte M,rayonincident; dans le second milieu. Cette propriété est utilisée O, rayon réfléchi. dans les prismes ù, réfleæiort totale, pour changer la direction d'un faisccau lumlneur (flS, 23f).

20& NorloNs suR LEs sclnNcts PHrsIQUts Et NÀluRELLEs 888. llirago. - Un rayon tel que AO (fig. 232), traversant

couches

les

infériiures de I'atmosphère lorsqu'elles sont échaullées (ce qui

arrive surtout dans les déserts), passe à travers des milieur de den'

sités différentes; iI se réfracte. Il peut arriver qu'il subissela réflexion totale et remonté suivant oB. L'æil placé en B verra I'image de À en Àf , comme si I'objet A se réftéchissait iur une nappe d'eau. C'est le phénomène du mirage.

If. Lentilles sphériques. sphëriques sont des 339. Forme des lentilles. - Les tentiltns corps transparents (verre, cristal) terminés par des surfaces sphériques.

hw%Tmw Fig.

233.

-

Lentilles.

Lentilles convergentes : c, ménisque convergent I B, plan convexe ; A, biconvexo, ---- divetgeniôs, F, ménisque divergent; E, plan concaYe; D, biconcave'

on appelle lentilles

conuergentes celles qui sont plus épaisses et lentilles d,wergentcr celloe gui

au cenfre qgo sur les bords ,

RÉFRÀcrtoN DE LA

LUùrrÈRE

205

sont, au contraire, plus minces au centre que Bur Ieurs bords. Qrrand un faisceau de rayons parallèles traverse une lentille tonvergente, il se transforme en un faisceau de rayons convergents. En traversant une lentille divergente, un faisceau parallèle se transforme en un faisceau divergent.

340. ÉIéments des lentilles. On appelle aæe pri,ncipaZ d'une lentille, la droite qui passe par -les centres de courbure des deux faces sphériques. Si I'une des faces est plane, c'est laperpendiculaire menée à la face plane par le centre de la face sphérique. On nomme foyer principald'une lentitle conyergente (lïg.234),

le point F de I'axe où les rayons parallèles à I'axe viennent converger, après avoir traversé la lentille. Une lentille a deux foyers principauxo s;rmétriques ltun de I'autre par rapport à cette lentille. Dans toute lentille sphé-

rique, il existe un point

appelé centre optique, tel

que tout rayon lumineux qui traverse la lentille, en passant par ce point, sort

L/l

Fig.

231.

Convergence des rayons parallèles â, I'axe.

sans déviation. Si les deux faces de la lentille ont le même rayon de courbure

le centre optique C est situé sur

I'axe (fig. 235) à égale distance

T

des deux faces.

Tout rayon lumineux passant par le centre optique prend le nom d'aæe

secondaire.

341. Gonstruotion des imagos dans les leutilles convergentes.

o

/.)

Pour construire I'image d'un -point A (fig. ,23tt), on mène le rayon AL parallèle à I'axe prin-

I1

cipal; il passe par le foyer Fn après Fig. 235. - Centre optique. réfraction; puis on trace le rayon AO qui passe par le centre optique et ne se réfrac[e pas. L'intersection de æF, avec AO donne I'image At du point A. En répé. tant la même construction pour les différents points de I'objet AB, on obtiendra son image A'Bf .

En traversant une lentille, chaqge rayon lumineux subit deur r{fraetionsl rnais, dans les constructions géométriquesr on réduit Ie

206

NorroNS sun LÉs scIENcEs pgysreuns ET NATURELLSS

deux déviations à une seule, qui s'effectuerait dans le plan de la lentille I c'est-à-dire dans le plan mené par le centre optique, perpendicu-

lairement à I'are principal.

I"ig. 236.

Marche des rayons lumineux dans une lentille biconvexe. F,F1 , foyers principaux.

- principal; O, centrê optique; DC, axo

Dans les lentilles convergentes : 7o Tout objet placé au d,elù, d,'un foger image réelle, renuersëe (fig. 236 ).

principat donne

une

Ltimage AtBt est

plus petite ou plus grande que AB,suiYant llue la distance OD est supé-

rieure ou infé-

rr-t'-- Formation de I'image virtuelle dans les lentilles conYergentes.

Fig. 237.

rieure à FF' -Zf. 2oToutobjetplacé entrc les foyers

principauæ

FFf

(Iig.237) d,onneume

image tirtuelle, droite et plus gra,nde que l'objet Cette pro. priété est utilisée dans la loupe. Les lentùlles il,iaergenfes donnent toujours des images orrtuelle.s, droites et diminuëes (fig. 238).

Fig. 238.

-

Construction de I'image d'uno lentille divergente.

S&2. Formuleg deg lentillss.

-

Sl

I'on désigne par

f

la distancc

RÉFRAcTIoN DE LÀ

LUMIÈRE

W

focale d'une lentille et par p, p' les distances de cette lentille à un objet quelconque et à son image, on a :

lentille convergente,

1o

Pour une

2o

Pour une lentille divergente

,

'l

i *#:î. + - +:+.

lII. Prisme. 343. Définition. - En optique, on appelle prisme ({ig. Z3g)un milieu transparent terminé par deux faces planes qui se coupent; I'intersection des faces est l'arête du prisme I la surface opposée à I'arête se nomme la base. On appelle section prtncipale du prisme toute section plane perpendiculaire à I'arête I c'est ce qu'on appelle en géométrie une section droite. 344. Propriétés du prisme. Tout faisceau lumineux qui traverse un prisme . est dévié* de- sa direction pridritive ; de plus, s'il provient du soleil, par exemple , il est coloré à sa sortie du prisnre. On obtient donc une déaiation et une ilëcomytosition de la lumière blanche. 345. Déviation du rayon incident. un rayon inciclent - Soi[ SI (ng. 240,) qui tombe sur la f'ace CA. Il se réfracte en I, se

Fig.

23$.

-

Prisme.

Fig. 240. -- Réfraction à travers un prisme

rapploche r.le la nornrale NF on pénétrant dans le prisme, et prcnrl la direction lli. A sa sortie dans I'air, en E, il s'écarte de la rrcrrrrrale N'F, et prencl la clirection IIB. L'angle KOB estlru,ngle de dériu ti.ort.. Lr rayou esl l.or"r,iOurs clévié vers la base du prisme.

LEs scIsNcES PHYSIQUES ET NÀTURELLES

208 NorIoNs suR

346. Décomposition de la lumière blanche. - si I'on fait tomber un faisceau de lumière solaire sur un prisme (lig. 24{ ) ' et que I'on reçoivecefaisceau réfractë sur un écran, on obtient on, ..rra.ssion de sept couleurs dans I'ordre suivant ' aiolet, l\1

iniligo, bleu, aert, jaune, orangë, rouge; le violet étant la couleur"la plus'déviée. C'est le phénomène de la uspnnstox ou de la d,ëcomytosition il,e Ia lumière' . L'ensehble "de ces couleurs forme le speûre solaire. Cette expérience montre que la lumière blanche .ntest pas simple, mais qu'elle se compose de sept couleurs, appelées couleurs élé-

mentaires. Les diYerses lumières colo-

rées se séparent

en

traversant le prisme, parce qu'elles subis-

sent des réfractions inégales.

L'arc-m-ci'el

est un

phénomène lumineux Frg. 242.

-

Arc - en- ciel.

qui présente les couleurs

sept so-

du spectre

Iaire; il est produit parla réfleæiontotale et la réfraction .des rayons solaires dans les gouites de pluie (frg,2AZ). Pour apercevoir I'arc-enciel, iI faut tournér le dos au soleil et avoir en t'ace de soi des nuages à pluie.

Ë:i,l,:, il"'ï iT

ppsr," 0,,,, TI querqueroi , 9-o-, r tlu soleil; ils proviennent de ra .técomposition ae tà m'miàres sotaire ".,,1 liar les prismes de glace des cirrus. Les couronnes sont des cercles plus pâles que les haros : ils se pmduisent au passage d'un iéger-devanî re soreil oo r, r"o". 'uage

R:composition de la lumière blanche. _ On peut faire ta *337: de Ia synttlese lumière blanche à I'aide des couleurs éldmô'taires.

Fig.

243.

Disque de Newton.

Fig. W*

-

Synthèse de la lumière blaneho à I'aide d'une lentille.

{o On dispose les sep't couleurs par ordre, suivant les secteurs d'un cercle, d,i,squede Newton (fig. 243). On imprime à ce cercle un rapide

mouvement de rotationl l'æil ne perçoit alors qu'une couleur blanche; 2o On fait tomber le spectre solaire sur une lentille convergente (frg,2M)1 onconstate alors que I'image formée sur un écran E, par la réunion des couleurs, est une image blanche. se comporte un rayon lumineur qui passe obliquèQUESîroNNArRE. - Comment qwun prisme à réfleæiom totale? Eægtl,iment de I'air dans I'eau? - Qdest-ce quez brùètsement La phémomène iùu, mùrage. lentilles sphériques? différentes formes des Qu'appell.e-t-on - Quelles sont les lentilles convergeutes et des lentilles divergentes? Pourquoi leur donne-t-oi ces dénominations ? défi- Quels sont les éléments des lentilles, et donnez-en laComnition. Qu'est-ce que le centre optique? De quelle propriété jouit-il ? ment construit-on I'imago d'un point donné par une Ientille emvergente? Déduisez-en I'image d'un objet situé : 1. au delà de I'un des centres de couroure; 2" entre un foyer et la lentille. Construisez la marche d'un rayon Quelles soDt les propriétés du prisme? qui traverse un prisme. Nommez par ordre -les couleursdu spectre.-. Commemt peut-on recorùsti,tueî lo Lwmière bl,o,mche a,w rnoyen des cowleurs il,w spectre?

Exnncrcns. rapport sont les surfaces de I'objet et de son image, - l. Dans&uquel quand leurs distances centro optique de la lc*rtille sont respectivement de 4'80 et 0'90? 2. Sous quel angle est rencontrée la geconde face d'un prisme par le rayon lumineux qui est tombé normaloment sur la première face, quand I'angle au sommet du prisme est 45. 60. ? - 50. 3. Dérnontrer que I'angle au -sommet d'un prisme égale la somme de deur angles de réfraction intérieure d'un rayon lumineur quelconque qui traverse le prisme. 4. L'angle au sommet d'un prisme est de 60., un des angles do réfraction int6rleure égalo 30'. Prouver que les anglos d'incidenco ot d'émergonce sout ég&ux.

I

g{0 NorIoNs $uR LEs

scIENcEs PHTsIQUEs ET NATURELLrS

CHAPITRE

III

PRINCIPÀUX INSTRUMENTS D'oPTIoIIE

Si' claus une chambre comPlè3/+8. Chambre noiro (fig' 2/+5)' ptatlque une Petite ouverture on noire) (chambre ternent obscnre '

n'egt

Fig.

246.

-

Loupe.

autrechosequ'unerentiileconyerg€nte;onpracel'objetàobser*ï .-o" foyer piincipal;- on obtient ainsi une et plus grande que I'obiet' aroite #Ë;iifiette

ver entre la lentille

pRlNqrpaux rNsrRUMENrs

I'oprteut

2'l,l

on emploie la loupe sous le nom de comltte-firs pour étudier la texture et la nature des ûissus; elle sert au naturaliJte pour examiner les êtres (animaux, plantes, etc.) de petites dimensions"

35O. Microscope. - Le mi(fig. 247) est un appe-

croscope

reil formé de deux lentilles con, I'oculaire et l'objectif; ces lentilles sont disposées de vergentes

manière à produire des grossissements considérables. Le microscope est muni d'une lentille convergente ,L destinée à éclairer les objets que I'on place

sur ia pla,tine P, et d'un réflecteur M pour éclairer ces objets par-dessous, quand on veut les observer par transparence. Le microscope a permis de découvrir et d'étudier tout un monde d'êtres dits microscopiques, dont

on ne soupçonnait pas même I'existence avant I'invention de ce merveilleur instmment. Il permet de reconnaitre un grand nombre de falsifications dans les denrées alimentaires, les préparations pharmaceutiques, etc. ; il signale souvent I'existence de nombreur microbes, qui sont parfois les germes de maladies contagieuses.

Fig, 247. - Microscope. corps de i'appareil; O, oeulaire; O', objectif ; V, vis de réglage;

B,

de projection.- P, polte-objetl L, loupel M, miroir. projecti.on, (fig. %8 ) pour but d'agrandir les images et projeter. de les sur un écran, afin ! de les rendre visibles à un grand nombre de spectateurs. On prend sourænt pour source lumineuse la lumière Drummond, par I'incandescence d'un bâton de chaux F sous I'action fournie du chalumeau à gaz oryhydrique H. un miroir M réfléchit les rayons lumineur et 'les renvoie sur la lentille convergente c, qui les ôon-

351. Appareil

I.ioppureil,

d,e

centre et éclaire fortement I'objet aB. L'objectif

o

donne alors une

image ArBf que I'on reçoit sur un écran. La la,ntæne m.a,gi.que (fig. 249) repose sur le méme principe que -l'appareil de projection. Les images sont d'autant plus vi ves, que I'agrandissement est plus faible; leur éclat varie en raison inverse du carré de leur distance à I'objectir"

352,

EfiicroÉcopo solairo.

- L€

microscope sclatre est analoguc

212 NorIoNs suR LEs scIENcEs PHYSIQUES Er NATURELLES à I'appareil de projectionl il tt'en diffère que par I'objectif, qui est plus puissant, et par le foyer lumineur, qui est constitué par un

iaisceàu de lumièré solaire réfléchi par

un miroir plan et concentré

par une lentille.

3l-r3. Télescope. - Le télescope (fig' 250) est un instrument qui fournit une image très agrandie des astres; il est formé d'un grand

O, objectif;

A, objet; L,

foyer lumineux;

I,

image; M, réflecteur.

tube au fond duquel se trouve un mrroir concave; près du foyer

de

ce miroir se produit I'image de I'astre, qu'on observe au moyen d'une loupe ou oculaire grossissant.

354. Lunette astronomique. - La lunette astronontique (fig, 257) comprend, comme le microscope, un obiecti'f et un oculai,re, attec cette rlifférence que I'objectif est à long foyer et I'oculaire à courte

PRINCIPÀUX

INSTRUMENTS D'OPTIQUE 213 distance focalel cette lunette fourrut une rmage renversée, ce qui est indifférent pour l,observation des astres. La lunette tercestre ott l,ongue_uue est anaiogue à la lunette astro_ nornique; un aéhi'cttle placé â r'i.,térier,r tJbe ;*t;; syst?:nte red,csseur, frr.né de plusieurs rertilles, qui.d' donnent','"àlÀïgu clroite.

Fig.

2b0.

Téleseope de F.oucault.

O, ouverture du télescope; OC, tube du télescope, err bois ou en ùgiu; iw, pla.i au

miroir; L, oculaire,

Fig.2Æi.

Lunetle astronomiquo, L, oculaire; L', ohjcctif BL, porte-objectif; EI', porte-ocuiaire.

;

La lunette de Garitèe ou rnrgnette est une l*neite terrestre â oculaire divergentl e[e fournit uté irnag" droite r""u u*proi=,. de système

redresseur. Les junteues sont foirnée" parallèles.

à; il;; t;;;;;:;.

Garlée

355. Chambre noire photoEr-aphique. _ Lorsqu.on place une lentille convergente à l'ouverture aô ta ïharnbre noiil ing.' 252) , on obtient sur la paroi une irnage t"J" qoi ,opposée sont à une certaine d.iiiance ""iiË"d*oon;*t, de ra ]enùl*. L* ii;-;grîeù'" })erntet de.fiæer,.et de |i,mage ai*-si obtenue crans ra chantbre -reprod'ui*e noire' Elle est fondée r:" 1.1 propiiete que possèdent res sers cl,argent de se décornposer $ons I'action ae ia tuiÀiere.

2'tà NorIoNs sun

LEs ScIENcES PHTSIQUES Eî NÀTURBLLES

856. Opérations photographiques. - La photographie comprend deux sériôs d'opérations distinctes : la psrëparation d,'um clithé sur aerre elle tirage des épreuues sur papier. I. PnÉp,lnlrloN Drt clrcuÉ. - to Plaque semsible. La plaque destiilée à recevoir I'impression de la lumière est une plaque de verre

Fig.

252.

-

Chambre noirs.

recouverte d'une mince couche de gélatine imprêgnée de bromure d;a"gent. C'est ce que l'on appelle unà plaque sensibilisée au gélatino' sensibles se trouventdans le commerce' brorirure d'argent.-Ces plaquèi -conservées qu'à I'abri de I'humidité et surtout Blles ne peuient être à I'abri de la lumièrc.

t.

de photographe. 'ig. 253. - Chambre noire chambre noire à tiroif ; o, tube de I'objectif aYee son pignon denté r; c, obturateur; B" boito o|lverte glissant dans Ia chambre B; E, chàssis mobile portant un verre dépoli pour la rnise au point. 2. Châssis S avec sa planchette R à charnière, destiné à resevoir la plaque sensible.

2, Eæpostti.on d,e la plaque ù,1'tm,pressi,on lumineuse. - Pour soumettre tà plaque à I'influence lumineuse, on se sert de la chambre noirede Tthotàgra,phe (Iig. 253); on sommence par nxettre ût point' c'est-à-dire que tbn règle I'appareil dc manière qu,e I'image se formc

PRINCIPÀUX INSÎRUMANTS

D,OPTIQUE

2I5

nette et claire sur Ia paroi opposéo à l'objectif; puis on remplace cette paroi par Ia plaque nlenale.e,-;,t placée â.r* o' châssis qui la garantit de I'action de la-rumiè"à. r,'oq."iii eir"i ft."Tg pu" un Jùo""r"o", oo soulève l'écran E pour mettre la plaque à découvert du côté de Ia -ôt" chambre noire. on l'obturateur p*a="* un instant, puis on rabaisse l'écran, et on po"t" ru noir, pour procéder au développement de I'image.

;ù;;i.;""r-iîi"nin",

Dër:lo?perye.?t

et fiæati,on de fimage._.On_immerge Ia ptaque ,-3: un bai,nréaéIateur, dans qai est souvent une dissolrrtion de sulfate de

Flg. ErU,. ?54. avt.

-

ne$anf.

Lucne négatif. CJiché

Fig. 255.

-

Épreuve positive.

fer ou.d'ocid,e pyrogaltique. Lesparties craires.du dessin o,p?taroi,ssent noir, et les ombres en crairl ôn fixe arors r rmage en enlevant le ser qui p_as été attaqué par la lumière,;;;.;y;; $'argg.Tt lla uîà ai..orution d'hvposulfite de soude. on oltient ainsi un'crt iïàîi"tîîing.25q. II. Tlnlar nns ÉpnruvEs posrrrvEs. _ On applique Ie cliché sur une feuille de papier, rendue sensibre à ra lumièrË *"r""-au chloru_r-e d'argent, puis on I'expose à ta tumière "ri d, j;;r.i;;;;. noircit en

plus ou moins énergiquement suivant que ra rumière traverse les régions plus ou moins claires du criché,- et lorr obtieui ainsi, sur Ie

ET NÀTURELLES 2'1,6 NorIoNs suR LEs scIENcEs PHYsIQUES 255)' c'estpapier, après un certain temps, une .i'mage,p^il!'"-!1I' correspondent à ceux imbres les et àoirt Oo"i-l.r image â-dire une I'excès de sel d'argent par du modèle. Il sufflt d" t" n*"", en enlevant

un lavage â I'hYPosulfite de soude' SST.Photomicrographie.-Parmilesnombreusesapplicationsde a-Pourbut

f"ilt"tts""phre, it fa"u-i^rappelerla

Tth.otomtcrogra'phie'

{ui

rnicrosd"* ng"tu1, àessins' "t"': avec des dimensions en est besoin' eopiques, puis d'agiandir ces reproductions lorsqu'il pages in-folio sur I'une

Aî;;;tr;i""

C'est ainsi qu'on a fri.oJ""ter trois cents pesant à peu près un le tout des faces d,une pelfi""i" aî"àilodion, demi-gramme. princornl'ose la loupte? - Queltes sont les QuEsrIoNNArnp. -.De git'or -sê pràmcipaun insftwmemts les sont duets *,nlsâop'l cipot'es pièces d,u il:ogtti.que

q*i ,oppro.iit*i-iti' oul'tti - nt"tuet

l"appareil' ùe proiection et

c{pli[uez la formation d'es images' pl'oque semsibl-e? Qvt"êst-ca Dons la photographie'," qw'eriptoie-t-:9* .colnme te d,éoôl,oppcrnent d,e l;irnage? que ta rnisd aw pol*ia- -'Comînent obtiemt-ott posètiocu' Eæ1ttî'quez cofiLrnent on obtintt ilet éprauoas Corwment --'$il la fr,re't-on? ,tt ic bvt d,a b- photomiwogrqft;iel

C

HTVTIE *Oe-_.

NOTIONS PRE I,Il\{INA IRES I. DéIinitions. - l.

Objet de la chimie.

-

za currurs est

les pnopnrÉrÉs penrrcur.rÈnes d,es corps

difi,ent ces pt'oprdëtés d,'une manièie

ctn.e sci,ence

et

qui étudi,e quimo-

les pnÉNouunis cllwable.

Claqu9 o{lrps est, _cryactérisé par un ensemble de propriéiés particulièrcs clui le distinguent clè tout autre.

, Il

s'ensuit quc lesphénomènes chtm,iqueschangent la nature

des corps,_ puisqu'ils font subir à leurs propriétés"des moclilica-

tions durables (Physique, J). 9. Divisions de la chimie.

- on peut diviser la chirnie en chimie mixÉnarp et chimie oRcÀNrQUE. La première étuclie les uÉrellolnrs et les lrÉreux. La chr,mi'e organiquc fut d'abord la chimie des corps produits pan Ies eltres vivants et d-ont Ia formation en dehors de la ui"'otnit c,rr:ii_ ces corps formaienr une classe à parr que l,*,::: o. ne :::ï:impossible; saurait jamais_reproduire par res procédés chimiques:

r

nom de chimie organique, c'est-à-trire chimie d.*

cre

rà le

les organismes vivants. ";;;;i.oauir. pu. Mais, depuis un demi-siècle,. on a réussi à reproduire ratoires une foule de co.ps qui nous sont fournis p;;1.; dans les laboâî.Ju uiuurrt. ; et le mot de chimie orgànique est devenu un terme impropre. On l,a eepcndant conservé, mais en lui attribuant un sens précis :

La csllnx oRG^NreuE étudie les composés du carbone.

ce n'est donc à vrai .ire qu'un chapitre de la chimie minérale, mais tellement développé qu,il ,u"pr.rà à lui seul, ài à" l"u""oop, l'ensemble des autres ôùapiires.

3. Corps simples. sIMpLEs' ceuæ clont ttance ou ÉrÉnrnnr"

- Corps composés. _ On appelle coRps on n'u pu eætraiie jwsqu'ici qu,r+lie se.ule s*b-

2T8 NoTIONS

SUR LES SCIENCES PHYSIQUES ET NÀTURELLES

quater.Les conpg couposÉs sOnt d.its bt'naires, ternaires ott quatre éléou trois deux, q"U* contiennent suivant naires, ments distincts. 4. Analyse. - Synthèse. - !' ry a'ppelle ÀNALYSE une opé' ,otioi qut" a, ï)ouf Uut aetrouuer ies ëléments illun corpslecomposë' nombre Elle est dite Oue.rir,r,rrvr, si elle se borne à chercher si elle détermine ut f"-nui"te des éléments; elle est euAlrrlrÀrlvn, i" f.ôpottion relative ,le pour cent des éléments' --Àirài, décompo.ur't'.u,, en oxygène et en hydrogène, c'est quali,tatiue; conitater q19 9 gr' d'eau sont I'analyie faire en et de 8 gr' d'oxygène' c'est en dtirydrogène ior-Jt de { gi. quantitatùte' se I'anaIY fairo -, c'est' zi On a[petle sv.rrnÈss I'opération inaerse ile l"analyse ôt composé un reconstituer d,e but poi, aÂ*e t,ipbratioi'qii à loai,de d,e ses él.ements.

I'oxygène' Ainsi lorsqu'on fait brùler le gaz hydrogène dans recueilet on obtient Oe ta oapeur d'eau que"l'on feut éondenser de I'eau' synthèse la fait donc lir : on a ., 5. Diverses propriétés des corps' - Les propriétés des corps diverses catégories' On appelle: *. "- fuitug.nt en la ["" Oii"noleptiques, celles"tlui affectent nos sens' comme saveur I I'odeur, la couleur, --2" fiyti,ques, tàU** qui ôoncernent la clensité, la solubilité'

la fusibilité, etr'. de Jo Chimiqrzes, telles qui se manifestent _p.tt la production prrgno-"n.s crrimiques :-combinaisons ou décompositions ; '"iï"îiitlotogiquàs,celles qui exercent quelque action sur I'orguni.**i p.opriêtés toxiques, antiseptiques ' etc' (Jn uÉu,Non est la réunian If,élange. - Combinaison. 1. |o 6.-aiii leurs prapriétés consensent qui cor?ts oà ltlusieurs aesont arbï particulières, et d,ont Iàs proportions relatùses trat'res.

Parexemple,sil'onmêledelalimailledeferetdelaf}eur ,o propottion quelconque' on obtient u1e poudre

de soufre

màir.au microscope on distingue très À;uppu*.n"e nri*oËeo., -d-e simple

touftt de. ceux de fer; c'est un bien les grains un aimant au sein de la masse, p.o**nant *éiunj"" în pt.tt *îputer cômplètement le fer d'avec le soufre'

on

2o(Jtl,ccoMBINAIsoNestuncorpscomposë,ilontlespropriëtë's iles comltosants, et d,ans lz.quel les éIéments io'nt orrotiés en proptortion d'étenninée' par exemprr,ii-ttn-chauffe du soufre avec de la limaille de

ditrèr;;; a" iati,

PRÉLIUINAIREg :Itg proportion convenable, on obtient un composé_ dont les propriéted ne rappeilent en rien celles des éléments qui lui ont donné naissanôe : c,est un corps nàuoeau, le sulfure de cuivre. Il.est.impossible, même avee lËs *irror"op., les plus puissants, dty distinguer lb soufre du cuivre. on appelle aussi combina{son, la réaction qui uùpc*e entre -. I NOfIONE

cuiv.re.' mélangés en

divers éléments, au moment où ils se combinent. i' combinaisons- sndotherniques ot, orothermiques.

- on dig-

tingue deux sortes de combinaisois, q";uil.r'iËl.L.,oent avec d.égagemenf ou avec absorptàon de âhaleur. Les combinaisons ExorHERMIeuEs sont celles gui s,opèrent avec (guauement de chareur et quelquefois de tumièr". tlli", *I.t res combinaisons de. I'hydrogènu avic lbxygène ou avec le chlore.

."i"*t

Les com'rnarsons END'THERTT{IQ'ES sont ceiles qui s'opèrent avec absorption de chaleur. Telre est rà combinairo" à"'r ioJJiiec l,azote. Les corps ainsi obtenus se.décomposent gélérarement de chaleurl c'estpourguoi on reur donnb re nom de "oe"âJg"g"m"rrt conps ExplosrFs.

8. Lois der conbinaisons.

Tou'"cr lss combinaisons

mises à quatre loir générares -, très importantes, que sont sounou!, a'ons étudier successivement. A. d,'un composé est égar ù ra sontme - Loi iles poids. - Le_poids d,es poids d,es composa,næ. (ùvoi.sier.) Eremple : fQ Sr. d'orygène r" .o*Lin"nt avec 2 gr. d,hydrogène pour former {8 gr. d'eau.-

B'

des proportions

définies,-

po*-,Loi fur-composents trytd"y Exemple : Le soufre et tre de 32 du premier pour

n;fiion

f' si Ïun

fer F6

Do,nstoutcor?ts cornposë,r,es

un rapport inuariabie'. iilroust.l

r" .o^iin.t i i;"j;;;;

du second, c'est-e-â'i""

à"ou r" prorapport

a;i

" des corps en présence se trouve en ercès, cet ercès

n'entre pas en combinaison. C:

Eent

dos proportions multiplct. -en tg] d'iuerses proporti,ons,pouï

æs d'iuers poid's d'e

ïum qui ie

_ùorsqued,euæ corps s,unis-.

former a"r'

"iie^ai-;if;r;;;r, un nxême

oflec

TtoLd.s d,e "o*binent l'a'utre.sont toujoursentre euæ danx das rapports si,mTtres, (Darton.) o-arties de chrore,.en poiris, se coïbinuni rei."e*ent .^ainsi,7{ avec 64, {,- {12 parties d'oxyfiène,-poo" f""*uo f ôo-posés 1.6, 18, dis_ tincts

I ce qui donne les rapporiJsimplàs

16 {

d6_r

æ-:E' &:T, fiolécule.

atome.

:

{fi .{

16 EI*F, ù:i.

1

D'apres
- Daiton, sur les lois de- Prou.st_-et_deon admet d; il matière n'e_st pas divisible à I'infini, mais qu?olie ,r *dpor.--d,e molé-

cttlcs et dts,tome*.

LEs scIENcEs PHYSIQUES Er NÀTUREL o On appetle n'tolÉculn d,'un corps simple ou -cornposé.t 16 f d,e ce corlts qui ltuæse eætster ù_l'é-tat libre. ptus petite-farticule -molécule d'eau est la plus petite particule isolée qui iinrf, une

220 NorIoNs sun

possèâe encore les propriétés de I'eau; une molécule d'oxygè.ne àst la plus petite paitiCule isolée qui possède encore les propriétés de I'oxygène, etc. Chaque" i'olécule cl'un composé est fornrée par tles atomes de scs clivers élénr:nts. Ainsi, utre molécule d'eau cOnf ienL des atomes d'oxygène et d'hydrogèue. ôn appe[ô irnrurÉ, la-forcé qui unit entre elles les molécules de plusiôurs corps simples, pour former la molécule d'un corpg composé.

Zi An appelteÀroME d'un corps simple,Ia Ttlus petite particule ile cè corpi qui pui'sse entrer en combinaison' 0n admett que chaque molécule d'hydrogène contient deux atomes d'hydrôgène; que chaque molécule de lhosphore contient quutt* atoires ie phoiphore; que chaque Ïrolécule de vapeur de ùercore n'en contient qu'un I qu'une molécule de gaz chlorytlrique contient un atomè de chl,ore et un atome d'hydrogène; qurune molécule d'eau contient deux atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène.

Ordinairèùent ces atomes n'existent pas isolés à l'état libre; mais, dans les réactions chimiques, ils peuvent se-séparer les ons âer autres pour entrer individuellement en combinaison. Lois des volumes ou lois de Gay-Lussac. - lo Les aolumes D.

-

d,e d,euæ sa,z qux se

eontbinent, éualuëi

d,ams 1es mê,rnes

conditions

et d'e pression, sont touiours 3m rapport {mpia q,uec les uolumes Z, Là aolu.me du, coînposé est en rapports sim'ples

ài t,i*pAiatuie

corngsosants. d,es - -f*uÀpf"

:

I

vol. d'hydrogène

et

I

vol. de chlore donnent 2 vol.

de

gaz chlorhydrique.

" { vol. ct'àxygène et 2 vol' d'hydrogène donnent 2 vol' de vapeur d'eau. -

ï r"f. d'azote et B vol. d'hydrogène donnent 2 vol. d'amrnoniaque. Rnmrr.nQurs. - {o Lorsque deux gaz se combinent à volumes égaux' il n'y a généralernent pas de contraction. À,i coîtrai"", qoao,i deux

gaz se sombinent à volumes inégaux,

y a toujours contraction. Cette contraction est de It composants sont dans ie rappont

â,

"o

U"

si les

il

volumes

â

si le rapport est

-

Des uolumes égauæ de

f

'

?o Ces lois ont suggéré l'h.ypothèse suivante, qui sert de base à la détermination des poidstttoléculab'es.

9.

Sypothèse d'Avogaitro st d'Àmpère'

NOTIONS

PRÉLIMINÀIRES

22I

d,ifférents gû, ou adt)eurs, pràs da,ns l,es m,êmes conditions de tempéro,ture et de pressiom, conti,ennemt um tnême nombre de molécules. En d'autres termes : Les rnol,écules de tous les gaz occupent le mêtw oolunte. {0. Poids moléculaires. On appelle porns nnolÉcula.mns des corps, les Ttoid,s relatifs de leurs molccules, c'est-à-dire cles nombres proportionnels au poids de ces molécules. Les poid,s moléculaires de d,eu,æ corps sont proportionnels awæ

-

d,ensités d,e l,ewrs n&peurs. En effet, puisqu'un litre du premier gaz et un litre du second contiennent le même nombre de molé-

cules (9), si le premier litre pèse 2,3,4 fois plus que le second, il s'ensuit que chaque molécule du premier corps pèse 2, 3 ,, 4 fois plus que chaque molécule du second. Si I'on désigne par P,Pf les poids moléculaires de deux corps et par D,DI les densités de leurs vapeurs, on a donc, dtune manière générale,

PD P7: T7 .

({)

D'après cela, il suffrt de connaître le poids moléculaire d'un seul corps gazeux, pour pouvoir en déduire le poids moléculaire de tout autre corps dont la densité de vapeur est connue. On convient d'attribuer à I'hyilrogène un poids moléculaire égal à 2.

Si I'on désigne par Dr la densité de l'hydrogène (par rapport !'air), la formule (1) devient, car nous admettons P,:2:

({)

Ë:#,

d'ori

P:2.+

à

(2)

n Or le quotient frr- est la densité de la vapeur considérée, par rapport à I'hydrogêne. Bn désignant cette densité relative par d, on aura P

-2d

(3)

Donc, le poids molécw'lnire iL'un corps quelconclue est égal au d,ouble de sa d,ensité d,e aalteur rapportée ù, I'hyd,rogène. Si I'on rapporte la densité à I'air, qui est L4r4 fois plus lourd que I'hydrogène, on obtient une densité D qui esl 1.4,4 fois plus

petite que

d. Ainsi d,:l\A D. Et la formule (3) P :2X/1.4,4 D - 28,8 D.

devient

l.l, Quand une substance ne peut pas être obtenue à l'état de vapeur,- on détermine son poids moléculaire par des méthodes fondées sur le point de congélation ou d'ébullition des dissolutions de cette substance.

19. Poirls atomiques . On appelle porDs ÀroMrQUEs des corps - d,e simples, les poid,s relati,fs leurs atomes. Le poids atomique d'un corps simple est égal au plus petit 8',

mg

NorroNs suR LEs scIENcEs PBtslQuEs

Et

NÀluRELLEs

poiils relatif de ce eorps qui entre dans sæ dioerses combi' naisons.

Pour trouver le poids atomique du chlore, par exemple, on

{u chlore, et le poids relatif de chlore contenu dans chacun d'eur, on

détermine les poidÉ rnoléculaires de tous les composés

trouve, par eremple : Trichlorure de PhosPhoro' 137'5 Bichlorure de mercure, nl 58,5' etc' Gbloruro do eodiurn,

Les poids de celore contenus dans ces composés sont respectivement : {06,5; 5l ; 35'5' Aucune combinaison du chlore ne renferme un poids reiatif de chlore inférieur à 35,5. Donc, le poids atomique du chlore est 35.5.

{.3. - On peut calculer le poitls atomique d'un corps au moyen empiiique suivante, dite LOI DEs cHALEUnS spÉcInrquns : Le de la loi prod,uit pc d,u poids atomique d'or,m corps p6r sû chalanr spécifique, est sensi'blertwrtt égal ù 6,t1. On a donc

pc:6,&1 d'où:

P: +

corps solides qui affectent des 14. Gristallisation. - Les formes géométriques sont dits cnlsurl.tsÉs; ceux qui ne presentent pas de foime régulière sont dits ÀMoRPITES' Il existe divers modes de production des cristaur : {o par voie

sèche {

i:i liiTâ;*,on.

dissolutionit*iil' !o par voie hurnide.{ Par Les formes cristallines se ràmènent à 6 types fondamentaux: le cuer, le rntsur DRoIT Â BÀsE cannÉn , le rnlsuE DRoIT A BÀsE REcrÀNcLE,

le pntsltr:

REcTANGLE,

et le IRISME oBLIeuE a

DRoIT IrExAcoNÀL,

le enrsuu oBLIeuE a

BÀsE

BÀsE pene.r,r.Ér.ocRAMMn.

On appelle substanoe DrMoRprrE, toute substance qui cristallise en deur systèmes différents, comme le soufre; et substances rsoMonpnEs, les diverses substances qui cristallisent dans un même système, les aluns, par exemple. QusstroNNuRE. - Qu'egt-ce que la chimie? - Qu'est-ce qui caractérise la phénomène chimique?-Quelles nature chimigue d'un corps? - Qu'appelle-t-on sont les divisions de la chimie? Qu est-co gu'un corps simple? - Déflnisscz I'anelyse et la rynthàsc cbimiquos. Qu'est-co qu'une combinaisoa? - Queile difrérence y a-t-il onhe une combinaison et un mélange ? - Comtnwt itriaise't-aû lae combimaàcalnî dtpoint d,a vua des ëchdmges ila chalcwr? - Emomcez Ia I'oi b loi il,ct das poids êt c{î6î trm o*cmr:b , * la lo{ ilc,t proportton* itréftmlet ,

-

NOTIoNS

PRÉLTMINÀIRtr$

223

_ motécule ? - Qu'est-ce gu'une Émoræez - un atome ? Énonccs d'e Gay-Lussac. I'hypothèsa il,'aaogailro. Qu'appelle-t-on poitls moléculairo d'un corps? quoi poids molé- A ? est égal le que culaire d'un corps par rapport à sa densité de vapeur le potdt Qu'est-ce atomique d'un corps? le détermine-t-on? Enoncez r,a Iài d,es-cha- comment l.eu'rs sytécifi,ques. cowlrnent pewt-elle seroir d, d,étermi,ner Les noi,its atorniqwes? sorps cristallisé? amorphe? substance - Qu'appelle-t-on - corps - modes dimorphe? stlbstances isomorphes? sônt les divers de eueb - cristaux? * Énumérez les -divers formation des gystèmes cristallins. proportiùfts mwltwos, I'es lois il,es aolwmes,

II. Nomenclature chlmique et notation atomique. {5. Nomenclature et uotation. za xoupnclÀruRp chimique cst l'ensemble des règles ad,optées -pour %otnmer les corps. .La noreuox est l'ensemble iles r:ègles adoptée.s pour tàs reprësey.ter, à I'aide de symboles qui abrègent le langag-e et simplilient

l'écriture. La notation actuelle est dite atomic|ue, parce que le symbole de. chaque corps simple représente en mêrnô temps le poiàs ato-

mique de ce corps. Les _premiers principes de la nomenclature, parlée ou écrite, ont été publiés par Guyton de Morveau et Lavoisier en {TgT. CORP

{6.

Nomenclature

S SIMPTES

et notation des corps simples.

Les

corps simples portent des noms particuliers qui ne sont -soumis à aucune règle. Le svlrsor,n de chaque oorps sirnple est constitué par ra lettre initiale de son nom (actuel ou ancien), suivie au b-esoin d'une seconde lettre empruntée au même mot, dans le cas où plusieurs noms commencent par la même lettre. Ex. : Oæygène, O; hyd,rogène, fr; Ttotassium (kalium), K;

sod,ium {natron), Nai carbone, C; calcium, Cal chrorne'r' C,ti arg ent, Ag ; antimoiæe (stibium), Sb ; nxercure (hydrargiron), Hg ; étain (stannum), Sn; etc. Chaque symbole représente en même temps un atome et le Ttoids atomique de I'élément.

{7. Classement des corps simples. ... Les corps simples

se

divisent dtabord en deux grandes catégories : les uÉrenoTnps et les nnÉreux; puis chacune de ces catégories se subdivise en diverses classes, d'après la v.*,r,u,Ncn des aiomes (20). voici les caractères distinctifs des mé[ailoTdes et des métaux. {o Les métalloiihs sont généralement dénués de l'éclat

n4

NoTIoNS suR LEs scIENcEs pgysleuns ET NÀTURELLEs

métallique; ils conduisent mal la chaleur et l'électricité. Les métauæ, au contraire, possèdent ltéclat métallique et conduisent bien la chaleur et l'électricité. Cette distinction n'a rien d'absolu

I certains auteurs considèrent I'hydrogène comme un métall d'autres rangent le bismuth, I'antimoine parmi les métalloides. 2o Les métalloïcles, combinés avec I'oxygène, forment des anhydrides et cles oxydes NEUTREs, l,anclis qu'en général les métattæ forment des oxydes ee,srquns (28). {8. tlassement des métalloides d'après leur valence. - On appelle vALENcE d,'un métalloiile, le nombre d'atomes d'hyilrogène qui peuaent se eambiner d,aec un atome de ce métalloi,d,e. Un métalloïde est dit Moxov,c,LENT, BrvÀLENT , TRrvÀLENT ou euÀDRrvALEnr, suivant que son atome se combine avec 4,r2r3 ou 4 atomes d'hydrogène. L'hydrogène lui-même est considéré comme monovalent. On divise les métalloïdes en quatre classes, suivant leur valence, rnais en réservant à I'hydrogène une place à part. Le

tableau suivant indiqrre aussi Ie poids atomique de chaque métalloïde. Cette classification a en outre I'avantage de grouper ensemble les corps qui ont des propriétés chimiques analogues.

Divlsion des m6talloïdes en 4

classes.

rvrÉtlr,r..

uÉrlr,r,.

uûrlr,r,.

lrÉrl'r.r,.

MONOVALENTS

BIYÀLENTS

TRIVALENTS

rÉtn.r.vâ.r,nNrs

F:19 Oxygène, O:{6 Azote, Az-74 , Cl:35.5 Soufre, S=32 Phosphore, P-31 , Br=80 Sélénium, Se-79 Arsenic, As= 75 î:727 Tellure, Te: {25 Antimoine. Sb:{!Q Bore,

Carbone,

c-

Silicium, qi-

B:tl

19. Valence des métaux. - On détermine la valence des métaux par rapport au chlore, lequel est monovalent relativement à I'hydrogène. Ainsi, la ver.rncn d'un métal est le notnbre des atomes dc chlore qui peu,aant se combiner d,aec un ûttrne ile ce métal.

NOTIONS PRÉLIMINAIRES 22b Voici la valence, le symbole et le poids atomique des principaur métaux:

MoNovAr.ENr"

-Brvrlnus

ii'ffiffi ,!;girî:flË"ii,;i:Hl'"*, C,a:!û; Baryum,

I { Calcium,

{ Plomb,

Pb-207; Zlnc,

I Fe-56. Or, Au :i.97. Qulunrvu.urrs : Étain, Sn : 118; TRIvALENTS

:

pnxrev'æxr" HExÀvÀr.ENr-

Platine,

7.

: = 6b; Cuivre, Cu:68;

Ba = tA?; Strontium, Sr

T.n

Pt: lgb; palladium, pa-

g7,5.

Fer,

106.

Niobium' Nb -e4.

Iilâ.,'JTiJ: ;rrlt't' e6; l,agstène' {Hjil,i.Xlii. yifi' t

Li =

11r

:

l8iru

contrairement à ce qui a lieu pour les métalloïdes, cette classiffca-

tion a I'inconvénient de rapprocher des métaux dont les propriétés sont très dissemblables.

c0RPs coMPosÊs 90. Nomencleture et uotation. nom d'un composé se - Le forme au moyen des noms des corps composants, suivànt de! règles que nous allons faire connaltre. La notation ou FoRMwu d'un composé s'obtient en écrivant les uns à la suite des autres les symboles de tous les composants, le nombre d'atomes de cet élément qui entrà dans la molécule du

et en affectant chaque symbole d'un exposant qui indique

composé (l'exposant I est sous-entendu). La formule d'un composé représente à la fois une molécule de ce corps et le poids moléculaire de ce composé. Ce poids moléculaire n'est autre que la sorrtme des poids atomiques de tous les composants.

91. Glassenent des corps composés. Les corps composés se classent de diverses manières, suivant- le point de vue auquel

on se place: 1l.o D'après le nombre

ile leurs

ëléments simples.

Ils

son.

BINÀIRES, TERNAIRES OU QUATERNÀIRES.

2o D'après l,eurs fonctions chi,miques, c'est-à-dire d'après I'ensemble de leurs propriétés. A ce point de vue, les tlois groupes les plus importants sont les ÀcrDES, les nesns et les spr,s. Voici les caractères d,istinctifs il,es bases et d,es acid.es: _ ( ont rrnle solaeur adgrelette, analogue à celle du vinaigre Les acides I rou,gissent la teinture bleue de tournesol , ( n'ont Tsas dlaætion sur la phtaléine du phénol. {ont une saveur caractéristique dite sqileur akaline, Iæs bases lramènent aublcu la teinture rougie de tournesol, lrougæsent la phtaléine du phénol.

226 NorroNs suR LEs ScIENcES pnysleurs

ET NÀTURELLES

3o D'après lp mod,e d,c d,ériaation suivant lequel les composér se déduisent les uns des autres.

Nous verrons, par exemple, qu'en se combinant avec lteau les anhydrides forment des oæacid,es et que les oæydes forment des hyd,rates.

Nous verrons aussi qu'en échangeant leur hydrogène coutre métal , les oæacides donnent des sels oæygënës, etr que les hyd,racid,es donnent des seZs haloid,es.

un

99. Composés binaires non oxygénés. non orygénés sont de trois sortes

-

Les composés binaires

Lrs HvDRAcIDBS . Ott, appelëe h'y drantte, totr,t ucide tlui A. - de résullc la combinaisott, de l'hyd,ragètte u,uec un u,utre col'ps simple, c1wi. est généru,l,ement un nzétalloïcle.' Son nom se forme du mot acide suivi du nom du corps simple et de la terminaison HYDRIeUE. Sa formule commence par Ie symbole de I'hydrogène. Àcide chlorhydrique

HCI

Èî"*ii3iJii,iïl,*,

iÈi

' HzS Àcidesulfhydrique, On appelle ainsi, d'après leur B. CourposÉs EN uRE. tous les composés binaires non oxygénés qui ne sont désinence, pas acides et qui contiennent au moins un métalloïde. Leur nom commence par ltélément électro-négatifx avec la terminaison uRE, et se complète par le nom de I'autre élément. Leur formule, au contraire commence par le symbole du corps ' éIectro - positif.

Ex':

Carbure de

calcium,

CaCr

Quand les deux éléments se combinent en plusieurs proportions, on se sert des préfixes PRoro ou MoNor sEsQUlr BIt TRI..,t

pour indiquer l'exposant Ex.

:

l,

-f;

,Z, 3... du corps électro-négatif,

Monosulfure de potassium, K2S KzSr .Bisulfure de potassium

Trisulfure

do

Tétrasulfwe Psnresulfure

' Potassium, de PoteÊcium I' de Potassium

K?S3

KtS4 KtSË

' Dans l'électrolyse d'un composé (Ph.ysiqwe, n'300), l'élément qui se porte ù l'électrode posi.tit:e est dit Ér-uctnO - nÉGÂTIrl; l'élément qui se rend à l'élecIrode nègatir:e est dlt Ér,sctRo-posttrF. Par exemple, dans l'électrolyse de I'eau, I'hydrogène est électro-positifr I'oxygène est électro-négatif.

L'oe:ygène est Ie ptl,us éLectro-négatif d'e tous \es corpts. Tous Les mëtalloïdes sont électro-nëgalifs Par rapport awa métauæ,

HOTTONS

C. --

Àrlncps.

sieurs métaur.

Ex.:

-

PNÉLIUINAIREg

2N

On appelle allidgc la combinaison de plu-

Alliage de cuivre et d'étain (laiton). Àlliage de cuivre, dc zinc ot de nickel (maillechort),

Les alliages qui contiennent du mercure prennent le nom

d'amalgames:

:

Ex.

Amalgame de potassium, amalgame d'or...

binaires oxygénés. binaires - Les composés oxygénés forment deux groupes: les anhydrides et les oxydes. 93.- Composés

A, On appelle unhyclri.des, Ies composés - Aluryonlnns. binaires orygénés qui- se combinent atsec I'eau pour former d,es acid,es.

En général, dans les anhydrides, I'oxygène est combiné avec un métalloïde. Trois ras peuvent se présenter: 1o Si le métalloîd,e ne forme qu,un seul anhyilrid,e, le nom de celui-ci se compose du mot anhyd,rid.e sulvi du nom du métalloïde et de la terminaison rgun. La formule commence par le symbole du métalloïde et se termine par celui de I'oxygène.

Ex.: 2o se

Anhydride carbonique, COt

Si le métaltoiile forvne

ilæuæ

termine en EUx, Itautre en

Ex.:

I

anhgilrid,es,le moins oxygéné

rQUE.

Anhydride sulfureux, Anhydride sulfurique,

SO2 SO3

3o ,Si le métalloiile forme ptus d,e d,euæ anhyilriiles, on distingue le moins oxygéné par le préfixe Hypo, ef te plus oxygéné par le préfixe HypER ou pER. Ex'

:

îTliffiË: Ànhydride

hYPochroreux'

azotique,

Anhydrideperazotique,

B.

-

Oxynps.

oæygénés l'eau,.

rË3' AzzOs AzO3

On appetle oæyd,esr les composés binaires

qui n'engenil,rent pax d,,aciilæs en

se combi,nant aaec

En général, si c'est tn métal qui se combine avec I'oxygène, on obtient un oxvde BAsreuEl si c'est un métalloide, on outieni un oxtrDn NEUTRE (c'est-à-dire qui n'est ni un acide ni une base ).

Trois cas peuvent se présenter: Lo Si ïé.Lement considéré ne forme

qu,um

seul orycle, le nom

T

228

NorroNS suR LEs scIENcHs PHYSIQUES ET NATURELLES

de celui-ci se compose du mot oæyd,e suividunomdel'élément*. La formule commence par le symbole de cet éléntent et se termine par celui de I'oxygène. Ex.

Oxyde de carbone, CO ZnO Oxyde de zinc,

:

2o Si l'élëment forme ileuæ oæyd,es, on fait suivre le nom de l'élément, de la terminaison EUx pour le moins oxygéné, et de

ia terminaison tQus pour le plus oxygéné. Ex.

Oxyde

:

stanneux,

SnO

stannique, SnO2 donne plus d,e deuæ oæyil,e$, on Oxyde

3o

Si t'ilément

fait

précéder

le mot oxyde desprélixes pRoro, sEsQUI, BI' rRI...r qui indiquent a

les exposants de I'oxygène

l,i12,

3...

Protoxyde de manganèse, MnO Sesquioxyde de manganèse, MnO$:Mn?O3 Bioxyde de manganèse, MnO? Trioxyde de manganèse, IvInOB

ternaircs 94. tomposés ternaires oxygénés. - Les composés forment trois groupes principaux : les oxAcIDEs, les nvnnÀrps et les snls oxYGÉNÉs. On appell'e oxAcIDEs' les acid,es qui résultent A. Ox.tcInss.

-

de la -combinaison rles anhgd'rid'es aaec I'eau.

Ex. : L'anhydride sulfuriqus 5Qs, combiné avec I'eau, H?O, donne I'acide sulfurique, SOllI2.

Le nom dtun oxacide se compose du mot aci'ile suivi du nom de I'anhydride qui lui donne naissance. (L'hydrogène n'est pas mentionné. ) i,a f'ormule de I'oxacide commence par celle de I'anhydride modifiée, et se termine par le symbolo de I'hyd'rogènexx. carbonique, sulfureux, t l"ia" sulfurique r {

Acide Acide

( Acide

hypochloreux,

l.lcide chloreux,

i

.a.ciOe

( Lcide

*

-

chlorique,

perchlorique,

CO3H2 SO3H2 SO4H2

CIOH CIO2H CIOaH CIO4H

Certains oxydes conservent encore leurs anciens noms L'eau ( oxyde d'hydrogène )' La chaux (oxYde de calcium). La ootasse (oxide de Potassiuin). Là soude'(oxvae de-sodium).' La magnésie (oxyae de magnésium). L'alumine (oxyde d'aluminium ). La baryto (oxYde de liarYum). Cependant on écrit aussi H2SO4, par exemple.

:

NOTIONS

PRÉLIMINAIRES

229

sont d,es bases oæygénées B. - Hymerss. - Les hyilrates des oæydes métalliqwes &aec l'eau. quirésultent de la combinaùson L'oxyde de cuivre CuO, avec I'eau, H2O, Ex. : donne I'hydrate de cuivre, CuO2H2 ou Cu (OH)z

On les nomme par ce mot hyd,rate suivi du nom du métal. Leur formule commence par celle de I'oxycle modifiée, et se termine par le symbole de I'hydrogène. Ex.

Hydrate de zinc, ZnO2}Iz Hydrate de K ou potasse, KOH

:

ff U"iffi'1:t ilirffir' Srls oxycÉnÉs. On aptpelle spt le résultat d,e la substitution d'un mëtal ù,-l'hydrogène d'un aci,ilex. #iffiT:

C.

On distingue deux espèces de sels oxygénés

:

Ies sels acides

proui,ent d'un aeided,anslequel une partie seulement de l'hgd,rogè,ne a étë remplacée pd,r un mëtaL On I'appelle sel acide parce qu'il peut encorese combiner avec une base. Un sEL NEUTRE proaie.nt d,'un aci,d,e ilans lequel tout l'hyd,rogène est remplacé par un métal. Le nom de neutre lui vient de ce qu'il est sans action sur la teinture de tournesol et sur la phtaléine du phénol. Pour obtenir le nom du sel au moyen du nom de I'acide correspondant, on change EUx en rrE, reuE en ÀTÉt, on ajoute le mot acide ou le mot neutre, et I'on termine par le nom du métal. Pour passer de la formule dei I'acide à la formule d'un sel ucide, on diminue I'exposant de H, et I'on ajoute le symbole du

et les sels neutres. Un sEL

AcrDB

métal substitué. Ex,

L'acide sulfurique,

:

SO4H?

donne le sulfate acide de potassium, SO1'KH ou SO1'HK.

Pour passer de la formule de I'acide à la formule d'un sel neutre, on remplace simplement le symbole de l'hydrogène par celui du métal. Ex.

:

L'acide sulfurigue, donne le sulfato neutre de potassium

r

SO4H2

SO4K2

ft

* Les atomes de métal substitués doivent représenter la même valence que les etomes d'hydrogène qu'ils remplacent. *^ Si Ie nombre des atomes remplaçables n'est pas suffisant dans la formule de I'acide, on double ou I'on triple au besoin cette formule. Un métal monovalent, K, se substitue b H dans AzOBHT ce qui donne I'azo. tate de potassium, AzO3K. Un métal bivalent, Ca, se substitue à H2 dans 2(ÀzOBH) , ce qui donne I'azotate de calcium, (4203)sCa. Un métal trivalent, Bi, remplace H3 dans 3(AzOsH) , ce qui donne I'azotato de bismuth (ÀzO3)aBi.

230

NoîroNs suR Lrs sclaNcrs pHysrQUEs ET NATURELLEs

On remarquera que les acides qui ne contiennent qutun atome de H ne peuvent donner que des sels neutres. Ex.

:

L'acldo azotiguo, ÀzO3H ne peut donner avec

K quo

ÀzOaK

Les acides qui contiennent deux atomes de H donnent deur genres de sels, un sel neutre et un sel acide. Er.: L,acide surturisue soa*2 donno

ËBliT, :$i::: i:$:J;"T.

Enfin les acides qui contiennent 3 atomes de FI peuvent donner trois genres de sels. Ex.: L'acide phosphorique PO4H3 peut donner trois espèces de selJ: deur sels acides et un sel neutre: PO4H2Na, phosphate monobasiquo de Na PO4HNa2, phosphate bibasique de Na PO&Naùr phosphate tribasique de Na. 95. Des acides en général.

-

D'une manière générale,, un

acide est le résultat d,e Ia combinakon de l'hyd,rogène aaec un

rad,ical él,ectro -négatif x. Il y a deux sortes d'acides: les oxecIDES, ou acides oxygénés, et les HyDRAcrDEs, ou acides qui ne contiennent point d'oxygène. Dans les hydracides, le ratlical électro-négatif est un corps simple (24 ).

Ex.:

Àcide

chlorhydri{ue, HCI

Dans les oxacides, le radical est généralement formé d'un métalloïde combiné avec I'oxygène. Ex.: AroutcttÉ. atomes Er.

:

il,'

Acide azotique, ÀzO3H

-

On appelle atoulclrÉ

hy d,rog ène qu'

il

DtuN ÀcInE,

le nombre des

renferrne.

L'acide azotique, L'acide sulfurique r

ÀzO3H est MoNoÀToMIQUE; SOIH2 est DIAToMTQUE; I-'acide phosphorique, PO-ïH3 est TRIAToMTQUE.

Ie BesrcrrÉ. - On appelle seslctrÉ n'uN AcIDE , nombre d,es atomes il'hyd,rogène remplaçables gtar un métal (l'hydrogène remplaçable est dit hydrogène basique). Lcs acides

i:#*ffi*'i'

'i;iii:ffii::'

r On appello RÀDrcÀL, un atome (radical simple ) ou un groupe d'atomes (radical composé) qui so comporte dans les réactions comme un élément. Les radicaux composés ne pouyent pas toujours être isolés I ils n'existent alora qu'en conibinaison,

23I PRÉLIMINÀIRES y sels: les - Il a deux espèces de

NOTIONS

!6. Iles sels en général.

ou neutres, qui dérivent des oxecrnns, et les sers HÀtoïnEs, qui dérivent des uynnecrDns. snt.s oxycÉuÉs, acides

Les sels peuvent presque toujours être regardés comme venant de Ia combinaison d'un acide et d'une base, avec élimination d'eau. Ainsi une molécule de potasse, KOH, se combine avec une molécule d'acide azotique, AzOaH, et donne AzOaK, avec élimination d'une molécule d'eau HzO.

Le mode de dérivation est le même dans tous les cas. Ainsi,

les sels haloïiles prouiennent d,es hyilracides d,ans lesquels l'hyd,rogène est remptlacë par un métal. On Ies nomme et on les écrit de la même manière que leg autres composés en URE (22. B.). La formule du sel se déduit -de la formule de I'acide, en renoplaçant le symbole de I'hydrogène par celui du métal. Ex.;

L acide chlorhydrique, HCI donne le chlorure de potassium, KCl. L'acide chlorique, CIO3H donne le chlorate de potassium, QIO3K

27. Équations chimiqu€s. - [Jne È,eulrroN cururevn est une d,euæ sornn'ùes d,e poid,s moléculaires : Dans le premier mem.bre figurent d,es corTts rëagissant les uns sur la q,utres, et dans identitë entre

le second,, les produits de Ia réaction.

la molécule du corps et son poids moléculaire d'un composé est

Chaque formule représente à la fois

le

poids moléculaire, puisque

égal à la somme des poids atomiques des composants.

Dans une équation chïmique, tous les atomes contenus dans le premier membre doivent se retrouver dans le second. Exemple : La réaction de I'acide sulfurique sur le zinc est représentée par l'équation suivante :

SO4Ht+7,n:SOaZn+Ht

rciilc

rulfurlqur

dao

rulfato de

aino

hyd:ogènr

Pour traduire cette identité en nombre, il suffit de remplacer chaque symbole par le poids atomique qu'elle représente, et d'effectuer au besoin les additions partielles qui donnent les poids atomiquer de chaque composé. On trouve:

e8+65-161+2 C'est-à-dire que 98

gr.

d'acide sulfurique, en se combinant avec

65 gr. de zinc, donnent 161 gr. de sulfate de zincet 2 gr. d'hydrogène. Ces nombres 98 gr. de SOrHz 161

gr. de

SOaZn

2gr.deH

ront fréquemment appelés une molécule- gramme. Les équations chimiques permettent de résoudre facilement les pro. blèmes de chinrie.

232 NorIoNs suR LES

scrnNcns pr{ysreuns ET NÀTuRELLEs

Problôme. de l;aci.d,e sulfuri,que sur la zimc, - Dans la réuctzon quel uolume d,'hydrogène obtàend.r"a-t-om q,uec 3W gr'. d,e zincT D'après l'équation précédente, 65 gr. de zinc fournissent 2 gr. d'hydrogène; un gramme de zinc en donne 65 fois moins, et 390 gr., 390 fois plusI c'est-à-dire 2

XJgo :12 gr. d'hydrogène. bb

Or I litre d'hydrogène pèse 0 gr. 089; soit 0 gr. 00. Donc, 12 grammes d'hydrogène représentent : ,l 4o :133 litres de saz.

Opï-

f

Qunsrronn^Lrnr. Qu'est-ce que la nomenclature chimrguo r - la notation ato? - Que savez-vous de la nomenclature parlée et écrite des corps simples ComQuels sont les caractères distinctifs des métalloTdes et des métaux?

mique ?

-

- ? ment classe-t-on les métalloïdes ? - Qu'appelle-t-on valence d'un métalloide d'un métal? savezCitez les principaux métalloÏdes de chaque classe, Que vous de la formule d'un composé ? De combien de manières peut-on classer les composés? sont les caractères distinctife des acides ot des bases? - Quels Pour chacune des espèces de corps énumérées ci-après, répondre aux quatre questionssuivantes: 1" Quello est la nature de ces corps?- 2'Comment formet-on Ie nom de ces corps? formule de ces corps? - 3o Comment écrit-on la IL. Citez des exemples. Hydracides. Àlliages. Composés en ure. Sels haloides. Anhydrides. -; Oxacides. - Sels oxygénés. Orydes. Hydrates. électro-négatif? Qu'appelle-t-on corps électro-positif? - Qu'est-ce - corps gu'un acide? Qu'appetle-t-on radical? - Combien y a-t-il d'espèces d'acides? acide ?d'un atomicité basicité d'un acide ? Qu'appelle-t-on Qu'appelle-t-on sels, d'une manière générale? Citez les deux espèces de sels. - Que saveavous des équations chimiques? -

PREMIERE PARTIE

METÀrroïnns CHAPITRE I HTDRocÈNr: H:t QB. Historique et état naturel. - L'hyd,rogène ful découvert au xul6 siècie, et éludié par Cavendish. Il entre, avec le carbone et I'oxygène, dans la constitution de presque bous les composés organiques. L'eau en contient le neuvième de son poids.

99. Propriétés physiques. - L'hydrogène est un gaz incolore, sans odeur et sans saveur quand il est pur. C'est le plus léger de tous les corps; sa densité est {4 fois r/, moindre que celle de I'air, c'est-à-dire 0,0693. Il est peu soluble dans

.t''rg.

1.

Transvasement de I'hydrogène. Trartsvasement I'hydrogène.

I'ig.

2.

DifTusibilité de I'hydrogène.

Il se liquélie à très haute pression, vers 234o. Son - éprouvette extrême légèreté permet de le faire passer d'une dans une autre, comme I'indique la figure {. Il traverse avec la plus grande facilité les corps poreux; une feuille cle papier tendue sur I'ori{ice d'un flacon plein d'hydrogène ne I'empêche pas de s'échapper: on peut enflammer le gaz qui traverse les pores du papier (fig.2). I'ean.

23L NorIoNs sun LEs scIENcEs pHvsIQUEs ET NATURELLTS Si I'on eritoure la flamme de I'hydrogène d'un tube vertical,

la colonne dtair se met à vibrer et rend un son parfois intense. On donne à cette expérience le nom d'lnrmonùca chimique (fis. 3).

30. Propriétés chimiques. - L'hydrogène est un gaz irrespirable, mais non délétère. Il brûle avec une flnmme pâle et très

Fig.

3.

Harmonica chimiqua.

chaude

Combustion de I'hYdrogène.

(lig. 4) en se combinant avec I'oxygène

de I'air pour

former de I'eau (fig. 5)'

or3,l*"**r?n".:tÏ9 il

n'entretienb pas Ia combustion. Si on le fait passer à travers un carbure liquide, tel que le pétrole ou la benzine, sa flamme devient très éclairante, par suite de I'introduction dans la flamme de particules de charbon à I'incandescence. portées Un mélange de deux volumes dthydrogène et d'un volumo d'oxygène détone violemment à I'approche d'une flamme, ou lorsqu'on fait éclater l'étincelle électrique au sein du mélange; il sCforme de la vapeur d'eau. La r:ornbustion tle I'hydrogènc est accompagnée d'un clégagement cle chaleur considérabie ul,ilisé clans I'emploi du clr'alumecLLL à gaz oxydrique (fig. 6). Le chalumeau se contpose de mais

HYDRooÈNr

:l$b

deur tubes concentriques effilés I I'oxygène amive par le tube

contral et I'hydrogène par I'espace annulaire compris entre lee deur tubes, de sorte que les deux gaz ne so mélangent qu'au sortir des deur tubes. En dirigeant le dard de la flamme du chalumeau sur un morceau de chaur vive ou de magnésie, celui-ci devient incandescent et donne une lumière très éclatante (Iumière de Drurnmond).

Fig. 5. vapeur d'eau produito par la combustiou

'

de I'bydrogèae dang

La

l'air.

Fig. 6.

à gaz oxhydriquo. - Chalumeau o,H, robinets raissant tes gaz

"itir", orygène et hydrogèno;

A, région ôrt s'ereche

la"comioinaison.

caractéristique de I'hydrogène est son affinité

pour -propriété I'oxygène. Il décompose beaucoup d'oiydes métalliques en donnant de I'eau et en laissant le métal ptr. c'est ainïi qu'il décompose I'oxyde de cuivre CuO:

*rr3lln..: "*,u"ÎÏ.?*.

T"o

+.S*

Il suffit de chauffer dans un tube I'oryde sur lequel passe un courant d'hydrogène, pour voir I'oxyde qui est nbir Ëe transformer en cuivre métallique rouge. cette décomposition est appelée réiluction de Poxyde. L'hydrogène est donc un &gent réducteur et, comme tel, fréquemment émployé dans les labora-

toires. Sf

.

Prrfparatiou.

-

lo P&r

I'ea,ur le zinc et I'aciile sulfwrique.

236

NorIoNS suR LEs scrENcES pnTsreurs ET NÀTURELLEs

- On introduib I'eau (composée d'oxygène et d'hydrogène) et le zinc dans un flacon à deux tubulures (nS. 7); on verse ensuite peu à peu I'acide sulfurique (SO4H'z) par un tube à entonnoir qui plonge dans I'eau du flacon. Le zincprend la place de I'hydrogène,

Fig. ?.

-

Préparation de I'hydrogène par le zinc et I'acide sulfurique.

dans la constitution de I'acide, e[ Ie met ainsi en liberté. Il reste dans le flacon une dissolution de sulfate de zinc (SOaZn).

Zn*

ziuo

SO4H! eoltle

:

sulfuique

SOaZn rulfotc ile

+

ainc

H2 bydrogèuc

Avec I'acide chlorhydrique, la réaction donnerait riu chlorure de zinc ZnClz avec dégagement d'hydrogène :

zHCl :

Zn* rino

Fig.

8.

roide

cblorhydrique

ZnCIe chlorure ile

+

zino

I12 hyilrogèno

Préparation de l'hydrogène par la décomposition de la vapeur d'eau.

C, cornue où seproduit la vapeur; T,.tube contenantde la tournure de fer; F, fourneau à réverbère; E, éprouvette recueillant le gaz. passer 2o Par la, uapeur d'eau et le fer clmuffé du, roLlge. - On fait un courant de vapeur d'eau sur de la tournure de fer chauffée au rouge dans un tube de porcelaine (fig. 8). Le fer se combine avec

237

OXTGÈNE

I'orygéne de l'eau pour former de I'olyde salin de fer, appelé encore oxyde magnétique (Fee0r;, et I'hydrogène se tlégage. &Hz FeaO{ 4HtO +

+

3Fe:

3o

on nooîn

;;"Ji";îlT"'ili""*;i"i;

décomposan,

I'eau à froid par la pile (no t*t*), ou par des corps très avides d'oxygène, comme le potassium ou le sodium I mais ces procédés sont trop coûteux pour être employés avantageusement.

39. Usages. - En raison de sa légèreté' I'hydrogène est utilisé dans le gonflement des petits ballons en caoutchouc ou en baudruche; on en remplit les aérostats, mais comme il traverse aisément les enveloppes, on lui préfère Ie gaz d'éclairage, bien que

ce dernier soit plus dense. La flamme de I'hydrogène, avivée par I'oxygène, est très chaude; ctest pourquoi on I'emploie dans le chalumeau et dans les appareils à projection lumineuse. Qursrrortn.uRE. - Énoncez les propriétés physiques de I'hydrogène. - Comment montre-t'on sa grande légèreté? - Que produit-il en brtlant? - Décricommeut on peut préparer quoi sert-il? vez Ie chalumeau. - Expliquez - A résidu? I'hydrogène. - Qu'obtient-on comme Expncrce 1. Quels poids de zinc et d'acide chlorhydrique pour obtenir un- mètre cubo d'hydrogène ?

CHAPITRB OXTGÈNE.

I.

_

faut-il

employer

II EAU

- O-16. 33. Eistorique et état uaturel. - L'oæygène fift isolé par et étudié par LaYoisier. Oxygène.

Priestley, Ctest Ie plus répanclu de tous les cotrps simples. Il constitue les 8/9 du poids de I'eau et les 0,23 de celui de I'air. Les tissus de tous les êtres organisés en contiennent.

43. Propriétés physiques.

-

L'oxygène est un gaz incolore,

I Pourla résolution des problèmes de chimie, on trouvela iespoids atomiques des corps dans le tableau des pages 224 et 225. La densité des gaz étant plise par rapport à I'air, lepoids d'un litre de gaz est égal au poids du litre d'air (1 gr.293) multiplié par la densité du gaz cor,sidéré (Physiquern"ST).

t38

Norrons suR LEs scIENtEs

PHYSIQUDS

ET NATURELLEs

et insipide,

p0û soluble dans I'eau. Sa densité est l,{05; le poids du litre est donc 1e',293X{,105-l*,429. On a pu le liqué{ier à très haute pression et à très basse température; c'est alors un liquide incolore, de densité moindre que celle de I'eau, et entrant en ébullition à 184o. inodore

-

35. Propriétés chimiques.

L'oxygène se combine directe-

- aYec presque tous les corps. ment II entretient avec énergie les com-

ûl de fer que I'on plonge dans un flacon rempli d'oxy-

bustions. Un

gène, après en avoir

fait

rougir

I'extrémité au feu, brrlle avec incandescence (ûS. 9). Sa combinaison, avec les métalloïdes, donne des anhydrides au des oæydes neutres I avec les métaux, il forme des oæ,ydes, la plupart basiques, c'est-à-dire pouvant se comFig" 9.

biner avec I'eau pour former

du fer - Combustion dans I'oxygène.

36, Préparation.

-

des

boses,

lo Par le chlorate d,e potassium. Oa

chauffe dans un ballon le chlorate de potassium (CIO3K) seul,

Fig. 10.

-

Préparation de I'orygène par le chlorate de potassium.

ou mieux avec un peu de bioxyde de manganèse, qui facilite la décomposition (lig. {0). Le chlorate abandonne tout son oxygène, et il reste dans le ballon du chlorure de potassium.

CIO3K : ohlorate tlc

2o

Par calctnation

potorsium

KCI ohlornn tlc

+30 orygènc

potredum

d,u bioæyde de ntanqanèse.

-

On obtient égale-

oxYGÈNE

- EÀU

239

rnent de I'oxygène en oalcinant le bioxyde de manganèse; le résidu est de I'oxyde salin de manganèse (MnsO<).:

BMnOz_

MnrOa+ZO

mruganère otygènc Pour avoir I'oxygène en grande quantité, on a songé RBnrmOur. à l'extraire de I'air. Le procédé, dù à Boussingault, consisteà chaufl'er à 600o de la baryte (BaO) dans un courant d'air. La baryte absorbe biorytlo ilc men3:rnàrc ery
F, fourneau.

ÀBC, tube - L, cornue. - R, réverbère. E, éprouvetto.T, tube- de srireté.

de dégagement.

I'oxygène et produit du bioxyde de baryum (BaOr), qui, vers 8000, abandonne une partie de son oxygène et régénère la baryte. Pour que ce procédé soit pratique, il faut que I'air soit préalablement dépouiilé d'humidité et de gaz carbonique.

37. tombustions. combustion,le phénomène qui - On appelle résulte de la combinaison de deur ou plusieurs corps avec production de chaleur Si la combustion est accompagnée de lumière, on lui donne le nom de combwtion oiae (flamme d'une bougie, combustion

du fer dans I'oxygène). Les causes qui la favorisent sont

lo

:

I'enlèvement des produits de la combustion (cheminées); 2o les courants d'air ( soufllets ) ; 3o l'état de division des corps { copeaux ) ; 4o l'élévation de température. Si la combustion n'est pas accompagnée de lumière, on lui dbnne le nom de combwtion lente. La combustion lente du carbone dans les organismes des animaux est I'origine de Ia chaleur animale. Le dégagement de chaleur peut être assez lent pour n'être pas appréciable au toucher (oxydation du fer à I'air humide). Les phénomènes lumineux et calorifiques qui ne résultent pas 'Onl'appelle oæyil,e salin, pa.rce qu'on le regarde comme une sorte de se formé par I'union du protoxyde Mno, qui iouerait le rôle de base, avec le bioxvde MnO?.

{ui jouerait le rôle d'aeido.

2&0 NorroNs suR

LEs sclpNcgs PHYSIQUES

nr

NÀluREL

de combinaisons ne sont pas des combustions (étincelle électrique, chaleur produite par le frottement ). L'oxygène est I'agent ordinaire des combustions 38. Usages. et l'élément essentiel de la respiration. It est employé avec I'hydrogène pour donngr une flamme à température très élevée (voy. no 32)'

-

ir

mOa"cin I'utilise parfois en le faisant respirer aux malades. ozone. - On appelle ozone, un état particulier d-e I'oxygène condensé. C,est un gaz-incolore, très odorant, qui prend naissance dans quelques oxydations, du phosphore par exe-mplg' "t- dans cer' taines'décômpositions, comme celles de I'eau , du -bioxyde de baryum, etc. on I'obtieni facilement en faisant passer des effluves élec' t"iq""r (décharges éleciriques obscures) dans _I'oxygène, ou simple-

39.

m"nt d"o. I'airl

C'est

un puissant agent d'oxydation'

II. Eau. _ 40. Historique.

H2O

: lg.

Pendant longtemps l'eau

fiit

regardée

- éléments de la nature (eau, air, feu, I'un dôs quatre nt,le premier, I'analyse à la.lin du siècle en Lavoisier i.rr*1. comme

derniâr. EIle est composée d'hydrogène et d'oxygène' 41. État naturel. - L'eau peut exister sous les trois états (glace, liquide, vapeur). Tous les corps vivants en renferment' 49. Propriétês physiques. - L'eau pure est un liquide inodore, insipide, inôot,ore-sous une faible épaisseur. Sa densité est prise pour unité; un litre.-d'e.au- pèse L kgr' à.son maxi*""i A. dônsité (Phy'siquc, no 150 }. Ce maximum a lieu à *4o; ce qui explique comment' en hiverr les animaux aqua-

tiques peuvent vivre. Ils trouvent, au fond des lacs ou des rivières, une température élevée, relativement à celle qui règne à la surface. Sous la pression de 760 millim., I'eau entre en ébullition (Physique, no 164)

à'une température qui

Fig. {2.

a

été prise pour {00e degré

du thermomètre centigrade, tandis que la température à laquelle elle se Eolidifieaétéchoisiepour le point zéro de la même échelle thermo-

Étoiles de cristaux de neige vues avec une loupe grossissant environ 16 fois (en surface).

OXTGÈNE

-

?tl

EÀU

métrique. Elle cristallise en prismes hexagonaur groupés avec une admirable régularité (lig. rz); ce sônt car iristàur qui forment, en hiver, les élégantes arborisations que I'on observe quelquefois sur les vitres des appartements. se.cgngeJant, I'eau-augmente de volume (physi,que,nol4g), .la {n densité.de la glace à 0o est de 0,g{81 c'est'porirquoi-la glacé

llotte sur I'eau.

Poutsoir d,issoluant L'eau peut dissoudre un grand nombre de corps soliries (sel, -sucre, caibonate de sodium] etc.) en proportions différentes, et se charger ainsi d'éléments qu'eile abandonne par évaporation. sont, eux aussi , solubles dans I'eau; la proportion - Les gaz que I'eau peut dissoudre varie avec la naiure àu gaz, la Sry 9u température et la pression. Les gaz res plus solubles sont I'ammoniaque, Itacide chlorhydrique, Iranhyariae sulfureux, etc. ; I'oxygène et I'hydrogène sont- peu soluùles. c'est grâce à I'air que renferme I'eau des rivières que les poissons piuvent vivre. L'eau d,e seltz est de I'eau ordinaire qli renferme en dissolution du gaz carbonique.

43. Propriétés chimiques. nombre d,e corps - Undegrand peuvent se combiner avec l'oxygène I'eau et mettre I'hydràgène en liberté. Tous les métaux-, sauf I'argent, le mercurd, I'or et le.platine, décomposent I'eau à une tempéIrature plus ou moins

élevée: le potassium-et Ie sodium, à iroid; le fer au rouge sombre; le cuivre et le promb à une température encore plis élevée. Quelques métalloides seulement, ôomme le chlore et re carbone, peuvent décomposer I'eau. Le chlore s'empare de I'hydrogène et met I'oxygèn-e en liberté I le carbone s'unit à I'oxy-

gèn.e.9t met I'hydrgqen-e en liberté; c'estpourquoi les forgerons projettent quelquefois de I'eau sur re foyerïe leùr forge, afiî d'en activer la combustion :-il se produit arôrs deuxg* coîo'b,rstibles, I'hydrogène et I'oxyde de carbone. L'9au pure est un composé neutre pouvant cependant jouer, tantôt, le rôle de base, tantôt celui d'aôide. Elle esb décomposée par la chaleur aux températures élevées. 44. Analyse de l'eag. analgseenaoruntes par I'éIectrolyse, - moyen cette analyse se fait'alr du uortamètie. Le voltamètre -(fig..{3)est un vase de verre rempli d'eau dont le pied est tra* par deux lames _métalliquei, ordinairement en platiuea. Iell* isolées électriquement. La partie supérieure de chaque lame ou éleclrode est coiffée d'une éprouvetie également remplie d'eau. Les deur électrodes communiquent pai leur partie inférieure

I

llltl

NorIoNs sUR LEft sClENcEs PHISIQUES

sr

NATUREIJ.:I*1

evec les deUr pôles d'uns pite. On constate alOrs qutil se formêt

sur chacune d'ee lames, des bulles de gaz que |ton reconnaa aisément être de l'hydrogène au pôle négatif, et de I'oxygène au pôle positif. On rémarque' de plus, que levolume de,l'hydrogOnà est double du volume d'oxygèrte dégagé pendant le même

temps.

Fig. t8.

-

Décompositton de l'cau par le voltrmètrc'

on a.loute à I'eau du voltamètre un peu. d'acide sulfurique leaw aiid,ulée), afrn de Ia rendre conductrice. On emploie des iumet de platine et non des lames de cuivre, Pâr. exemple; car, dans ce q.lernier cas, Itoxygène se coilIbinerait avec le cuivre et I'acide sulfurique pour former du sulfate de cuivre, et I'on ne recueillerait que de I'hydrogène.

cn poids wf të fer, - o1 repète I'expé'"lence indiquée de I'hydrogène-.- Du poids de I'eau qui poo* la prêparation -retranche le poids de I'hydrogène recueilli ; la t""n"tré ie tube, àn "différence donne le poids de I'oxygène. 45. Synthèss de I'eau. - synllèse em uohtm,u par l'and,iomètre a mu"rire.- L'eudiomètre (fig. {4) se compose essentiellement dJun Iong tube de verre gradué, à p^arois très épaisses, et-traversé, à la o"rii" supérieure, pÀr deux pointes rnétalliques dont les extrérnités {(X) voiÀ"t "" regard. On y introduit {00 volumes d'hyclrogène etentre lss lumes d'oxy-gène, et i'on feit jaillir une étincelle électrique condensation de à"", poi"t"i. Il y a combinaison, formation-, puis r"p""" d'eau, et i'on constate qu'il ne reste plus que-50 volumes d'un gai qo* I'on reconnalt facilerneirt être de I'oxygèrte. Les {'00. volumeg i;Uyà*gO"e disparus se sont donc ernparés de 50 volumes d'oxygÈnt pour former de I'eau. Analyse "2o,

no 31,

ûxrgfNl

,fq

- !Àu

a^ poid,s. Méthode d,e Dumqs. .!e:t larre

2{lt

Cette mérhode conpasser un courant d'hydrogène sur de I'oxyde de euivre chauffé dans un porcera"ine. L'oxyde a"'coio"e abande donne son oxygène, qui-tube se combine avec l'hydrogeno poo"-io"o,""a" I'eau (voy. no 30),_laquelle est absorbée par dàs m"atièrËs desséchantes renfermées dans das tul*f qu'eile doit triverser. La différence du poids des tubes, avant et agr$ donng le poids d; i;;;; nor.inee; lgipé_rience, la diminution de poids de l'oxlde de cuiwe aonnà te ;oià, à;;'orygané employé à Ia formation de I'eau. D'après la loi de.Lavo-isier (no g, A_), le__poids de l,hydrogène eqnlo.vé-.est égal à Ia différence entre r'e'poids ae t'ea"-àËtenue et celui de I'oxygène. On trouve ainsi que gr. d'O et { gr. d'H donnent g gr. d,eau.

!rye-1

-

(cuo)

I

E,

Fig. 14. - Synthèse eudiornétnque dc .l'eau boutellle de Leyde; E, eudiomètrel 8,, extrémité de l,eudiomètre montrant les ffls mdtalliquos; C, cuve à morcure.

,.46. IIsagT dr .l'eau. L'eau est employée pour une foule. d'usages : elle est indispensable dans palimeirtation de I'homme,

-

et des_végétaux. on l'utilise, à r'état ae $ace, yTtg 9:-mélangée à.--certains sels, pour produire de gÉands froids (Phydque, des animaux

no 153).

Les eaux uaturelles : eaux de pluie, de rivières, de sourre', etc., re.nfermenttoujo-urs en dissolution des matières étrangèrec

élimine par distillation : on obtient alors I'eau por"."

ç'on

47. Eaux potabres. eau potabre, r'eau qui peut servir à I'alimentation.:-gn-appere Elle doit être limpide, inéolore, ioodoru, aérée, c'est-à-dire contenir de I'air en dissolution.'Elle doii renfermer une faible proportion de sel calcaire (carbonate de

244

NorIoNS suR LEs scIENcES PHYSIQUES ET NÀTUREL

calciurn). on la reconnaît à ce qu'elle dissout Ie savon et cuit bien les légumes. pour coistater la présence de I'air en dissolution dans une eau potable' on adapte au col d'un-ballon un tube recourbé se rendant sous une éprouvette placée sur la cuve à mercuret (ng. ln1. Le ballon et là tube ébant complètement.remplis d'eau, èt-l'éproooette remplie de mercure,_on chaulTe le ballonl I'air en cli.ssolution se dêgage, et se rend à Ia partie supérieure de l'éprouvette.

Fig. {5.

-

Dégagement de

I'air dissous dans I'eau'

On clit que les eaux sont d,ures, cr'ue-s, sëléniteuses

'

l-ourdes

'

dt. t^:l:j: Iorsqu'elles renferment une trop grande-proportion (plâtre)' de catcfum ruitË*, surtout du sulfate 9n.qtlt:orriger ,o pu.ti. Ieur mauvaise qualité, en y ajou|gnt -1-: |1,T-g-ammes du sulde carbonate ae soàium pu* fittt : ii y-a décomposition qul se de calcium' carbonate fate de calcium et formâtion de précipite.

'-Génardement, les eaux non potables sont assainies par filtration.LesftItressontordinairementcomposésde'couchesalter. a" charbon de bois, disposées- horizontalenatives de sable "i traverse lentement de haut en bas' *ànt, et que lteau de faire Pour obtenir une liltration parfaite, Pastzur a imaginé indices d'après C'est poreux' des corps nasser l'eau à travers

ffiài*^

Ë;ï-ilgi*

i"

hrt.'* crru-berland, très emplové

aujourd'hui. LefiItreChamberlandsecomposeessentiellementd'uncylindreen est placée dans un porcelaine non u""rriJ-"ppde bouttie' Cette bougie de distribution. robinets les sur visÀer pË,it se qoi cvlindre nickelé, il;ff;".;;;îîàir*r'Ë"ooler qu,eR traversant la paroi de porcelaine' où elle se filtre.

oxYGÈNE

_ EÀU

245

Quand le filtre a fonctionné quelque temps, on le nettoie en le brossant fortement, en le lavant à grànde eau et en faisant bouillir la bougie dans de I'eau acidulée par de I'acide chlorhydrique.

Les eaur incrustantes sont des eaux chargées de carbonate de calcium (craie, calcaire), qu'elles laissent âéposer en arrivant

au contact de I'air. 48. Eaux minérales. eauæ mi,nérales sonldes eaur natu- Lescontenant relles, chaudes ou froides, en dissolution des gaz ou des sels qui leurdonnent des propriétés curatives. Elles sonlappelées eauû thermales, quand leui température dépasse 20 degrbs. Les eailæ sulfureuses renferment d-e I'acide suifhyariqu. floSy qui leur communique une odeur d'æufs pourris : Èarèges, 'danÉ les Hautes-Pyrénées ; Eaux-Bonnes, dans les Basses-Fyrênées. Les eaun chlorurées renferment du chlorure de sodium-(Nacl) :

Bourbon-l'Archambault, dans I'Allier magne.

Les

;

Wiesbaden, en Ailé-

carbonatëes contiennent de I'anhydride carbonique dissolution : Vichy, dans I'Allier ; Vali, dans I'Ardècire. .Les eau,æ sulfatées renferment des sulfaies de sodium, de calcit'm ou de magnésium: Plombières, dans les Vosgesl Epsom, en Angleterre; Sedlitz) en Bohême. Les eauæ ferru,gineuses sont ainsi nommées à cause des sels {e fer qu'elles contiennent: Bagnères-de-Luchon, dans, la HauteGaronne; Spa, en Belgique; passy, à paris. _-49. Eau orygénée. - L'eatt orygéruie résulte de la combinaison eæu,æ

(CO2) en

d'une molécule d'eau avec un atome â'oxygène.

HiO+ O : cau

ory3ènc

H2Oz eru orygéuée

c'est un liquide sirupeux, incolore, facilement décomposable par la chaleur en eau et en 6xygène, ce qtti en fait un oxydant énergique. Elle blanchit la peau en produisanlt one sensation âe brûlure. Elle transforme facilement le sulfure de plomb, qui est noir, en surfate de plom-b, qui est blancl aussi I'emptôie-t-on pour la restâuration des vieux tableaux, dont les couleurs à base de piomb ont noirci avec le

temps.

Quusrror.rxLrRr. où trouve-t-on de roxygène à l'état naturel ? L'oxygèno - combusest-il combustible? - comment peut-on le prdparer? - les causes qui favorisàntia corrbustion? - eu'appelle-t-on tion? sont Quelles L'étincelle élec. trique est-elle un produit de comdusHon? gwe l|ozor1ê? -e*,est-ce - cornrnemt peut- ort l,'obtemtr ? so_nt les propriétés physiques de l'eau? L'eau peut-elle dissoudre .lesQuelles gaz? jouer lo rôle d'acide et -le rôle de bage? - L'eauApeut-elle - Décrivez le voltamètro. quoi sert-il? pourse fait I'analyss do I'eau? - comment quoi les lames -du voltamètresont-elles enplatine et non e-n cuiweou enfer?Décrioes tr'euil'iomètre à mercowe. corwr*eit s,err sert-om? fait-on - comment h qnthèsc il'c I'eau an poiiir? - elr'appellc-t-cn eaur potables? euels ront

1{û NoiloNs suR LEs scIENqFfi PHrslQUEs f,î NÀTURELLEB leurg csractèros? - comment assainit-on lel eaur? - Décrioct le filtrc chsm' qu,G l'eau oæygénéa? ce gu'une eau séléniteuse? bcrtraund, - Qt ',csf -ca - Qu'eotla calcination de obtient-on:{'par poids d'oxygène Exrncrcns. - l. Quel 100 gr. de cblorate Ao potaisium; 2'de {00 gr. de bioxyde de manganèse? z.-Quel volume d-hydrogène faut-il brùler pour obtenir { grammo d'eau?

B. On Introduit dans uieudiomètre un demi-litre d'hydrogèno et un litro et demi d'oxygène, puis on enflamme le mélange. Quel gera le gaz en excès' et quel volume occupera-t-il? 4. Dans uno analyse de I'eau par le fer, on recueille 3 litres d'hydrogène; gue^I est lo poids de I'oau décomposèe, et quelle est I'augmen'bation du poids du fer ? b. Combien faut-il décompàCer ùo grâmmer d'oau, pa,r la pile, pour obtenir un mélango détonant de 2 litres ?

CHAPITRE

III

- AIR ATU0SPEÉnIQUE I. Azoto. - Az:14.

azoTE.

L',azote, aonfondu d'abord 50. Historique of état naturol. avec I'anhydride carbonique, par suits de l'3nalogie dp Ut19lq99s propriétésl en fut diatingué e$ 1772 par Ruthetfl:{' chimiste

-

ànglais. Lâvoisier, le pràmier, le décôuvrit dans I'air, dont il forme les r/r du volume. Ileriste à l'étut naturel so1r8 formB d'azotates ioalpêtres, etc. ). ceux qui Bervent à ltalimentation' Les végétaux, princiPaloment -organismes animaux r on renferment à l'état de et surt'Out les combinaison avet I'hydrogène, le carbone et I'oxygène (protoplasma, matières albuminoldes). ingolole-, inoSf . Propriétés phydqros" - L'azote est un qal dore, insipiAe, peu iotutrle dans I'eau; sa densité est 0,97? : un

litre

pèse

1gr. 293x0,972:1 gr.

?56.

Bg. propriétés chimiquel. - L'azote est un corps neutre ' ni comburanix, ni combustible (fig. 16), non respirable' se combinant dif.ficilement avec d'autres corps.

Des étincelles électriques praduisent, dans un mélange d'azohÈ et d'hydrogène, de petiies qriantités cle gaz arnmoniac{AzH3). Ë3. Préparation. - lo Partn phosphore.- Il slifût d'enflammer uu mor"eâu de phoaphore placé dans une cofipeile reposant sur ,rr, *or6"u de'liègô ltottaht sur I'eau, et de recouvrir le tout

Alort

-

Àtir ÀfttôgfrtËRtotJr

2n

âvec une cloche que lton maintient avec lâ nrain (ffg. l?). Le phosphore, en brrilant, s'empare de I'orygène de i'a'ir, fôrme

Fig. {6.

- Une bougie aliumés s'éteint dans l'azote.

des fumées blanches

Fig. {7. - Préparation de I'azote par Ie phosphore.

-d'anhydride

phosphorique

( p2OE

), qui

peu

à peu se dissolvent dans I'eau I il ne reste plus, sous la àoùe, que I'azote qui se trouvait dans I'air; car I'air, ainsi que nous

le verrons plus loin, est un d'oxygène et d'azote.

mélange formé principalement

Fig. 18. - Préparation de I'azote Dar le cuivre. Àr-flacon primitivement rempli d'eau; B, flacon primitivement rÈmpli d'air,

c, tube en u pour

E,

éprouvetto.

dessécher

I'air; D, tube rempli de cuivre Buf un

rôurneau j

2o Par lc cuiure chauffé &u rouge. passer lentemenù, sur - ondefaitporcelaine du culvre chauffé au rouge dans ùn tube ins. rs), un

248 NorIoNs gun LEs

scIENcEs PHYSIQUES ET NÀTUnEILES

Courant d'air Obtenu en déplaçant I'air que renferme un llacon, par de l'eau qu'on y amène au moyen d'un tube qui plo-nge jusqu'au fond' L'oxygène de I'air se fixe- sur le cuivre pour {ormer de I'oxyde- de cuivre-fCuO), et I'azote se dégage à I'extrémité du tube de porcelaine. 3o Par l,'azoti,te d,'amntonutnx, - Ce sel , chauffé dans une sornu€ munie d'un tube abducteur, se décompose en eau et en azote :

+ 2Ï;o .""**'"o.Ll:Til-: 3; pres{lue aucune application pra54. Usages. - L'azote n'a tique. Il èonserve les substances organiques qulon y laisse séjourner. Sa présence dans I'air sert à tempérer I'action trop vive que ltoxygène pur exercerait sur I'organisme.

II. Air atmosphérigue. 55. Historique.

iavoisier, en 1774, ii[ connaître la nature

de I'air, qui jusque-là avait été considéré comme I'un des quatre le nom d'atmosphère àla couche d'air qui dônne On éléments. enveloppe le globe terrestre. preEæpërience de Laaoist'er. 56. Composition de l'air. miore analyse de I'air fut faite par Lavoisier.

Fig. 19.

-

Il

-La

chauffa,

Pen-

Analyse de I'aii par le mercure (Lavotsier).

dant douze jours, un ballon à moitié rempli de mercure,

et

dont le col recourbé s'engageait sous une cloche reposant sur le mercure et renfermant de I'air (fig. 19). Il vit peu à peu le voiume dtair diminuer dans la cloche, et une pellicule rouge se former à la surface du mercure dans le ballon. Il constata que le gaz restant dans la cloche était de l'azole, et que la pellicule roùge était de I'oryde de mercure, c'est'à-dire un composé

#ffi *"::ii'iiT1,.o,,,",, r,oll

résurranr a. r" gène de I'air renfermé dans I'appareil.

De plus, Lavoisier, en chauffant I'oryde de mercure ainsi obtenu, le décomposa en mercure et oxygène; en mélangeant cet oxygène à I'azote de la cloche, il reconstitua I'air primitif ; c'était en faire la synthèse. Tout récemment, deur chimistes anglais,lord Raleigh Rnulneun. - Ramsay, et le professeur ont découvert qu'il existe dans I'air d'autres gaz; ce sont: I'argon, le krypton, le métargon et le néon,Ils ont un volume total é$aI environ au r/roo de celui de I'air.

57. Propriétda physiques. - L'air est un mélange gazeux, ni saveur, incolore sous une faible épaisseur, mais bleuâtre sous une grande épaisseur. L'air est pesant (Physique, no 87 ) ; c'est à sa densité que I'on rapporte celle des gaz et des vapeurs; sa densité est donc {.. On reconnait que I'air est un simple mélange, et non une combinaison, aux carartères suivants : {o Les volumes d'azote et d'oxygène qui le composent ne sont pas en rapport simple (0,79 d'azote; 0,2{ d'orygène). 2o La synthèse de I'air ne donne lieu à aucun phénomène calorifique, et chacun des composants y conserve ses propriétés sans odeur

respectives. 3o Chaque gaz se dissout dans lteau, suivant sa solubilité propre I de sorte que I'air dissous dans I'eau est plus riche en

oxygène que I'air atmosphérique. s'il s'agissait d'une combinaison.

58. Propriétés chimiques.

-

Il

ne poumait eû être ainsi

L'air

n'a de propriétés chimiques que celles

qui appartiennent à chacun des gaz qui le constituent; ctest donc un oxydant par son oxygène. tl.o Par 59. Analyse de I'air. ù froid,. - On introduit un bâton de phosphore sous læ phosphore

une éprouvette graduée, renfermant un volume d'air connu, et dont ltextrémité ouverte plonge dans I'eau. Peu à peu le phosphore se combine gveg I'oxygène de Pair pour former de Fig. 20. Ànalyse do I'air par phoephorc à frokt. le Itanhydride phosphoreux (PtO3), {ui se dissout dans I'eau. Bientôt il ne reste plus que I'azote dans l'éprouvette (fiS. 20). On reconnaît

150 NorIoNs sun Lsg gcluNcrg t'lBrslQuEs $T NÀluRrLt'B ainci quo I'air oontient les 0,?9 dc son volume dlazoto' et par conséquent les 0,21 de son volume dtoxygène' un Ûlorcea"-_de phoephorer 2o Par le phovphore ù, ehu,ud. placé1 ta paitie supérieure d'une cloche courbo, disposée comme t d a n s I' exp ê ri e n ce p r é céde nt e' * *t

*

u$lg1:iîïTt"îff, lfftrf Il $e forme, dans oe cas t de I'anhydrido PhosPhorique

(PtOi), ct le résultat est identique au précédent. U A*alYse Pw le Procédé' Dtt' fira$ et Boussingautl. Ce Procédé consiste à faire Passer un Poidr déterminé d'air sur de la tour-

Fig.21.

-

Ànalyse do I'air par le phore à

chaud'

nure de cuivre. chaulïée au roug€ phos' dans un tube de porcelaine, et à recueillir l"azote qui se dégage (no 53,20).

Le tube eontenant la tournure de cuivne, pesé avairt et après I'expérience, accuse une augmontation d-e poicls qui-est le poids de I'oxygène

6xa sur le cuivro poîr former de-l'sxydè de-cuivre (CuO)' I'azote est pesé directement. On trouve ainsi que {00 grammes d'air renferment 23 gr. { d'oxygène et 76 gr. I d'azote'

60. lt[atières contenues dans I'air atmosphérique ' - lo Va' peur illeau. - C'est elle qui- se condense en buée ou en lines ambiant; iouttelettes sur les corpi plus froids -qle le .milieu (brouillard' visible parfois devient eite condensation, ;;*f jet de vapeur dans une atmosphère froide)' 20 AnhVihri,ile carbon'tque. - L'anhydride-carbonique (COt) est un gaz"incolore, provenant ordinairement des combustions o1 àà r" ràrpiration. On constate sa présence en expoqlnt $e I'eau de chaux à I'air; elle se recouvre bientôt d'une pellicule blanche de carbonate de calcium (COsCa), résultant de la combinaison de la chaux avec I'anhydride carbonique de I'air'

6{. applications.

Par

I'oxyg_ène

qu'il contient, I'air

est

le princiù essentiel à I'existenoe des végétaux et des animaur. Zaotogb, iVii Respiration, no 8u' no Bti.) Sa suppression détermine I'asphyxie. (Zoologie, "transporte) C^'eJt

I'air

qui

les _éléments reproducteurs d'un

grand nombre de végétaur et d'animaux microscopiquesr -et iussi les bacilles et les bactéries, agents des maladies contagiouser.

UTILORE

-

ÀCIbE CELORRYDRIQT'T

,t5{

On ltemploie, comme oxydant, dans une foule d'opérations industrielles, surtout en métallurgie. Ctest grâce à I'oxygène qutil contient que I'air entretie nt les combustions. Une bougie allumée, n) placée sous une cloche (fiS. 22) , \ ne tarde pas à s'éteindre quand, par la combustion, I'air de la cloche s'appauvrit en oxygène. L'air comprimé acquiert une grande force élastique que I'on utilise dans

suite de

un certain

nombre d'appareils : freins de wagons, appareils à souf-

Fig. 22.

fler le verrer. moteurs pour tramways, pompe à in{rendie, etc. QuEsrroNN.a,rRE.

de I'oxygèuc - laActlon combustion.

dans

où I'azote existe-t-il à l'état naturel?

sont ses - leeuellqs comment prépare-t-on :

propriétés?- D'ori- le retire-t-on généralement?

1. par le phosphore; 2.

par

tnom'iwm?

Ie cuiure chauffé a,u -rouge;8, çtar tiazârite d,,am_

Expliquez I'expérience par laquelle Lavoisier découvrit la composition de l,air. reconnaît-on quo l'air n'est qu'un mélange ? corrimànt se fait I'ana- comment lyso de I'air? sont les principales matières -contenues dans l,air? - Quelles comment y reconnaît - on la présenco do I'anhydride carbonique ? - euels sont les usages de I'air?

Expncrcss. 1. On introduit dans un eudiomètre l/t lttre 6'"ir" e1r/1litre d,hydro- la composition du mélange gazeux après passagÉàe gène. Quelle sera Ie l'étincèlle ? L'aft, respiré p. les poumons, ne renferme plus què lA p,01, d,o.rygèno. -2. on introduit un litru tlo cer. air sous une cloche, et I'on y fait-brriler tlu-frhos-

,phore. Quel sera le volume du gaz restant ? yolume d'hyrlrogèno faut-il brrùer, clans :t litre d'air, pour qu'il no reste -3. Quel plus que de I'azote 7

CHAPITRE IV cEroRE,

-

ACIDE CHToRHYDRTQUE

I. Chlore. -

Cl.

:

gbr5.

69. Eistoriquo et état natursl. fut découvert - LeIlchlore ea 1774 par Scheele, chimiste suédois. fut étudié, ar com-

mencement de ce siècle, par Gay-Lussac et Thénard. On ne le rencontre dans la nature qu'à ltétat de combinaisons, dont, la plus importante est le chlorure de sodium (Nacl) ou *eI maritr,

suR LEs gcIENcEs PursIQUEs ET NÀTURELLES Le chlote est -un gaz iaune ver63. Propriétés physiques. dâtre, d'une odeur suffocante , assez soluble dans I'eau, qui en

252 NorIoNs

-

à la température ordinaire.

tlissout trois fois son volume densité est 2,44. 64. Propriétés chimiques. mais

Se

Le chlore n'est pas combustible, - est comburant: la poudre d'anti'

il

moine, d'arsenic,

le phosphorer

sten-

flamment spontanément dans le chlore sec (fig. 23). Un mélange de chlore et d'hydrogène, à volumes égaux, détone avec violence sous I'action des rayons solaires ou de la flamme du magnésium.

Le chlore forme, avec I'orYgène, des combinaisons facilement décomposables par la chaleur, et souven[ avec explosion.

FiS. 23. Combustion de llantimohe dans le chlore.

Le chlore attaque tous les métaux' Parmi les métalloïdes, Ie {luor, I'oxygène, I'azote et le carbone , font seuls

erception. Un courant de chlore, dirigé dans une caustique, donne I'hypochlorite potasse de étendue dissolution

de potassivm (eau de fauel) 2KOH

* 2Ct:

Dot.8s. ohlors

:

KCI + lroÉlrlom

chlorun ilc

si latempérature s'élève, il

6KoHf6Cl:

CIOK + H'o Potârsitrm 6l!

hypoohlortte dc

se forme

du chlorate de potassium :

SKCI +

CIO3K

+3H'?o

I)ote$âohlorcohlorurgôopotarriomohlorôt6ilepot'assiumotu

avec la soude caustique, il se formerait de I'hypochlorite do sodium, CIONa (eau d,e Labanaque)' Avecia chaux, on obtiend.rait le chlorure de chaux, mélangc

dechloruredecalciumetd'hypochloritedecalcium: CaClt

*

(ClO)'gCa

65. Préparation. - Par l'aciile chlorhydrique_et le bioægile ae manginèse (procëdé de Scheele)- - On ohluffg légèrement ir *efung. d.ansun ballon.'L'hydrogè.ne de I'acide chlorh-ydrique bioxyde de manganèse (MnOt), pour 1ùCtj r'u"oit à I'oxygèn.9.*. iâr*!t de I'eaul unl moitié du chlore se combine au manganèse, ïautre est mise

en

MnO' +

liberté:

4HCI :

MnCl' +

Cln +2H'O D|erytrrlonrÛec'!ôÛo*|lkcùlorb'.lriq89ôÀloÛ!l.l.mr[8r.lÔgqobloroOg

CHLORE

-

ACIDE

CHLORHYDRIQUE

253

On ne peut recueillir le chlore sur le mercure, qu'il attaque, ni dans Ileau qui le dissout. On fait arriver le gaz directement au fond d'un flacon, dans lequel il s'accumule en raison de sa grande densité (fig. 24). Par le procéd,é de Berthollet. On verse de I'acide sult'urique sur - et de sel marin , contenu dans un mélange de bioxyde de manganèse un appareil semblable à celui de Ia figure 24. Il se forme du sulfate de manganèse et du sulfate acide de sodium :

MnOt

f

*

2NaCl SSOrHz- 2SO+NaII ohlorurc aciile rulfrtc rolils ile mongrnàre ile to
Au point de vue industriel,

lc

*

SO{Mn +2H2O rullato Êru

2Cl + ohloro

de mangruceo

premier procédé est préférablel car

on peut, au moyen du chlo-

rure de manganèse, régénérer le bioxyde, produit

assez rare et d'un prix élevé. On opère de Ia manière suivante (procédé de 'Weldon).

On neutralise, par

du

carbonate de calcium, le chlorure acide de manganèse; puis on sépare, par

décantation, les prodrrits précipités, et I'on ajoute au liquide de la chaux délayée dans de I'eau (lait de chaux) ;

I'on fait ensuite passer un vif courant d.'air dans

le

masse

: le

F.ig.2/t.

manganèse

-

Préparation du chlore.

s'oryde et se combine, à l'état de bioxyde, avec I'excès de chaux, tandis que le chlore passe à l'état de chlorure de calcium. On peut employer la combinaison de calcium et de bioryde de manganèse (martganitc d,c co,bi.um,), ou la décomposer par I'acide sulfurique, ce gui régénère le bioryde. La dissolution du chlore s'obtient comme la dissolution ammoniacale (fig. 38). Le liquide obtenu doit être conservé dans des flacons noirs; car, sous I'influence de la lumière, le chlore décompose I'eau. Cette dissolution est capable de dissoudre I'or sn feuilles.

66. Ilsages.

Le chlore est employé dans la préparation

des chlorures désinfectants et décolorants, dont les principaur sont

le chlorure de chaur, I'eau de Javel et I'eau

raque.

9'

de Labar-

X6I Nouons sUR LIII SCIINCIS PËtsIOUlg ET NÀTURELLIE Ces chlorures sont employés pour assainir les appartements, pour blanchir les tissus, la pâte à papier' etc.

II. Acide chlorhydrique. - HCI - 36,5 07. Historique ot, état naturel. - L'acide chlorhydrique était autrefois connu par les alchimistes, qui I'obtinrent par Ia distillation d'un mélange de sel marin et de sulfate de fer, et lui donnèrent les noms d'acide muniatique eL d"esgri,t de sel. GayLussac et Thénard sn déterminèrent la composition. On le trouve dans les fumerolles qui se dégagent des volcans (Géologie, no 30).

68. Propriétés physiques. - L'ocid'e chlorhgdrigue est un

gaz incolore, d'une odeur vive et sulTocante, produisant à ltair des fumées blanches. Sa donsité est {,26. L'eau en dissout 500 fois son volume. Faraday I'a liquéfié à - 80o sous la pression atmosphérique.

&9. Propriétés chimiques.

-

L'acide chlorhydrique est un

acide énergique attaquant tous les méta1rx, à I'exception de I'of

et du platine, qui sont attaqués par un mélange d'acide chlorhydrique et d'acide azotique læu'régdle). Il n'est ni Ûomburant ni combustible. Il eG combine directement avec le gaz atrmonidc, en formant d'abondentes fumées blanches de chlofure d'ammûnium (AzHaCl).

s5

tr}Dl. BROII. ttUOR

70. Frdparttion. ^ L Pr'époratàon iles laboratmres. i- On chauffe, dans un ballon, un mélange de chlorure de sodium ou sel marin (NaCl) avec de I'acide sulfurique (SO1H2). Un atome d'hydrogène est remplacé par un alome de sodium; I'acide chlorhydrique se dfuage, et il reste du sulfate acide de sodium (SOaNaH)

NaCl + SOIH':

cblotu

ile

rotltt*

rcitlo

rulfurlgua

HCI +

SO{NaH

rolilc ohlorhyilrlqnc rulfrtc rciilc tlc rorlinn

On recueille le gaz sur le mercure. lI. Preparation i,nd,ustri'elle. - Oans I'industrie, le mélange d'acide et de sel est introduit dans des cylindres en fonte chauffés; le gaz se

rend dans des touries ou bonbonnes contenant de I'eau dans laquelle il se dissout (fiS. 25). Cette réaction a surtout pour but de préparer le sulfate de sod.ium, nécessaire à Ia fabrication du carbonate de sodium (cristaux rle soude) par le procédé Leblanc.

7{. Usages. - On emploie I'acide chlorhydrique pour la préparation du chlore et des chlorures' pour décaper et dissoudre ies métaux, poùr isoler la gélatine des os (no 91, 2o). QuEsrroNNArRE. - Quelles sont les propriétés physiques et chimiques du le prépare-t'on? - Comnent le recueille-t-on? - Quels clùore? - CommentComment Cobtienncat le cbloruro de chaux? I'eau do Javel? sont ses usa6es? I'eau de Labarraque ? Comment s'appelait autrefois I'acide chlorhydrique? - Quelles sont ces prole prépare-t-on? - Feut-on le priétés physiquæ et chimiques? - Comment recueillir srr I'eau? À guoi est-il employé?

que l'acide chlorhydrique gâzeux est formé sans EffiRcrrcrs. - l. Sacbant condensation de volumes égaux do chlore et d'hydrogène' trouver sa densité. 2. Quels poids d'acide sulfurique et de sel marin faut-il employer pour obtenir Quel sera le poids du résidu? un mètre cube d'acide ctùorhydriquo gazeur?

-

CHAPITRE V IODE. 8ROME. FTUOR

72, Iod.e, - L'i.od,e est un corps solide, o"dirr"iru."nt en lamelles de couleur gris d'acier, se volatilisant facilement en vapeurs violettes très lourdes et dangeneuses à respirer. Il est peu soluble dans I'eau, mais tres soluble dans I'alcool (tei,nture d'iod'e) et dans le sulfure de carbone. Avec I'amidon, il donne une coloration bleue intense due à la formation d''ind,ure d'am'idsn, On rnetire I'iode des eaux qui ont serwi à lessiver les cendres des varechs (euw+ninæ); ces végétaux sorrt riches en sels de potassium, fu sodium, en iodures et'en bronprer. Iæs ceurfièreÉ, ùraitéer per Ert courant de cHorc, lrissant

256

NorroNs suR LEs sqruNcns pnysreurs ET NÀT.uRELLEs

déposer I'iode, tandis que

le ehlore s'unit au métal. On purifie I'iode par sublimation, en le chau{fant dans des cornues côrnplètement

entourées de,sable (fig. 26); les vapeurs se rendent dans des récipients

extérieurs, dans tresquels elles se solidifient en lamelles.

on peut aussi I'extraire des iodures par un procédé analogue à celui qu'employait Bt:rtbollet (voy. no 65) pour obtenir le chlore on traite

Fig. 26.

-

Sublimation de l'iode.

I'iodure de sodium (NaI) par le bioxyde de manganèse et I'acide sulfurique. La réaction est analogue à celle de la page 2b3.

MnO? f 2NaI *

bioryde

tlo

ioduro

SSOaHz

rcido

manganèsc ils sotlium rulfuriquc

ZSOaNaHf SOIMn+2H?O+2t - sulfrtô acialo rullûto esu loda ds

soilinn

do mauganèse

L'iod,ure d,e patassi,um est employé en médecine comme dépuratif. La teinture d'iode trouve aussi des applications rnédicales nombreuses. La photographie utilise l'iode à l'état d'iodure de potassium.

73. Brome, - Le brome est un liquide rouge brun, peu soluble dans I'eau, mais tres soluble dans l'éther et dans le sulfure de carbone. On le conserve sous I'acide sulfurique. C'est un poison violent. Il possède des propriétés analogues à celles du chlore èt de I'iode. On I'extrait, comme ce dernier, cles eaux-mères des cendres de varechs. après la précipitation de I'iode, les eaux sont concentrées, puis traitées par du bioxyde de manganèse et de l'acide sulfurique. Les bromures donnent la même réaction que les iodures et les c[rorures, on obtient du brorne au lieu de chlore ou d'iodel les autres produits sont identiques (voy. no'(i5, 72). - En médecine, on emploie le bromure de potassittm comme calmant du système nerveux"

SOUFRE

Eî

SES

COMPOSÉS

9.57

?l*. Fluor. - Le fluor est un gaz jaune verdâtre, odorant, qui a étd lsolé de sa combinaison avec I'hydrogène (acide fluorhydrique, IIF) par M. Moissan (1888). Il est doué d'une puissante affinité pour la plupart des corps. On le trouve dans la nature à l'état de fluorure de calcium (fluorine). Sa principale combinaison est l'a'cide fluorhyd'riqr,le, liquide très comosif qui attaque le verre, ce qui oblige à le conserver dans des flacons en platine ou en gutta-percha. On I'emploie pour la gravure sur verre, en procédant comme pour la gravure sur métal çn" 1t?). On s'en sert aussi à l'état gazeux : on verse de I'aside sulfurique

sur du flrrorure de calcium contenu dans une cuvette en plomb, et on

Fig. 2i.

-

Gravure à I'acirle lluorhydrigue gazeux.

recouvre cette cuvette d'une plaque de verre préparée pour la gravure. Les parties, mises à nu par le stylet, sont alors attaquées par I'acide fluorhydrique gazeux qui se dégge. Qunstroxxernu. du brome et dw fl,uor.

Lnd,i,qwez brdèuememt las pri,ncèpol,es propriétés il,e l|ioda,

Qu'est-cê que I'aoiila fluorhgd,riqae çtl,oic-t-on il,sns Io grolvure swr oerra?

-

?

-

Comwent l'ern-

CHAPITRE VI SOUFRE ET SES COMPOSÉS

f. Soufr@,

S

-s.2.

75. État naturel. - Le soufre existe, à l'état natif, au voisinage des volcans lsolfatares), et à l'état de combinaisons, dont

les principales sont des sulfures (sulfures de fer, d'antimoine, de

plomb, etc.). Certains corps organiques en renferment (jaune dtæuf, moutarde, oignons, etc.). est un corps solide, 76. Propriétés physiques. - Le soufre jaune, inodore, insipide, insoluble dans I'eau, mais soluble dans le sulfure de carbone et la benzine; il fond vers {12o. Sa densité est 2,07. Iiest mauvais conducteur de la chaleur et do l'électricité, et s'électrise négativement par le frottement.

858 NorIoNs suR LE$ scIENcEs PETSIQUES Et NATURELIÆs Tenu dans la main, un morceau de soufro fait entendro un mépitemont particulierS provenant de rupturos partielleo dues à I'inégal échaufrement de la masse. Par fusion, il cristallise en longues aiguitles prismatiques; tandis que, par voie humide, il donne des cristaux octaédriques. Le soufre est donc dimorphe. 77. Propriétés ohimiques. - Le soufre est inaltérable à I'air; il brtle avee une {lamme bleue en donnant de I'anhydride sulftreux (SOt).

S+20_

SO'

orygàne rnhyùritle aulfureux It peut se combiner avec I'hydrogène (acide sulfhydrique, HtS ), avec le carbone (sulfure de carbone, CSt ) avec les métaux roLlre

,

(sulfures de cuivre, de plomb, etc.). Le soufre se retire des terrains volcaniques 78. Extraction. qui le renferment -à l'état natif. On le sépare des matières terreuses, auxquelles il est mélangé, par simple fusi,on du minerai disposé en meules (calcaroni) analogues à celles que I'on construit dans la fabrication du charbon de bois, ou par ili'stil' lation dans des vases en terre (fig. 2B). Dans le premier pro-

Flg' 28.

-

Extraction du soufre par distillation.

I,e soufre, réduit en vapeur dans le récipient de gaucbe, se condense dens le récipient rle droite, et, par le tube À, tombe dans le baquet B contenant de I'eau.

cédé, une partie de soufre est perdue par combustion à l'étaf de gaz sulfureux I I'autre partie fond et s'accumule sur ltaire de la meule.

79. Raffinage. Le raffinage du soufre consiste à faire arriver sa vapeur dans une chambre en maçonnerie (fig. 29). Les premières vapeurs se subliment à l'état de tne poussière; c'est la fuwr ih sottfrc. Quand les parois sout échauffées eu

3ournE Es sEs

couPosÉ8

g5g

delà de 1{3o, le soufre se condense à l'état liquide, on le recueillc et on le coule dans des moules coniques ; c'est, le soufre en contn.

r/ïLt

,h

"1t''idl .ir":lllliilll

$ig. Zg. - Raftinage du sou.t€. réeervoir contênanl Is soufre en fwion, leguel s'écoule par le tube r dans chelstu'du lr foyer E le rédutt €n vapour; B, chnmbre à condensation; C, regiatre quipomet d'anêter I'ardvée de la vapeur de sou&e; S, soupape; t, tringle s€rva.Dt à donner issue au soufre fondu; H, moule pour lo coulage du soufre en canon.

A,

lc cyllndre P, où

80, Usagos. Le soufre est employé dans la fabrication du - I'acide gaz sulfureux, de sulfurique, du sulfure de carbone, de la poudre ordinaire (no {77), des allumettes; on I'utilise égaIement pour prendre des empreintes de médailles, pour combattre I'oïdium de la vigne, et on ltordonne en médetine,

forme de pommades, contre certaines maladies de la peau.

souË

II. Anhydride sullureux, SOt:64. 81. Propriétés. eulfureuæ est un gaz incoloro, - L'arthydride go, d'une odeur suffocante provoquant la toux, liquéfiàble à très soluble dans I'eaul qui en dissout cinquante fois son volume. Sa densité est 2,23. Il n'est ni comburant ni combustible; c'est un décolorant énergique.

89. Pré.paration. - l. Par le mnrcure ou ln cuiare et I'acide tulfwrique. On chauffe légèrement le mélange dans un ballon,

-

160

NoTroNs suR LEs scIENcEs PHYSIQUES

ar

NÀTURELLEs

et on recueille Ie gaz sur le mercure (fig.30). Le cuivre, en pr& sence de I'acide sulfurique, forme du sulfate de cuivre, et le gaz sulfureux est mis en liberté.

Cu

*

otriyr€

2SO4H2 .cidc

:

snlfuriqu.

SOt + SOaCU +zH!O ôsr sulfureur rulfrto ile ouiwe

uhyalrido

Dispositon de I'appareil où I'on prépare du gaz sulfureux' éprouvette à dessôcher les gaz; c, éprouvette dans laquelle on recueille le gaz; D, cuve à mercure.

n'ig. 30.

-

A, ballon renfermant I'acide sulfurique et le cuiwe;18,

Quand on veut obtenir I'anhydride sulfureux liquide, on fait arriver le gaz desséché dans un ballon entouré dtun mélange réfrigérant (fig. 3t). lI. Prépwa,tion d,c la d,issolution pûr Ic' ca'rbone et l;acid'e sulf* nque.

-

La réaction est la suivante:

C + ZSO{H! :

crrbon

aoide

rullbrigue

COr +

2SO2

gal oarboniquc rnbyttriite

+2H2O

tulfo.rour

6Èu

L'appareil se compose d'un ballon générateur. Les gaz qui se dégagent passent ensuite dans une série de flacons aux deux tiers remplis ri'eàu froide, dans laquelle le gaz sulfureux se dissout. L'anhydride carbonique, en raison de safaible solubilitér ue nuitpas aux propriétés de I'anhydride sulfureux,

IIl. Par le soufre et Vactd'e w'lfurique. - On I'obtient, en grandc quantité, en faisant agir à chaud I'acide sulfurique sur le soufre:

s + crldo2so4H2 rulfuriqua

mùa

gSOr + ZHIO

uhldridr rnUnrssr

orû

SOUFRE

ET sES

COMPOSÉS

96{

83. Usages.- L'anhydride sulfureux est employé dans la fabrication de I'acide sulfurique, pour le blanchiment de la soie et de la laine, pour éteindre les feux de cheminée, pour détruire les moisissures des tonneaux (mèches soufrées), pour assainir les milieux infects (cales des navires, lazarets), pour combattre I'acarus de la

l1g. 31. - Liqué{actron du gaz sulfureux. B, ballon.où se produit le gaz; E, éprouvetteoù se condense Ia vapeur d'eau; T, tube à dossécher le gaz; D, ballon où le gaz se liguéûe; a, tuËe do sortio du gaz en excès.

g,ale, pour désinfecter les objets à I'usage des malades atteints d'affections contagieuses. Dans presque tous les cas, on le prépare

sur place par combustion du soufre. L'abaissement de tempèrature, produit par l'évaporation du gaz sulfureur liquéfié, est utilisé pour fabriquer de grandes quantités de glace (procéil,é pictet).

III. Acide sulfurique ordinaire, SO{II2:98. 84. f,ietorique. L'acide sulfurique ordinaire était déjà

connu au xrrre siècle. Albert le Grand lui donna le nom drlwile dc oitri'ol; le moine Basile valentin indiqua sa préparation, et Lavoisier en détermina la nature et la compositiôn.tS. État naturel. On le trouve libre dans les eaux de certaines rivières qui descendent du voisinage des vorcans. Le Rio Yjl"Sry, qui sort des Àndes, en renforme i gr. 84 par litre d'eau. Mais il existe surtout combiné à la chaux (Syple, plâtre), et à la baryte (sulfate de baryum,;.

-

86.

P1op1iétés pbysiques.

L,a.ci,itre

sutfuriquc orilinaire

- de consistancelirupeuse; sa Iiquide_incolors, inodore, densité est 1,842. 1st

qn_

209 NcuoNs gun LÉg EcrbNcns PHTSIQUIS El NÀTURELI.IS t7. Proprtétds ohimiques. - L'acide sulfurique ordinaire est un acide énergique très avide d'eaun ce qui le fait employer

pour dessécher les gaz. Le mélange de quatre parties d'acide et d'une partie d'eau est accompagné dtune contraction et d'une élévation de température d'environ {00o. Il détruit les matières organiques (liège, linge, peau' etc. ) et attaque tous les métaux, erceptâ I'or et le platine. Le plomb n'est attaqué que par I'acide concentré et à la température de l'ébullition. Au rouge vif' I'acide sutfurique se décompose en anhydride sulfureur, Yapeur dteau

et oxygène. 88. Théorle de la préparation de l'acide sulfuriquo. - La préparation de I'acide sulfurique repose sur I'oxydation de I'anhy' dride sulfureux, par ltoxygène de ltair, en présence de I'eau :

SOr rnhyildifo

idfnrtut

Fig. 32.

-

O *H2O: + orygànr èrr

SOiHe roldl rulluriqur

Préparation de I'ecide sulturique.

c. ballons dans lesquels se produisent Tacide sulfureux, I'oxyde azotiquo où ct la vapeur d'eau; d, tube qui amène le courantd'air; A, grand ballon r,Opèrent les réactions; e, tubà pour la sortie des gaz ell excès. I"'acide gulfurique ee condengo dans lo ballon A. a,, b,

A un grand ballon, contenant un peu d'equ chaude (fig. 32)' on adapte un bouchon muni de. cinq tubes : trois d'entre eux descenâent à proximité du fond et amènent, le premier du gaz sulfureut,le decond de lbxyde azotique, le tfoisièffie uh coufant dtair, le quatrièméde la Yapeur d'eau; enffn le cinquième, Poû onfoncé dans le ballon, sert à l'évacuation des gaz €n ercès.

rouFan

[1

sEE

eouFosÉs

g6s

L'oryde azotique, aur dépens do lfair, doviont peroryde dtazote

r

AzO + O: rrotlqur

cryile

oxygène

(r)

AzO! peroxydc al'.rot.

Le peroryde forme, avec I'eau, de I'acide I'oxyde azotique

SAzOe lnroryile

azotique

et

de

:

AzO +H'O"_ZAzO3H{ azotigqo oryilc ezotlquc aru

d'arcto

eoitl€

L'oxyde azotique reproduit la première réaction (l)' tandis que ltacide azotique, en présenoe du gaz sulfureux, donno de I'acide sulfurique et du peroxyde d'azote : : SO4H2 + 2AzO" ZAzOsH + SOz rciile

rzotiquo

rnbyilride

rulfuron:

leltl€

mlfutiqtre

proxytlo tl'ozoto

Le peroxyde dtazote, sans cesse régénéré, détermine la forma*

tion d'acide azotique. Celui-ci oxyde le gaz sulfureux

et Ie

trans-

forme en acide sulfurique; tandis que I'acide azotique lui-même perd de I'oxygène et redevient peroxyde d'azote. Les mêmes réactions se reproduisent tant que I'on envoie dans le ballon de Itair et du gaz sulfureux. La production d'acide sulfurique peut être mise en évidence à I'aide du chlorure de baryum (Ba0lz), qui forme un précipité blanc de sulfate de baryum. RnuenQur. - Lorsque la vapeur d'eau devient insuffisante dans le ballon, il s'y produit des cristaux dits crisfouæ des chambres d,e plomb, de composition SOaII.AzO (c'est I'acide sulfurique SO4H2, ou un atome d'hydrogène est remplacé par le groupement AzO, appelé nitrosyl,el'.

Suivant des théories récentes,

la

formation de I'acide sulfurique

oomporte deux phases : {. Production de sulfate a,ctde d,e nitrbsyle, SOaH.AzO, par I'internédiaire de I'air, du peroxyde d'azote, de I'eau et du gaz sulfureux :

2SO2 4H?O* 2LzOz + O : petoryde il'ezote oxygàne sr

2(SO+H.AzO)

ru'lf*to roitlo tlo dÈrorylc Julfursur 2. Déconnposition de ce sulfate en acides azoteux et sulfurique par un excès d'eau : ruhyilrtile

SOaH.AzO +H2O-

lulfate roitle ilo nitrolylô

o.u

AzOtH +

aoitlo

rzoteur

SO4HI acitle rulfuriquo

89. Préparation industrielle, - L'industrie met à profit les réactions établies ci-dessus pour la production de I'acide sulfurique. Parmi les appareils quifigurentdans cette préparation, il convient de signaler: 1. Les fours à pyrite (fours Malétra); 2. La tour de Glover I ' Co radlcatr nitrosyl,e n'est autre que I'oxyde azotiquo (ÀzO) , quo nous 6tudlerons plus loin (p. s,69).

tl64

NotroNË BùR r.Ës sctEncns DfiTSIQûtÉt

tT

!{^îURELLË$

8. Les chambres de plomb; 4. La tour de Gay-Lussacl 5. Les bassines à concentration. Founs À pyRIrE. - La substance destinée à fournir I'anhydride sulfu' reux est Ia pyriteFeS2. Elle est placée sur des tables ou soles disposées er chicane (s, s, fig. 33), après quoi on I'allume : il se forme du gaz su|fureux, qui se rend au bas dela tourd,e Gl,oaer. Lorsque la combustion est assèz avancée, on fait descendre la pyrite d'une sole à I'autre, et on la remplace par de la pyrite neuve. Le résidu rouge, recueilli dans le cendrier, est composé d'environ 90 0/O de sesquioxyde de fer. tour a un triple effet : Toun nr Gr,ovpn. - Cette sulfurique des charnbres de plomb, de 5& 1o Concentrer I'acide à 600 Baumé; 2o Refroidir les gaz qui y circulentl 3" Enlever les produits nitreur dissous par I'acide sulfurique dans la tour d,e Gay-Lussac, La tour d,e Gloaer se compose d'un bâtiment de 2 à 3 mètres de dia' mètre, sur 10 à {5 mètres de hauteur (fig.33' àgauche). Elle est remplie de pierres siliceuses, et ses parois sont recouvertes de feuilles de plomb. i'acide sulfurique, qui vient des chambres de plomb etdelatour d,e Gay-Lu.ssac, tombe en pluie fine d'un réservoir disposé au sommet de l'édiflce; I'acide arrive au bas, concentré à 60o 8., tandis que le gaz sulfureux, provenant des fours à pyrite, se rend dans la première chambre, chargé de vapeur d'eau et de produits nitreur qu'il a enlevés à I'acide sulfurique qui tombe. chambres, au nombre de trois (c , C, Cne.Msnus DE PLoMB. - Cestotal de5à 6000 m.c.; elles sont tapisC',frg. &3), sont d'un volume sées intérieurement de feuilles de plomb soudées. Elles reposent sur des cuvettes de même métal, ou se dépose I'acide sulfurique formé; de cette façon, la fermeture est parfaite. Hles communiquent entre elles par des ouvertures et reçoivent plusieurs jets de vapeur d'eaul la deinière seule, dlte chu'rnbre de condensatiott', n'en reçoit pas. C'est dans les deux premières chambres que se forme la plus grande partie de I'acide qui sera concentré dans la tour de Gl,oaerToun nn Glv-Lusslc. - Les produits gazeux qui échappent aur réactions et à la condensation se rendent dans une tour remplie de eoke et revêtue également tle feuilles de plomb : c'est la tour de Gag-Lussac (L, fig. 33). De I'acide sulfurique à 62'F.coule à la pariie supérieure, et, après s'être chargé des composés nitreux entralnés, se rend au sommet de la tour de Glnaer, d,e Glouerr l'acide BASSr{-gs DE coNcENTR^q.rIoN. - Au sortir dela twr sulfurique marque 60o à 62o B. On I'amène au degré-commercial voulu, 66., eri le distitlant dans des chaudières en platine rendues inattaquables par une dorure à I'intérieur, ou dans des chautlières de fonte que l'acide concentré attaque faiblement. 9O. Impuretés et purification. - Uacide sulfurique, ainsi prÉd'impuretés : par{, renferme généralement trois sortes

SOUFRE ET SES COMPOSÉS

:q) tt k

'=

c

U2

c)

q)

tr

û 3

li 'g ,LI I

I

bo

r-.

!ù0 NorIoNs sIrR Lts

scIÉNcDs PHYSIQUES

Er

NATURELLES

des chambres dc

lo Du sutfûte d,e plomb, provenant de I'attaque

plomb Per I'acialê sulfurique

I

prod'uàts nttrës; 2o Des -cornposés

s,rsenianuÆ, rÉsultant du grillage des pyrites plus 5" n.r ou - moins arsenicales. L" ;;i de plomb est enlevé par I'acide sulfhydrique, à l'état de sullure de plomb insoluble. Les nroduits nitrés sont éliminés, en chaufrant I'acide sulfurique de sulfate d'ammonium par100 lilogr. d'acide. .n." - I â f ae"igr"mmeË ia aistittatioi de I'acide sulfurique, arec un peu de bichromate de potassium, le débarrasse de I'arsenic'

gl.

usageE.

L'acide sulfurique Eert dans la préparation

des acides-azotique et sulfureux, dâns celle dtun gran{ nombre de sulfates (suffiàtes de fer, de cuivre, êtd.), dans la fabrication des bougies stéariques, des éthers, du phosphore, des superphosphates. '

En réagissant sur le chlorure de sodium, I'acide sulfurique donne, oùtre I'acide chlorhydrique ( no 80), le- sulfate de sodium qu'on ômploie pour la fabrication du carbonate de sodium. Celui-ci, a Soo tour, seit à la fabrication du savon, du verre à vrtre, etc. Étendu d'eàu, I'acide sulfurique sert au montage des piles.

IV. Acide sullhydrique, HtS:34' gA. État naturel.

Liacide wlfhydriqua se dégage spontanéIl se forme décomposition des matières végétales et animales .qui ren-

ment de certaines eaux minérales (eaux sulfureuses).

a""r r"

fefment du souire (ceufs, vase des marais, fosses d'aisances). 93. Propriétés. - L'acide sulfhydrique est un- gaz tncolore, d'unc ode"" fetiaà rappelant celle des æufs pounis, soluble dans 3 à 4 fots ro" noto*" a'eàu a la température ordinaire. Sa densité est '1,1912. Il brùle avec une llamme bleue, en produisant de I'eau et de I'anhydride sulfureux:

H2S + Oâ -HzO+

SOr

rnhyilriile lulfurôux s$u rulfhydriqoe orygènc il forme, avec trois volumes d'oxygène, un mélange qui détone à I'apnroche d'une bougie allrrnrée. ' Si I'oxygène n'eit pas en quantité s_uftsante, il se produit de I'eau, se déposô, commê il est facile de Ie constater, en enflamet ie t'aciOe sulfirydrique contenu dans une éprouvette étroite (frg. 34) : mant"ouiri roiilc

Ées + o :

iulfrtatdquâ orygèno Lc chlorg l,e décompose en soufre l'dquation : '-a------lotalr

H3S

ldÀr rullhyilrtqlr

+ zcl : ohlcrr

II20 +sloufrc osÛ

et

acide chlorhydrique selon

zHcl

rcide cblcrhydriqur

+ '

S

ioulr'

sourRE Er sEs

coMPosÉs

26?

Il noircit

I'argent et le plomb, et donne, avec la plupart der sels métalliques, des précipités dont la coloration caractérise la nature du métal. C'est un gaz dangereux à r.i

resprrer. Son odeur fétide avertit de sa présence, même quand il n'existe dans

I'air qu'en très faible proportion;

lorsqu'il se dégage subitement et en abondance (ouverture des fosses d'aisances), son action est instantanée, et il peut déterminer I'asphyxie en Combustion Fig. 34. de I'acide sul{hvdlique. quelques minutesl I'intoxication est désignée par les vidangeurs sous le nom de plomb. Ses effets sont atténués par Ia respiration de très petites quantités de chlore obtenu

en humectant avec du vinaigre un linge contenant du chlorure

de

chaux.

Par un sulfure et l'acide sulfu,rique ou On fait agir à froid les acides sulfurique ou sur le sulfure de fer; il se forme du sulfate ferreur

9,4. Préparation.

l'o,cide chlorhyd,ri,que. -

chlorhydrique ou du chlorure ferreux avec dégagement de gaz sulfhydrique

FeS+SO{HI:SOrFe+HzS

rulfuo ilo for

rclile

aallnrlquo tulfrts

alo

FeS+zHCt:FeCP+HzS

rdlhro

de

fer

rcido

chlorhyilrlquc

ohlorore

tor

:

roide oulfhydrlqoc

feneur

reirle rulfhyilrlquc

. Le gaz obtenu

contient toujours un peu d'hydrogène provenant de I'action des acides employés sur le fer libre mêlé au sulfure. Avec le sulfure d'antimoine (Sbrsa) et I'acide chlorhydrique à chaqd, on obtient du chlorure d'antimoine (SbCl3) et de I'acide sul{hydrique pur:

Sb2S3+6HCl:zsbCta+3H2S

tnlfilc d'sûtimoiuo roiilc ollorhydrlquc

shlornre

il'antimolnl

eclile

rulfhyilriquc

95. Usages. - L'acide sulfhydrique est employé à l'état gazeux, en dissolution, dans I'analyse chimique. C'est I'acide à

sulfhydrique que

certaines eaux minérales (Barèges, Bonnes, etc.) doivent les propriétés qui les font employer, soit en bains, soit à I'intérieur, pour les affections de la gorge.

Questroxl-llrRr. Quelles sont les propriétés physiques du soufre? - Où le reûcontre-t-on dans- la nature? Comment lo Que donne-t-il en brtlant? retire-t-on des terrains volcaniques qui le renferment? - eu'est-ce quo la fleur de soufre?- Comment I'obtient-on? Quels sont les principaux usages du

-

soufre ?

Quelles sont les propriétés de I'anhydride sulfureux? Comment peut-on Io - d,ans préparer? QueI est le rôl,e ttrw cwîare et d,w carbone sa préytaratiom par lionida-sulfwrique? sont ses usages? Quels Quelles sont les propriétés chimiques de I'acide sulfurique? le - Comrnent nommait-on autrefois? Indiquez les réactions qui se passent dans la préparation par orydation do I'acide sulfureux. Domnez brièpement b desariptiar

dat tltgturcits qui seroemt à

Le

gréparar

-

d,ans

Tinilwtrie,

268 NorroNs suR LEs sclrNcls

PHTSIQUES ET NÀTURELLES

le soufre fotnu-t-il ooac lihgilrogène? - Quel,las sont be proprôêtés i',a l'oni,il,a sutfhgil'riquel - Qwe il'onne't4l am brûl'owt? - Quellc Qwel,la combinaôsom

e$lon ontion sur tc pl,otnb et I'argent? EXERCTCES.

- l. Quel de soufre?

Contment la prëpare't-om?

volume d'anhydrido sulfureul produit

d'un gramme 2. Ôueb poids de cuivro et d'acide sulturique

faut-il

la

combustlon

employer pour obtenlr

l0 grammes d'anhYdride sultureux? 3. Quel poids de sulfure de fer faut-il traiter par l'aclde chlorhydriEre pour obtenir

I

gramme d'acide sulfhydrique?

CHAPITRE VII PRINCIPAUX COMPOSÉS DE L'AZOTE

96.

PrincipaleÉt combinaisons.

L'azote forme' avec I'oxygène,

ciuq-tocomposés PrinciPaux qui sont : Le protoxyde d'azote ou oxyde azoteux. 2o Le lioxydè d'azote, oxyde azotique ou nitriisyle. azoteux. 4. Le peioxyde d'azote. 5o Uannyaride azotique

3o L'anhydride

Az2O

AzO

Az2Ol AzOz Àzzob

Au contaci de I'eau, les auhl'dlides azotcux et azotique donnent ler acides azoteux (AzO2H) et azotique (AzOlH). L'azote forme, avec I'hydrogène, un composé gazeux qui est I'ammoniaque AzHr.

I.

OxYde azoteuxr lrzzo--4,r1.

S7. Propriétés physiques.

-

L'oxYnE AzorEUx, ou prottæyde

un gaz incolore, inodore,-d'une saveur légèrement sucrée. Un litie d'eau én dissout un demi-litre à Ia température ordinaire I

d,,o,zote, esf

I'alcool en dissout 4 fois son volume. Sa densité est 1,527' 98. Propriétés chimiques. - Le protoxyde d'azote est un composé neutre déc-omposable par Ia chaleur en azote et oxygène. un corps en ienition, introduit dans un {Iacon rempli de ce gaz, y brùle avec énerlie, sous I'action de I'oxygène mis en liberté par la chaleur.

lrz2O -âLz* azoteur ûrtts

orydo

O oxY6ènr

La combustion est alors plus active que dans I'air, parce que la y est plus forte. une allumette, encore incan.proportion 'itcsôente, d'oxygènc se raliume dans le protoxyde d'azote I le charbon, le pltosphore, le soufre, y brùlent avec éclat. On le distingue de I'oxygène'

PNINCIPÀUX COMPOSÉS DE

L'AZOTE

269

en ee qu'il n'entrctient pas les combustions lentes, ni la respiration des animaux. L'ox5de azotique ne s'y transforme pas en vapeurs rouges de peroxyde.

99. Préparaf.ion. Par. l'azotate d'antntoni,um (AzO:t.[zII4). - de On chauffe cloncement I'azotate d'ammonium dans un ballou de verre (lig. 35); le sel se décompose au-dessous de 2400 en oxyde azoteux et en eau:

AzOt.LzHt* l,3zo

|rottto il'ôemotliuDl oryile uoteut

+2H2O €al

* ":-->

Fig.35.{.OO. Usages.

Préparation du protoxyde d'azote.

protoxyde d'azote est parfois employé comme - Le il doit être exempt d'oxyde azotique. Son inha-

anesthésique*, mais

lation produit une sorte d'iwesse gaie gui tui a fait donner le nom

de gaz hilarant.

II. Oxyde azotique, Az():

3O.

fOl. Propriétés physiques. - L'oxyDE ÀzorreuE, ou bioæyde _ dlazote, est un gaz incolore dont ltodeur et la saveur sont incôncar, en présence de I'air, il se transforme en peroxyde t-ues i d'azote. Sa densité égale 1r3. lO?. Propriétés chimiques. t- Au contact de I'oxygène, ou simplement de I'air atmosphérique, looxyde azotique-se transforme en peroxyde dtazote , o'rof"Sono.

*

*-#:;"*

","?*": La chaleur ne le décompose qutau rouge vif en azote et en oxygène I c'est pourquoi un corps en ignition, plongé dans un '

L'anesthésto eet Ia suppression momentanée de la seneibilitd,

qTO NortoNs suR

scrnncrs pnysreuns ET NATURELLEs flaoon rempli de ce gaz, s'éteint, à moins qu'il ntait été fortoment enflammé ou qutil ne soit, comme le phosphore ou le carbone, très avide d'oxygène. Une dissolution de sulfate ferreux, ou vitriol vert (FeSOr), Itabsorbe très facilement, se colore en brun, se suroxyde et donne du sulfate forrique [Fet(SOa)3]. Cette réaction permet de recon, naitre la présence du bioxyde dans un mélange de gaz. Un mélange d'oryde azotique et de vapeurs de sulfure de carbone brûle avec une {lamme éblouissante" fff|. Préparation. le cuiwe et l'acide azotiqu,e. - Par Dans un flacon identique à celui qui sert à la préparation de I'hydrogène (fig. 7), on introduit de I'eau et de la tournure de IrnS

cuivre i puis, par le tube à entonnoir, on verse peu à peu de I'acide azotique; il se forme de l'oxyde azotique, de I'eau et de I'azotate

de cuivre: 8AzO3H

f

.6lilG.[othu6

3Cu cmltle

:

Zl''zUortato

rrothuo

+ 4HtO+3 I(AzOa)2Cul o$r uototc ilo oulvro

On peut substituer au cuivre I'argent ou le mercure. Au com-' mencement de I'erpérience, des fumées rougeâtres, dues à la transformation des premières bulles de bioxyde au contact de I'oxygène de I'air renfermé dans lo flacon, apparaissent dans I'appareil, puis se dissolvent dans I'eau. Le bioxyde commence à se dégager, quand tout I'oxygène a disparu. Les premières bulles que I'on recueille contiennent un mélange de bioxyde dtazote et d'azote provenant de ltair du flacon. bioxyde d'azote joue un rôle important, lO4. Usages. - Le dans quoique intermédiaire, la préparation de I'acide sulfuriquo. {O5. Peroxyde d'azote (Az0l;. offre I'aspect de fumées rou- Ilcondensahles. geâtres (vapeurs rutilantes) facilement Il se forme toutes les fois que I'oxyde azotigue se trouve au contact de I'air. C'est le compasé le plus stable parmi les combinaisons oxygénées de I'azote. On le prepare en déeomposant I'azotate de plomb bien sec par Ia chaleur :

(AzOr;eP5:2l'2Q2

+

PbO

+

O

plomb peroxJrde tl'arotc protorytlo tle ploub . orygèno On condense les vapeursdansune allonge entourée d'un réfrigérant. L'oxygène s'échappe par I'ertrémité de cette allonge. |,!otito

al6

III. Acide azotique, AzOsI{:68. 106. Eistorique. L'Arabe Geber (vrrro siècle) I'obtint, pour la première fois, en- chauffant un mélange d'argile et de nitre (salpêtre); il lui donna Ie nom d'esprùt d,e mi,tre. Raymond Lulle ( 1224, I'appela eau,-forte, à cause de la propriété. qu'il

pRtNcrpaur roMposÊs

Dl L'Àzort

271

a d'attaguer les métaux. Cavendish, chimiste anglaisr en fit le premier I'analyse (1784), et Lavoisier le nomma qsid'e nitrùque, On I'appelle égalemenÏ acide azotique. lO7. ftatnaturel. - L'acide azotique eriste dans Ia nature sous forme d'azotates de calcium, de sodium, de potassium (salpêtre). On en trouve des tracee dans I'air atmosphérique. 1,08. Propriétés physiques. - L'acide azotique est un liquide incolore quand il est pur, de saveur extrêmement caustique. Sa tôinte jaunâtre est due au peroxyde d'azote en dissolution. Concentré, il répand à I'air des fumées blanches lacidc fumant).ll bout à 86o. lû9. Propriétés chimiques. - L'acide azotique est un oxydant des plus énergiques; il oxyde le carbone, le soufre, le phosphore, I'iode, mais il est sans action sur le chlore; il attaque toutes los matières organiques (liège, bois, peau) et les détruit. Il détruit également les matiëies colorantes (indigo), et jaunit la soie,la laine, etc. Il est facilement décomposé par la chaleur et attague tous les métaux, à I'exception de I'or et du platine. L'acide concentré (monohydraté) fumant, mis en contaet avec le fer, le rend passif , c'est-àdire que non seulement le métal n'est pas attaqué, mais il perd lapropriété d'être attaqué par I'acide étendu (aclde azotique quadrihydraté). Le fer passif est attaqué immédiatement par I'acideétendu si on le touche aveeun fil de cuivre. D'autres métaux, le nickel et le cobalt, par exemple, se comportent comme le fer. régulc, ainsi nommée parce qu'elle lf.O. Eau régale. - L'eo,u dissout I'or, le roi des métaux, est un mélange de trois ou quatre parties d'acide chlorhydrique (IlCl ) avec une partie t|acide azotique. Elle doit ses propriétés surtout au chlore libre qu'elle tient en dissolution.

l.l,l.Préparation,

*

chaufle, dans une cornue de verre, un mélange à poids égaux

ln Prdltarqtton

*

=:_..ï

Ir\

d'acide sulfurique (

SO4tl'

) et

d'azotate

de potassium ou salpètre (AzO3K) : on recueille dans un bal-

lon refroidi les vapeurs dtacide azotique qui se dégagent (flg. 36).

des laboratoires.

-

0n

272 NortoNs suR

LEs sclrNcps PHYsIouEs

Er

NÀTURELLES

Le potassium du sel se substitue atome pour atome à I'hydrogène de I'acide sulfurique, et forme du sulfate acide de potassium ( SO4KH ) qui reste dans Ie ballon , I'acide azotique es[ mis en liberté

:

AzOaH+ SO4KH + SOéH2: ezotiquo rulJst€ aulfuriquo rrotste ils potâÂÉium AzOsK

aciile

arcido

sciale ile potossium

Prépuration industrt'elle. - Dans I'industrie, on remplace t'azotate de potassium par I'azotate de sodium, qui est moins coûteux. La réaction est Ia même, seulement on obtient un sulfate neutre au lieu d'un sulfate acide : 2o

2 (AzOsNa) rrotst€

ate

f

Êoalium

SO4H! eciile

:

lalfurique

f

ZAzO3H azotiquo

eciile

SOaNa' rullato

ale

soiliun

Cette préparation exige une température plus élevée que dans

la précédente, mais le rendement en acide est plus

considé-

rable.

l{9. Usages. - L'acide azotique est employé pour décaper les métaux , pour graver sur cuivre (grarure à I'eau-forte ) et sur acier. PoLr gràver, on enduit de cire ou de vernis Ia surface

du métal; puis, avecun stylet, onenlève le vernis, suivant les traits du dessin à reproduire : on étend ensuite sur le métal

unecouohe d'acide azotique, qui n'attaque que les régionsmises à nu par le stylet. On lave à I'essence de térébenthine qui dissout lâ cire, on nettoie, et le dessin apparalt en creux. On emploie I'acide azotique pour colorer en jaune certaines étoffes (soie, drap). Il sert encore à préparer la nitro-glycérine, base de la dynamite, le coton-poudre, Ie collodion et les matières colorantes (couleurs d'aniline).

IV. Gaz ammoniac, AzIIs:17. U3. État naturel. - On le rencontre en petites quantités I'air après les pluies d'orage, ou dans le sol uni à quelques

dans

acides. Il s'en forme beaucoup dans la décomposition des matières organiques azotées et dans la distillation de la houille. g&z o,rnrnoniac est, incolore; {14. Propriétés physiques. - Le doué d'une odeur forte, pénétrante, qui provoque les larmes, sa saveur est brtlante et caustique. Un litre d'eau à 0o peut en dissoudre 1000 litres, et à {5o plus de 700 litres. Sa dissolution est nommée abal,r, aolatil. Si on chaulle cette dissoltltion, elle

PRrNclpaux couposÉs DE L'azorE

973

abandonne tout le gaz qu'elle renferme, et comme sa densité n'est que 0,596, on peut le recueillir dans un flacon, disposé

la figure 37. En sortant du balron, le gaz un flacon contenant des matières desséchantes [ui retiennent la vapeur dteau dont il est chargé comme I'indique

traverse

Le gaz ammoniac,ll"qt le papier de touùesol rougi. Refroidi 9t ggmprimé, il se liquéfie; le liquide ainsi obtenu'produitun

froid intense en s'évaporant. cettà propriété urt pour la fabrication d* glace dans lappàreii carré a"tiiit,ammoniac .ll. s", (Physique, no 16l. ).

Le gaz ammoniac esl

ab-

sorbé en grandes quantités par le charbon de bois. On

montre cette propriété en portant au rouge un fragment de charbon, pour le

débarrasser de la vapeur d'eau et de I'air enfermé dans ses pores, puis on le plonge

sous le mercure, et on le fait passer sous une éprou-

vette contenant du gaz am-

moniac. Le gaz est absorbé, et le mercure remplit, ltéprouvette.

ll5. Propriétés chimiques. Le gaz ammoniac est incom-bustible dans I'airl mais un mélange de 3 volumes d'oxy-

Irig. 37.

-

Gaz amrrronrac

se dégageant de sa dissolution. gène avec 4 volumes de ce gaz détone à la llamme d'une b6ugie, en donnant de I'eau et de I'azote:

ZLzHs gaz

30 -Lzz + orygèno szoto

om:noniac

+3H2O ea,u

Le chlore et I'iode forment, dans leur action sur I'ammoniaque, des composés explosifs (chlorure

et iodure d'azote)dangereux à manier. sa dissolution aqueuse est basique I elle verdit le siiop de violettes, et ramène au bleu la teinture de tournesol rougie par un acide. Elle peut être neutralisée par I'addition d'un acide. Lorsqu'on laisse évaporef ces dissolutions, les sels cristallisent, et ces sels amrnoniacauæ ont une analogie frappante avec ceux du potassium'. -

' Les sels ammoniacaux ont des formules analogues à celles des sels de potassium. L'atome K y eet remplacé par le radical AzH4. Ce corps n'a pu rrrgu'à présent ètre isol6, mair on connait eon rmalgame. '10

274

NorroNs suR LEs sclpNcas PHYsIQuss ET NATURELLES Le g* ammoniae se combine très facilement avec les acidesl ainsi lOrsqri'on place I'un auprès de I'autre deux vases contenant, I'un_d.9 I'aciâe chlôrhydrique 1UCt1 et I'autre de I'alcali (AzH3), il se produit d'abondantes fumées de sel ammoniac:

HCI+AzHa=AzHaCl

roitle

rmmoniequr

chlorhydriquc

!€l

tmnolho

lf6. PréBaration. - Pa'r la chauæ et le chlorure d'ammo' dans un ballon un mélange nium.- Oir chaufl'e légèrement, -de chaur vive (CaO) et âe chlorure d'ammoniurn (AzHaCl)' Le de I'eau chlore se substitue à I'oxygène de la chaux; il se forme et du chlorure de calcium (caci?) qui reste dans le ballon; le gaz ammoniac se dégage : 2AzHaCl ohlorure

+

il'rmmonlun

-Fig.

B, ballon

38.-

où se produit

CaO ob*ur

:

vivs

Ca0le + oolciul

cùlorura ils

2AzH3. +HnO

gr,l

rmrouiec

om

Préparation de la dissoiution ammoniacale' do srueté; F,F,F, llacons

"ru.i_Hgr"â"i,;1f,rr:*::

On le recueille sur le mercure, à cause de sa grande solubilité dans I'eau. si I'on veut obtenir la dissolution ammoniacale, on fait passer le gaz dans des flacons renfermant de I'eau froide et reliés entre eui par des tubes disposés com*g I'indique la figure 38, c'est 0e qu'on appelle un appareil de Wolf-

ll7. usagos. - L'a-nmoniaque est employée -pour dégraisser les étolfes ei nettoyer I'argenteiie. Une dizaine de gouttes de la dissolution, prises dans- un verre d'eau, peuvent_ dissiper Itivresse. On itemploie aussi comme caustique contre la piqftre x; pour disdes bêtes venimeuses : vipères guêpes, cousins

'

' On lui prdfère ectUellement, pour cot ucagê, la dissolutisn aqneus€ d'ncidc chromique.

PHOSPHOR$

COMPOSÉS

ET SES PRINCTPÀUX

.Xtr5,

sipor le gonllement de I'estomac (météorisatian) atquel certains animaur domestiques sont sujets, et qui provient ordinairement de I'ingestion de trèlle ou de luzerne humides. Donnez les noms et les symboles dos composés oxygénés Quustronnnrnr. de I'azote. Qu.ell,es sont les propriêtês phyedqwot ct ohimlq*os ik, protoæyùtâ I,e prépare-t-on? d'azotc? A quoi sert-il? - Commant Comment se comporte le bioxyde d'azote- en présenco de I'air? - Expliquez sa préparation par I'acido azotique et un métal. - Qw sauez -oous il,u gteroæyil,c ilozote? Comrnent I'obtiemt-om?

-

-

Quel nom dornait-on autrefois à I'acide azotique?- euelles sont ses propriétés? Qu'est-ce que I'eau régale? * Comment prépare-t-on I'acide azotigue: {. -dans les laboratoires; 2. dans I'industrie? euels sont les princlparu

-

usages do I'acido azotique ?

Quelles sont les propriétés riu gaz ammoniac? Est-il combustible? - Comment le prépare-t-on? Quels sont ses principaux usages?

-

Est-il soluble dans I'eau?

-

Comment le recueille-t-on?

Errnncrcns. 1. Ou décompose îfi) grammes d'azotate d'gmmonium par la chaleur. Quel -sera le poids de I'eau qui se fo-rmo et celui du protoxyde d'azote gui se dégage ? 2. I - on rnélange litre d'air avec I litre de biorydo d'azote. euel sera le poids

du peroxyde d'azote formé ? 3. L'aaotate de potassium corlte 75 fr. les 100 kilogr., et I'azotate de sodium eoûte 38 fr. Quel bénéûce retire-t-ou dans la préparation de i00 tilogr. d'acido azotique, en employant I'azotate de sodium au lieu de I'azotato de potassium? 4. frmbien de chaux faut-il ajouter à 100 gr. de chlorure d'ammonium, pour obteuir toute l'amrnoniaque quo co sel renferme ?

CHAPITRE VIII PEOSPHORE ÊT SES PRINCIPAUX COMPOSÉs

.I. Phosphore, P:31. tt8. Eistorique et 6tat naturol. Le phosphore fut décou- de Hambourg, qui le vert en 1669 par Brandt, alchimiste rotira de I'urine. Il eriste, à l'état de combinaison, dans le foie, dans la laitance des poissons, dans le tissu nerveur, dans I'urine. On le trouve, dans la nature, à l'état de phosphates de

fer et de calcium.

ll9.

Propriétés physiques.

Le

phosphore est,un corps assez

- avec un couteau, répandant mou pour être facilement coupé une odeur d'ail, transparent quand

il

est récemment préparé,

sun LEs $cIENcEs PHYSIQUES ET NÀîUREL à Ia' mais devenant opaqr-le à la surfacs qugnd -on I'expose dans la soluble très mais I'eau, dans in*ôfulfe io*iOru. Il est

276

NoTIoNs

1,84. benzine et le sulfure de carbone; sa densité est

|go.Propriétescbimiques.-Le-phosphore'est.lumineuxdans de l,obscuritél cette propriôte (phospiorescence) est le résultatvide le dans ni produit se ie àilr pt osptro*r, i,àxvdation au

5;;ffitrqou-niaun* Ies gaz inertes, comme l'hydrogène,etI'azote fr S* càrbonique. Le p"hosphore est très inflammable brùle "t"n. Ï'o"ygène aïec un'vif éclat, en produislTl 9ltlo"dantes

ùiaîcnes d'anhydride phosphorique (P2O5)' Il s'enflamme de I'iode. Ses soontanément en présËnce du brome, du chlore.et manier avec ;iùil;;;;*t dangereuses I c'est pourquoi it.faulle C'est un poison possible. àutant-que I'eau, sou-s et précaution, violent. " en vase n"pôrO à Ia lumière solaire, à I'abri de I'air, ou chauffé rouge' enphosphole transforme se tfo.,i" phosphore 'rdinaire ,'ti"iiq"à*eni iAentique, mais doué de propriétés particulières'

i*e"r

PIIOSPHORE ORDINÀIRE

Odeur alliacée.

Soluble dans le sulfure de carbone.

Phosphorescent. S'enflamme à 60o. Vénéneux.

Orydable à I'air sec.

PIIOSPHORE ROUGE

Inodore.

Insoluble dans le sulfure de carbone.

Non phosphorescent. S'enflamme à

2600.

Non vénéneux. Inoxydable à

I'air

sec.

l9l. Préparation. lre I\IÉrnoDE' - On calcine des os a lrair libre, on les pulvérise ensuite, et on y ajoute de ltacide sulfurique.l,.*osrenfermentuneassezforteproportionde

phosphate tribasique de calcium (POn)e0a3-ou. phosphate tridonne du ;;Ëil;;-r"q".i, àn présence de i'acide sulfurique, phosPflte du et qui insoluble, est sulfate de calcium 1SilCa1, soluble acide de calcium ou ptrospnâte monocalcique (POr)2HaCa (POa phosphote

)eCa3

2SO{H' : + rciile sulfurlque

tricoloiquc

on filtre; le

(fOn)'H'91 +

proàpuote

moloc*Ioique

:

Z(SOaCa) Eulfa,to

aIê

otlciuE

liquide recueilli est évaporé iusqu'à consistance

de bois en' ti*p.o.*; il est ensuite mélangé à du charbonopération, le cette Durant légèrement. calciné p"ir ir"â*, -

PHOSPHORE

ET

SES PRINCIPAUX qOMPOSÉS

977

phosphate monocalcique perd deur moléculos d'eau métaphosphate de calcium * :

(lOo)2HaCa

.

phoaph*ùe

-

zH'?O

nonoælolque

eru

+

et

devient

(PO3)rCa métaphàsphate dê cÊlcium

La masse ainsi desséchée est alors soumise à la distillation dans des cornues en grès (lïg, Bg). Il se dégage de I'oxyde de carbone, et il se forme du pyrophosphate- âe calcium. Le

phosphore distille

:

* 5C . !(fo')_'Q ooloium corbons

tûétÊphosphltc tlo

P2O?Ca2 pyrophosphrte ils

+

zP

+

orloiu.m phorphorc

bCO oryal€ ils orrbone

On recueille le phosphore dans ['eau. 2c MÉrsonu.

précédent est remplacé aujourd'hui par - Le procédé méthod,e Coignet, qui a I'avantage de ne pas détruire I'osséine des os (voyez Anatonùe, no g7), et de la,

le phosphore qu'ils contiennent. La méthode consiste 1o à traiter les os non calcinés par l'acide chlorhydrique, ce qui donne donner tout

du chlorure de caiciurn, OaClz. et du u e(PO+;igaç", tous deux solubles; 2o la liqueur phosphate monocalciq

est additionnée de chaux

fournit du

qui phosphate bicalcique

(Po+;zgrg"z insoluble; 3o ce phôsphate séché est traité par I'acidè sul-

furique étendu, qui le décompose en sulfate de calcium insoluble et acide phosphorique, POaH3l 4o on Fig. 39. - Préparation du phosphore. filtre pour séparer le sulfate; bo le C, cornue dans laquelle s'opère la liquide est mélangé avec du char- réduction du phosphate dcide de chaux; bon, de la chaux et de la silice, ce B, récipient; A, vase renfermant de qui forme une pâte qu'on dessèche, feau froide; s, tube ouvert pour'le dégagement des gaz. puis on distille: le charbon réduit I'acide phosphorique et donne le phosphore. Ilsages. sert à préparer une pâte em-199. - Le-lesphosphore ployée pour détruire animaux nuisiblès (mort aux rats). Le phosphore rouge est utilisé pour ra fabricaiion des allurnettes chimiques. Mélangé au bronie en faibies quantités, le phosphore donne à ce métal une force de résistance irès grrndr.^ Le principal usage du phosphore branc est ia fabrication des allumettes. -

* voyez

rigue.

plus loin

(n' 123), ce qu'on

entend

par acide pyrg et métaphospho.

fi8

Es NorloNs suR LEs scIENoEs PgrstQUEs

NATURELLES

de bois de pin'' dc Pour cela on divise de court'es btches pttitt^rt$metrls ' Ïilti.ls"laires tremble ou de pJplitt;;f â"1:-:n, bain de à t,aide de

coutea#îel*iqi,es. on fttTPt'sur une longueur a lzr", une de iturs extrémités de phosphore

;r;î;;l;do

pâte faite ' 5m*; puis on les'trempe d-ans une y aloute souvent aussi ô ûn; aïsable de colle forte, o,ru""ri côlorante' comrne le vermillon' oot

de

-utie*e

la combustion

q"àiq"Lfr*

dégage

fg"tt-t' dont stéarique. En ce cas' on oo.-oà*î aesagréuite, par I'acide qui en brùlant potassium, aioute à ta pâte àï-rirrôrut, de aétermine-l'inflammation ôt ptrosphore a" aôtive la combusti* que le soufre' on remplatt

morns combustible l'acide stéarique' corps de . L'inconvénient â"'r.* 'allumettes est ltusage du phosphore peut occasionner des incenblanc, dontl'inflao,;u'ion spàntanée pour les ouvriers'

est' dies; en outre, ru ruîtit"iioti to phosphore mortelles' On preique-toujours maladies at *eri* Ia cause d'une dites au allumettes Ot* rltili*unt â"tgtt obvie en partie . 'n pâte nonvénéneuse

"Ë d'une phosphore rouge. iàrËËi*nt enduites d'antimoine et de colle sulfure de aî'p"t"-ri-À, formée de chlorate spécial forte; elles ne p.out"t s'enllartmer qle .1ur .unetltglt:it de colle forte' d'antimoine enduit de phospho;;;;;g;"d;sdfure aux premières ' la Bien que ce* uttumetîeÉ soient préférables

des inconvénients fabrication du phosphore rouge présentemoyen de fabriquer' le tels, qu'on ,n"ttttî"âo*r" ^i'oirîiiur, "91o"u19;hui s'enflammant facile-

*i"

sans dang", poo.

allumettss

ment.

II.

Coxnposés oxygénés et hydrogénés du PhosPhore'

deux anhl'drides :l'anlty' t23'. Le phosphore forme, avec I'oxygène' p!' ; Pzo 5' ce nnnvâ'iu" r; Ll iîo\i itrid e pt ospno, :!!:' Y:e molécules d'eau trois ôu "ui' deux une avec peut se combiner t

dernier et donner trois acides: { o I' acide

2o

I'acide

^n

' r;fu!r"l!;#lTlorn,

:

2(por*)

;

Parophïtfioii;o==

pro?H.i ; asphorique ord'inaire : ou.acide-p/r' 3o l'acide orthoptnsphon'qua

Piti; + âUto -

PzO8HG

-2(PO4H3) :

donne 3 composés Àvec I'hydrogène, le phosphore - 1o le PttoJPftot" solide P4H2; 'PttotPhwe tiquide" ; PzH{ I Z" t" 3o le Phosphvre gûzeuæ " Hno'

PIIOSPHÔRE ET SES PRINCIPATJX

COMPÛSÉS

279

p 20 Ë.. dr id,e p h o s p h or i que !2.4. Anhydrid e ph o sph o riqu ê, - L,ouanhg o'obtient en brûlant du phosphore dans I'air I'oxygêne secr 1ng. {o1 :

2P+50:Ptos.

Il

se

phosphore oxygène rnhydrlalc phorphorlque présentg soutsl'aspectde flooonsblancs, soyeux, tresavides d'eau.

125. Acide phosphorique. - L' acide phosTthori.que ordi,naire (PO4H3) est en cristaur incolores

très déliquescents. On le

prépare en distlllant du phosphore rouge avec 15 fois son poids d'acide azotique.

L'acide phosphorique ordinaire est un acide triba-

sique. Les trois

atomes

d'hydrogène peuvent êtrc simultarrément ou successiFig. 40. vement remplacés par trois Préparation de I'anhydride pirosphorigue. atornes d'un métal monovalent. De là, trois séries de sels venant de cet acide. (V. no ?.4.) En se combinant avec deur molécules d'eau,l'anhydride phosphorique

. \-\-w;=t --:=.=-.--=:--...:::-::=--È:._-_---:::.-=-=Ê_ .

-:=-:_::,._:..

Fig. 41. dennel'a'côd,e se

-

préparation de I'hydrogène phosphoré.

Flrlnhgsphori'quepzotHa, do*t le ser de calcium pzozcat

produitdans

la

dernière phaie dela préparation ao pr,orprràÀ

avec les métaux monovàrents, il dïnne deux sér'ies d; aeides PzO?HlNar, par exemple, et les sels neutres

(i"

;;ir'; plgrgllj

tzt,t"1. les sels

98CI

NOTIONS SUR LES SCIENCES PHYSIQUES

ET NÀTURELLES

molécule l'anhydride phosph-oriqle,.se combinant avec une Enfin, -àL"" calcium e l\ acid,e ineàpt,otihoi.ique-Po3H, dont 19 sel de a'"*, Cet ,nnarait dans la-prépïration du phosphore (n" {21, {o).

fnô;jtC,

acide est monobasique.

PHa' 126. Eyttrogène phosphoré ou phosphure d'hytlrogène.' odeur allia-

incolbre, d''une forte L'tadr:o;;"r-pirosphàré eit on gaz -s'enflamme spontanément à I'air, s'il cée. Il est très combustible et à lui que sont contient d,es traces de phosphure liquide (Pn{o.)' C'est

les cimetières dus les feux follets q"u t'ori observe quelquefois . dans les rnarais renfermant des débris d'animaux' et humides -î" *".eau de piià.pt""u de calcium, projeté dans I'eau, donne des à I'air' bulles d.e ce gaz, qui Ë'enflamment sponianément en arrivant

etformentdebeltescouronnesitefuméesblanchesd'acidephosphorique. --ôn-p"ot

encore le préparer en chauffant dans un ballon un mélange et d'eau (Ag' Al)"

Ce phôsphore, de pofassè

CHAPITRE IX

Arsenic, As : 75. lI27.L'arsenicestuncorpssolid'e,àtexturegrenue'sesublimant

odeur d'ail' llOO degrés, en répandant une. forte "a*" On le rencontre aonlt-la nature, à I'état de sulfure rouge lréulgar\ de ler (mi*' o,r ,o.,rru (orpLmentj; on I'extraii d'un sulfo-arséniure pickel).

qu.i sont tous deux L'arsenic forme r avec I'oxygène, d'eux anhldrides, arsén'l,euæ (as2O3) et anhydrid,es leâ roTi ." poisons; violents ale ;;r;;t,fi14'r;O{O" emploie la magnéËie calcinée, délayée dansl'eau, contrepoison des sels arsenicaux' co**Ë -àe Marsh, qui sert à dé.celer la présence de traces d'ar-

iipportit,

t,"11-:l-o" introsenic, estun appareil i production d'hydrogèle,dans se dégage' a"it fâ substarùà à exarniner. On enflamme I'hydrogène-qui il se forme des on écrase la llamme avec une soucoupe' sur laquelle renferme' iaches noires d'arsenic si la substance suspecte en

ptopriétés physiques du phosphore ? _ QunsrroNnllRE. - Quelles sont les ôUtiènt-oo te ptrosptrore.rouge? - IndiCorrment en lrrrtaiti produit-it eue phosphort'? ô;;;;;;""t on retire ie phosphore des.os' - A quoi sert le Comrnent prepare'1-ià:7'-t'amhvùri'd'e

rtqwe ord,imaî're13'

lr-piàtpi*"

2'.l"qÆide

ltlt'osFtho1thosyholilwl; Le pnoslthwre d"hyilrogènc

d"iyilrogèàe?

-

cst-tl combustibla ? Qw'est'caqucliarsendc?-Qualtsontta'prdncipauæcomposës\naturcls?-

cÀnBoNE ET SES

CoMPOSÉS

zgt

Qael's anhgd'ridds

-

forme-t-Tr aoec rjouygème? - Décriaez l,apqtorcil ita Marsh, A quoi sert-il,?

Expncrcns. os renferment br p. o7o do phosphate tribasique; combien - {. Les faudra-t-il traiter de kilogr._ d'os par râciâË surrurique, pour obtènir {kilogr. de phosphate acide ? co=mrien râ .eooàuo" de co phosphate acide par le charbon donnera-t-elle de phosphore?

2' Quel poids de phosphore fâut-il brùler dans l'air, pour obtenir t0 --d'anhydride phosphôrique?

grammea

3. Quel poitls d'anhvd'de arsénieux renferme autant d'arsenic que {00 gram.ues d'anhydride arséniqué ?

CH.,I,PITRE X CAABONE ËT SES COMPOSÉS

I. Carbone, C:1,Z. l9B. Propriétés physiques. Le carboneest un corps simpre, solide, sans odeur ni saveur,-gris ou.

noir quand iiï'est pas cristallisé, insoruble dans tous r-es liquides, ,*trpiÀaïns la fonte de fer et dans I'argent en fusion. Fropriétés chimiques. -^ 199, - Le carbone est inartérabre à

ord,inâire;

Itair à.la température mais il jouit, à une température

Nr-rsr

élevée, d'une très grande aflinité pour l,oxygène, avec le-

quel

il

forme deur combinai_

sons : l'oægd,e

d,e

C0+O =

carbone (CO),

C0?

qui se forme quand le carbone

est en

excès

, et lranhyd,rid,e

C+20=C02

carbonique (CO?), qui se pro_

duit quand I'oxygène est en quantité suffisante (fig. AZ). It se combine au soufre r pour

o1

of o1-o[

o1

donner le sulfure d,e caibone Fig.42. .h'orrrratiou er décomposition {ÇSu); il fOrme avec I'hydro_ du gaz car}ronique dans ur foyer. gène de nombreux composés (carbures il,hyilrogène). {3o. État naturel. Le carbone entre dans la compositiou - substances de. presque toutes res organiques. ti e"i*te o*n* I'air sous forme d'anhydride carboniqùe; on re trouve dans re sol à l'état.libre (houile, lignite, diamani), ou à l'état de comDlnalsons lcarbonates de chaur, de fer, etc.).

282 NorloNs suR L'Fc sglqNqtf, pltrËlousc !T

t8l.

Charbonc naturels.

*

NÀTURELLES

Lor prinoip$.9t variétés de char-

la bons naturels soni : le diamant, ie graphite, I'anthracite,

houille, le lignite et la tourbe' II est Diamant. - Le diamant est Ie carbono-pur cristallisé. ordinairemont incolore et brille d'un vif éclat particulier (ëolat ailamantin-l' Su dureté est telle, qu'on ne peut I'use(' qu'avec sa propre poussière. C'est un corps très précieux. On a pu le lgProduire artiliôiellement (Morissan, 1896), mais en cristaux trop petits pour être 43' Fig' 43. Fig. utilisés. On ls taille en rose ou en brilDiamant taillé en brillant. tu t (fiS. 4g ). Son poids s'évalue en carats (0gr.2025). On s'en sert pour couper le verre' Graplnte. - Le graphite, nornmé à tort plombagine ou rnine'ite ptomb, est în^charbon, Qui se prés.ente.ordinairetrace ment en iu-e. feuilletées, tlouces au toucher, laissant *ne des crayons' Comme il est fabrique en On papier. t""fe Stit. Ëon conduct'eur de l'électricité, il sert en galvanoplastie pour

rendre conductrices les surfaces à métalliser. Délayé dans I'huile, on ltemploie pour préserver de ltoxydation les fourneaux, les

tuyaur de Poêle, etc. L'anthracite , ou charbon de picme ' s'allume aimcitement;mais,avecunbontirage,ilbrtleenproduisant

Anthracite.

beaucouP de chaleur. Houitte.- La houille, aucharbort' deteme, est noire' Iuisante'

brûle facilement en répandant d'abondantes fumées, dues aul frg*"tier.r bitumineuses qu'elle renferme' ce combustible 'végéq".**.nt employé, résulte de la décomposition gaz d'éclairage du l:1t"-,,4t*

tïu* anci"nr.

r.itt" sert

à Ia fabrication

(no {52).

IÀgnite. - Le lignite est un charbon noir, offrant la strucbois. Il en" existe une variété compacte,-appeléo iayet tur."Ou 'o" ptrir" ite jais, {uo I'on taille pour en fairo dos ornsments noirs (perles, boutons' etc.J. Tourbe.

La tourbe est une matière combustible, spongieuset

qui brtle assoz facilement (Géologie, no {8)' 139. Charbons artificiela, - Les principau charbons artilido bois, ciels sont le cqke, Ià charbon deq coinues; le charbon lq noir animql et la noir dç fuméon

tÀRBOt{t

Il

Çakt"

-

Et st8

coxPogÉs

Le coke est le résidu de la distillation de

g8s

la houille.

est très poreux et brtle en donnant beaucoup de chareur. comme il a perdu par la distillation presgue toui les produits gazeux que renfermait la houille, sa cômbfistion se fait presque sans flamme.

charbon des cornues. Le charbon des cornues est du carbone presque_pul: qui se dépose sur les parois des cornues qui servent à la distillation de la houille. on I'emploie comme conducteur dans les piles électriques et pour ta pioduction de I'arc

-

voltaïque.

Charbon il,e bois. charbon de bois est le résid,u de la - Le distillation du bois ou de sa combustion incomplète à I'abri de I'air. le fabriquer, on dispose les bûches comme I'indique la - Pour_44(procëil,e ûgure desnneul,es). 0n recouvre le tout de terre, en

îig.

r14,

-

Carbonisation du bois (procédé des meules).

ménageant près du sol queiques ouvertures (éuents ) donnant accès à I'air; puis on jette des matières embrasées dans la cheminée, et quand la combustion , se propageant peu à peu, est suffisamment avancée, on bouche les-évents et on lâisse

refroidir. On peut aussi le préparer par distillation du bois dans des cornues. on obtient alors des produits secondaires tels que les goudrons, I'esprit, de bois, etc., qui sont perdus dans tanréparation par le procédé des meules. Le bois ést réduit en brli:rles qu'on introduit dans une chaudière communiquant avec un serpentin_. Tous les produits volatils se dégageni sous I'action de la chaleur et se condensent dans le serpentin. Le charbon qui reste est très pur. Le charbon est fréguemment employé comme réducteur en

984

NorroNs sun LEs scrnNcrs puysleuns ET NATURELT,ES

métallurgie. Le charbon de peuplier, de bourdaine, est utilisé pour la fabrication de la poudre. La facilité avec laquelle le charbon de bois absorbe les gaz le fait employer dans la construction des iltres (no 50). On I'utilise aussi comme dentifrice. Noir animal. - Le noir animal est le résultat de Ia calcination des os en vase clos. L'osséine, ou substance organique des os, est décomposée en oxygène et hydrogène qui se dégagent, et en charbon qui reste mêlé aux sels minéraux abondants dans les os. Ce charbon n'est pas combustible. On I'emploie pour décolorer {es liquides, surtout dans la fabrication et le rafflnage du sucre. Il sert aussi comme engrais. fumée provient de

Noir de fumée.

Le noir de -la combustion

de matières grasses

ou résineuses.

Pour I'obtenir, on fait arriver la funnée dans une chambre

cylindri-

que, dont les parois sont tapissées

Irig.

4b.

Fabrication du noir de fumée.

par une toile ; un cône en tôle, glissant de haut en bas, fait I'office de racloir et détache le noir de fumée qui s'est déposé sur la toile (fig. ab). Le noir de fumée est employé

dans la peinture, et Pour la fabrication de I'encre de Chine et de I'encre d'imprimerie.

II.

Oxyde de carboner

CO:28.

f.38. Ilistorique. - I-'onyde de cwbone a été découvert par Priestley à la lin clu siècle dernicr, il se produit dans Ia combustion du carbone (no 131); c'est luiqui donne naissance aux flammes bleues que I'on observe dans la combustion du charbon de bois. Sa tlensité est 0,967; il est peu soluble dans I'eau et très difûcile à liquéfier. 134. Propriétés. - L'oxyde de carbone est un gaz incolore, inodore, insipide, sans action sur la teinture de tournesol: il

CARBONE

ET SES

285

COMPOSÉS

brûle avec une flamme bleue, en produisant do I'anhydride carbonique (CO!)

.

:

orru" l9",ooo"

*

",*":

,*

"$91,n".

L'oxyde de carbone est un poison violent ; respiré, même en petite quantité, il peut occasionner des accidents très graves. C'est pourquoi il est indispensable de prendre toutes les précautions possibles, pour bien assurer le tirage des poêles dans lesquels on brûle du charbonl d'autre part, il a la propriété de traverser la fonte rougie par la chaleur, il faut donc éviter de

chauffer les poêles jusqu'au rouge. On doit aussi prendre

de

grandes précautions en éteignant du charbon avec de I'eau, car il se produit de I'oxyde de carbone en même temps que de I'hydrogène :

*,9,"

+

ry9:

oou"l9.,*""

* oru*ln*

f 35. Préparation. l. Par l'acide oæalique et I'acide sufiurique, On chauffe- dans un ballon un mélange d'acide oxalique (C2H!O{) et d'acide sulfurique (SOaHz). L'acide oxalique perd de I'eau, la cède à I'acide sulfurique, et se dédouble en

oryde de carbone (CO) et anhydride carbonique (CO'?) c!H2O4 -CO H,o rolile

onlique

+

oryilc al. os,rb66

grz

co? + cârboDiquc

:

e.r

le mélange gazeux d'oxyde de carbone et d'anhydride carbonique dans une dissolution de potasse, qui retient le gaz carbonique, et I'oxyde de carbone se dégage. ll, Par lc ca,rbone et I'a,nhyd,rid,e ca,rbonr4ue. On fait passer de On fait passer

- au rouge dans I'anhydride carbonique (COl; sur du charbon chaulfé un tube de porcelaine. L'anhydride carbonique s'empare d'un atome de carbone et forme de I'oxyde de carbone: COr+C:ZCO

jpz oerboniquo oorlous

lll. Pat

oryalô de orrbonG

réd,u.ction de I'oæyde de zinc.

On chauffe à haute tempé-

rature, dans une cornue, de I'oryde de- zinc (ZnO) et du charbon. Celui-ci réduit I'oryde I on obtient du zinc et de I'oxyde d.e carbone :

ZnO oryilc ile

riro

C: + corlcnc

CO +Zn orrbonc

oryile ile

!i.Eo

t36. Usages. Il se produit de I'oxyde de carbone, quand on - sur des charbons ardents; c'est pourquoi les projette de I'eau forgerons activent le foyer de leur forge en y projetant de I'eau. C'est pour la même raison qu'il serait imprudent d'éteindre des r0.

286 NorIoN$ srJR

LEs ScIENcES pHysIQuEs

Et

NÀTURELLES

charbons enflammés en jetant de I'eau dessus, si on se trouvo dans un lieu insuflïsamment aéré.

L'oxyde de carbone étant, à une haute température , très avide d'oxygène, est employé en rnétallurgie comme réducteur des oxydes métalliques. C'est ainsi que I'on peut réduire I'oxyde de cuivre:

CuO

qrilo

ile

+

cuivre

: Cu+ CO crrbone ouivro

orytlo ile

COt. gaz oalbonigur

III. Anhydride earbonique' C0!. 1.37. Historique et état naturel. - L'unhudrùile carbontque a été découvert en 1648, pâr Van }lelmont , chimiste belge; en 1776, Lavoisier établit sa composition, et MM. Dumas et

Stas en Iirent I'analyse exacte en 1840" L'anhydride carbonique existe dans I'air atmosphérique. Il se dégage abondamment des fours à chaux, des cuves renfermant des substances en fermentation, des fissures du sol, etc. Comme il est plus lourd que I'air, il s'accumule faciiement dans les bas-fonds (grot'te du Chien, près de Naples). Il provient encore des décompositions, des combustions, de la respiration des animaux, e.tc. On le trouve en dissolution dans certaines eaux (eaux acidulées ) et en combinaison dans une foule de corps ( coquilles des mollusques' marbre, craie, etc. ).

l3B. Propriétés physiques.

-

Ltanhydride carbonique est un

gaz incolore, dtune odeur légèrement piquante, dtune saveur

aigrelette. Lteau en dissout son volume à la température ordinaire : chargée d'anliydride carbonique, etle peutdissoudredu Extinction, par I'anhydride calbonique'

carbonatede caicium, qu'elle laisse ensuite

d'une bougie allumée, déposer quand I'anhydricle carbonique s'échappe au contact de I'air (Géologie, no {7). L'anhydride carbonique se liquéfie et se solidilie assez facilement : sa grande densité 1,529 permet de le verser facilement d'une éprouvette dans une autre (fi9. 46).

CÀRBONS

ET SES

COMPOSÉS

287

- L'anhydride carbonique n'est pas combustible; comme l'azohe, il éteint les corps en combustion, et s'en distingue, en ce qu'il trouble I'eau de chaur par la formation de carbonate de calcium. Il est décomposé, par les végétaux, en oxygène et carbone. t'est un gaz impropre à la lilD. Propriétés chimiques.

respiration.

Un chien, placé dans une atmosphère contenant l0 pour 100 d'anhydride carbonique, est d'abord violemment surexcité, puis devient peu à peu insensible; si la proportion atteint 30 pour

{00, il succombe rapidement.

On doit donc éviter de séjourner dans des endroits où I'anhy-

dride carbonique peut s'accumuler. Pour reconnaitre si l'air d'une cave est vicié par de I'anhydride carbonique, on y fera brûler une bougie. Si la combustion s'accomplit, on peut être sans crainte, car la combustion d'une bougie cesse dans une atmosphère contenant beaucoup moins d'anhydride carbonique dangereuse. Si la bougie s'éteint, il faut assainir I'air, soit en aérant, soit en neutralisant Ie gaz

qu'il n'en faut pour la rendre

par de I'ammoniaque. {40. Préparation. - Par un carbomate et un aci,de. - On décompose, dans un flacon à deux tubulures (fiS.7), du carbonate de calcium (craie, marbre) par I'acide chlorhydrique (HCl). L'anhydride carbonique est mis en liberté, il se forme dc I'eau et du chlorure de calcium (CaClr), {ui reste en dissolution :

COsCa oubonrte ile

2HCl : + ecide chlorhytlrique

crloium

COz +

Ca0lt +Ho0 caloim 6au

get cerboniqus chlorure de

On pourrait remplacer I'acide chlorhydrique par I'acide sulfu-

riquel mais, dans ce cas, il se forme du sulfate de calcium presque insoluble (plâtre), qui recouvre les morceaux de carbonate et s'oppose à I'action de I'acide sur le carbonate non

décomposé. En se combinant avec une molécule d'eau, I'anhydride carbo-

nique donne I'acide carbonique (CO3Hû), qui n'a pas été isolé, mais dont on connalt nombre de sels. C'est un acide bibasique. Dans I'analyse des matières organiques, lc {.41.. Gomposition. carbone étant toujours dosé à l'état de gaz carbonique, il était de la plus haute importance de connaître exactement la composition de ce gaz. La méthode qui a d
-

288

NorroNS suR LEs scrENcES pnysleuns

nr

NATURELLEs

on pèse ces tubes, et leur augmentation de poids donno le poids P de I'anhydride forrné I celui p du carbone esi connu, Ia différence P poids de l'oxygène. On a trouvé ainsi, pour 100 parties -p donne Ie d'anhydride , 21,27 de carbone et 72173 d'oxygène. Ce rapport s'erprime plus simplement par les nombres 12 de carbone ei 32 d'orygène.

149. Usages.

L'eau de Seltz ntest autre chose qu'une disso-

- carbonique dans I'eau. Pour fabriquer I'eau lution d'anhydride de Seltz en petites quantitésr on mélange de I'acide tartrique et, du bicarbonate de sodium, dans les proportions de {8 gr. du premier et 2{ gr. du second corps, pour I litre d'eau. La mousse, le pétillement, la saveur aigrelette des boissons gazeuses (bière, limonade, etc.), son[ dus au gaz carbonique qutelles renferment.

Dans I'industrie, I'anhydride carboniquo est utilisé pour la préparation de la céruse (carbonate de plomb). C'est un des gaz constitutife de I'air, qui en contient 3 ou 4 dir millièmes. Il est absolument nécessaire à la vie des plantes vertes, dont les feuilles et, les autres organes verts décomposent le gaz carbonique, fixent le carbone dans leurs tissus et émettent de I'oxygène. Ce phénomène ne staccomplit qu'à la lumière solaire; il est dû à I'eristence dans les feuilles d'une matière complexe, la chloroythyllc. Grâce à cette fonction chlorophyll'innner ltair d'une cloche, assez chargé d'anhydride carbonique pour être impropre aux combustions, est rapidement purifié.

IV. SulIunE de carbone,

:76.,

CSo

148. Propriétés physiques. - Le sulfure d,e carbane est un liguide incolore quand il est pur, très mobile, d'une odeur fétide, soluble dans I'alcool et l'éther, mais insoluble dans I'eau. Il dissout facilement le phosphore, I'iode, le soufre et le caoutchouc. Sa densite est 1,293; il bout à 45o, se vaporise très rapidement à I'air en produisant un froid intense. Il ne se solidifie qu'à {16o.

-

'144, Propriétés chimiques.

Le sulfure de carbone est très com bustible. Sa vapeur est délétère et peut former avec I'air un méIange détonant, c'est pourquoi on ne doit le manier qu'avec précaution en présenee d'une flamme. En brùlant, donne de I'anhydride sulfureur (SO2) et de I'anhydride carbonique (CO2):

-

il

CSr + 60: crrbonr orl

rulfure ds

çùlt'

2SOr + rolflrrur

ruhydriilo

COz 7rn rrarlnntqt

CÀRBONE

ET SES COMPOSÉS

289

re carbonc et re soufre. -l+6. P_réparation. - Par - on metonduy charbon dans une co_rn3e que I'on porte au rouge (ng. aZ),luis introduit petit à petit des flagments de soufre. Le srjfu"e'âË carbone se condense dans un récipient refroidi, et les gaz se dégagent librement.

-t'46. -usages. - Le surfure de carbone sert à dissoudre re

pho.re blanc, pourle séparer du phosphore rouge insoluble, et caniser le caoutchouc.

phos-

à vul-

cette dernière opération consiste à tremper le caoutchouc dans du sulfure de carbone contenant en dissolution parties égales de soufre et de chlorure de sorfre, et à chauffer etsirite Ie tîut. Le caout-

Fig. 47.

-

préparation dn sulfuro de carbone.

chouc non vulcanisé, {lexible à la température ordinaire, devient trèr mou quand on le chaufÏe, et durcit quand on le refroidit. La vulcanisation a pour résultat de lui donnef de h flexibilité à toutes tempé-

ratures,

Iæ sulfure de carbone sert encore à extraire le suint des laines, les corps gras des résidus de la fonte des suifs, à I'extraction des huiles d'olive. - on I'emploie avec avantage pour combattre certaines maladies de la vigne, surtout le phylloxéra. -

Il peut serwir à construire des thermomètres, en raison de son point très bas de congélation. QuEsrroNNArRE. euelles sont les propriétés du calbone? euelles combinaisons forme-t-il -avec I'oxygène et le-soufre? les-pri-ncipales va- Nommez0""rr'sonties riétés de carbone naturel et dites à quoi on les emploie. - la combustionprincipaux charbons artificiels, et à guoi servent-ils? pou"qooi du donne-t-elle oas de flammes? comment fabrigui-t-on le charbon de rf"^l" bois? le asir nnim&l? le noir do fumée?sont les propriétés de I'oxyde de carbone? euand se produit-il? ^Quelles peut-ort prépercrt - ùet Cylrnæt est son rôle en ff*giâf ? - euelqu'on D'où provient-l'anhydride earboniguo trouve dans I'air? I nrt-il soluble dane I'eau? c€Enretrt le distingue-t-on de I'r,rote? cornmeni prépare-t-on -

-

200 NorIoNS suR LES

BoIENcES

pnysleuns ET

NATURELLES

y ee préparation par le I'enhydride earbonique? - Quel avantage a-t-il, dals carbonate de calcium, à employer de I'acide chlorhydriquo et non de I'acidc rulgthysiques ilw sulfwre itre csrbame? fnrique? - Quell,as son,t les propriâtét Qui d,onnæ-t-il, en brûtont? - Comment Ia prépare-t-on? - A quoâ sert'ùl? {. Un homme exhale 750 grammes d'anhydride carboniquo par ExERcIcEs. utilisé jour. Combien -a-t-il pris d'orygène à l'air? - Quêl est le volume d'air dans cette journée? 2. Une plante, exposée au soleil, a dégagé 60 centim. cubes d'oxygène. tombien de grammes de carbone a-t-elle lixés dans ses tissus? 3. Combien de grammes de carbone faut-il brrller dans un litre d'oxygènc, pour obtenir de I'oxyde de carbone? 4. Quel volume d'anhydride carbonique peut doDncr la décomposition d'un mof' ceau de craie qui pèse t0 grammes?

CHAPITRE XI 80RE, _ SILICIIIM 'lLV

. Bore. - Le bore est un corps solide

verdâtre

,

infusible

,

presque aussi dur que le diamant; il jouit de la' propriété d'absorber fazotè à la température du rouge r pour former un corps particulier, I'azoture de boie, BÀ2. Le borese combine aussi au chlore etau fluorl sa densité est 2,61f lorsqu'il est cristallisé. Sa principale combinaison est I'acide borique, BOsHe. L'acid,e borique se rencontre en dissolution dans I'eau des lacs de certains terrains volcaniques communs en Toscane (lagont). On I'obtient en évaporant I'eau de ces lacs. Il présente I'aspec't de petites écailles blanôhes, nacrées. On en imprègne la mèche des bougies pour faciliter son insinération dans Ia flamme. Le barate d,e sodiunt ou boraæ est emplolé pour souder les métaux, pour faire des imitations de pierres précieuses; on s'en sert Comme caustique dans les maur de gorge. L acide borique est employé en médecine comme antiseptique. f&S. Silicium. - Le siliciam est un corps solidebrun, fusible au rouge vif. On le connaît à l'état amorphe et à- l'état cristallisé. AmorpÈe, c'est une poudre brune plus dense que I'eau_. Cristallisé, cest un corps de densité 2,49, soluble dans une dissolution bouillante de potasse , décomposant le carbonate_de potassium et se combinant ari chlore pour dbnner le chlorure de silicium. Sa principale combinaison est la si,h,ce, SiOz. La silice est I'une des substances les plus répandues sur le globe. Elle eriste en quantité notable dans I'eau des geysers d'Islande I on entrouve aussiïans la tige des gmminées. On désigne sousle nom &equartr hyotin ou cristol de rocher la silice en beaux cristaux limpidâs. eueiquefois ces cristaux sont colorés par des traces d'-oxyder inOt"ttiqo*e, 0t rcnt smploydË cn joaillerie cornme pierraa d'orn6e

caRBuREs

ntuyonocÈxu

,gt

ment (dméthyste), Certaines variétés ile silice non cristallisée, eomrne le jdsperl'agate, l'opale, sont très recherchées pour les mêmes usages. Les grès dont on fait des pavés, la pierre nteulière qui sert pour les constructions et la fabrication des meules de moulin, sont , en grande partie, formés de silice. Le sabhe, formé ile sitice presque pure, entre dans la composition des poteries, des verres, du cristal. Un grand nombre de roches contiennent de la silice à l'état de combinaison : feld,spath, mica, urgi,le. que le bore? - Qu'est-ce - Quello est sa principale combiA quoi sert le borax? Qweltes sortt l,es princiytalcs combinaisont dc la tillce, at à quoùles ernploi.e-t-on?

QunsrrouN,trRn.

aaison?

CHAPITRE XII CARBIIRES D'HYDNOGÈNE Les combinaisons du carbone avec I'hydrogène sont très nombreusos; elles appartiennent, à proprement parler, à la chimie

organique. Cependant nous étudierons ici le ronrtlÈnr, CH4l l'ÉrrylÈnn, CtHr, et I'ecÉryr.Ènn, CeHt*.

I. f,'ormène, CIIa:16. {49. État naturel.

Le

nonnlÈxn

- dans la marais, prend naissance décomposition de certaines matières organiques. Il se trouve en

, au métha,ne, ov gdz

abondance dans la vase des marais. Pour le recueillir, on remplit d'eau un flacon auquel est adapté un entonnoir ( fig. 48); on ren-

verse I'appareil, de façon à le maintenir dans I'eau, €t, au moyen d'un bâton, on agite la vase sous I'entonnoir : des bulles viennont se réunir dans le

de gaz

flacon.

{50. Propriétés. ost

Le formèru

- inodore et un gaz incolore,

Eans

saveur. Sa densité est 0.559.

Fig. 48.

-

Gaz deg malai*.

Voir au n' 229 comment c€6 carbures dériveut I'un de I'autre.

des

g9?

NoTIoNs suR LEs scIENcEs PHvslQuEs ET NÀTURcLI

Il brile, à I'approche d'un corps allumé, aYec une flamme peu éclairante, en donnant de la vapeur d'eau et drr gaz carboiirq".. Un méiange de 2 volumes de formène et de 4 voltrmes d'oiygène détone au contact d'une bougie allumée' .. LË îormène forme la majeure partie du gaz qui se dégage dans les mines de houille (feu grisou). rI. Éthylène,

C'Ho.

on obtient l'ÉrHyLÈNs en chauflant de Préparation. avec 5 ou 6 fois son poids d'acide sulballon, I'alcool daris un i*rio". concentré. L'addition d'un peu de sable rend la décom-

{sl.

nà*idion plus régulière. L'acide sulfurique retient énergiquement

i;.uo proï.nanide la décomposition, mais n'intervient pas dans la réaction.'

C1Hs.QH :

eleool ortlinairo

H?O + oru

C2H4 éthYlène

Uù flacon laveur à potasse retient I'anhydride carbonique et le gaz sulfureux qui sè forment vers la fin de I'opération. L'éthylène est un gaz incolore, d'odeur {59. Propriétés.

éthérée, peï soluble dans I'eau. Sa densité est 0,97' tt Urûô à I'air, à I'approche d'une bougie, avec une flamme éclairante, en donnant hô la vapeur d'eau et du gaz_carbonique. iu -erungf de 3 volumes d'oxygène et de l volume de bicarbure d'une attrydrogè"ne détone aYec une giande violence, au contact allumée. bougie --ii propriété caractéristique de l'éthylène -glL de. se combiner uu., i* ihlore, pour formôr un chloiure d'éthylène (CeHaClt) nommé LTQuEUR oEs HoLLeNDArs, de consistance huileuse; de là' le nom de cez oLÉrLc.Nr donné à l'éthylène'

III.

AcétYlène

, C'H'-24

t53. Préparation. - L'acétylène s'obtient en décomposant le carbure de calcium, CaC2, par I'eau : ca ( orl )?' :So,*0"" t -"ro*c

3"cl*'o-* T.:o

f

I.'appareil employé est semblable à celui qui sertà la préparation de I'hydrôgèïe;mais le tube de eûreté ordinaire est remqui-permet d'intro;i|66 p;t on t.tli de plus grande section, Ce sel, au contact calcium. de le ùrbure àuire de temps en temps J, l'.ro, forme de la chaur, Ga(OH)e, avec dégagement d'acétylène.

&Àz D,ÉqLÀIRÀGE

_ FLÀ}TME

q93

Le carbure de calcium se prépare en chauffant au four électrique un mélange de charbon et de chaux vive. 154. Propriétés. L'acétylène est un gaz incolore, d'ôdeur

- soluble dans I'eau. désagréable; il est peu Il brtrle avec une flamme très éclairante, bien supérieure à celle du gaz d'éclairage; les produits de combustion sont dugaz carbonique et de la vapeur d'eau. Un mélange de 2 volumes d'acétylène et de 5 volumes d'oxygène détone violemment à Itapproche d'un corps allumé. CHAPITRE XIII GAZ I}'ÉCTAIRAGE.

-

FLAMME

l. Gaz d'éclairage. {}'r5. Préparation. Les premières notions relatives au gaz d'éclairage datent de -{795; elles sont dues à un ingénieur français, Philippe Lebon, qui constata la formation de ce gaz dans la distillation de la houille.

Fig. 49.

À,

-

Four à sept cornues pour la distillation du gaz. B, élévation; C, cornues I tr', foyer.

coupe verticale;

,l,a fabrication du gaz d'éclairage comporte trois opérations : {o Distillation de la houille; 2o Epuration physique (élimination des goudrons, des sels anrmoniacaux... );

Er NATURELLES de I'ammoniaque, (élimination 3o Épuration chimique

ttû NotIoNs suR LEs

sQtENcEs PHYSTQUES

de

I'acide sulfhYdrique... ) " on distille la houille dans des cornues demi-cylindriques en terre réfractaire, disposées par batteries de 6, 7 ou I pour chaque foyer (fig. 49,). Le gaz résultant paFse dans un cylindre horiroï1gl'{ lUoittt*t) â moitié rempli doeau, et y abandonne des goudrons et des produits anrmoniacaux. Il se rend ensuite dans [ne série de tubee verticaux (ieu it'orgue) disposés au-dessug dtune caisse contenant de I'eau, où il dépose des sels ammoniacaux et des gouclrons. L'épuration physique s'achèv.erlans une colonne à co"ke divisée ett deux compartiments (fig' 50)' Le gaz pénètre ensuite dans des caisses en fonte, ou il travËrse des cluies recouvertes d'un mélange de sesquioxyde de fer, de chaux éteinte, de plât,re et de sciure de bois : I'ammoniaque ? devient du sulfate d'amrnonium, soa(AzHa) ; I'acide sulfhydrique' I'eau et, du sulfure de produit en présence de i'oxyde eie fer, de fer. Ainsi épuré, le gaz est recueilli dalls le gazomètre, pour être disl,ribué aux différents becs de conson"lmation' Le gaz d'éclairage répand une odeur forte qui trahit sa préurnr.îun, I'air" Oïtre son emploi dans l'éclairage et le chauffage, le gaz est encore utilisé pour le gonTlement des ballons' et"dans Ié chalumeau pour la lumière oxhydrique' Les produits secondaires de la distillation de la houille : sels ammoniacaux et goudrons , ûonvellFbiernent traités , four-

nissent divers 21,11Æ,

--

't-'i.r dalrg I'industrie

: ben-

fl'n"

II. Flamme. 15;6. Nature.

La flamme est un gaz ou une

bustion. Sa température varie suivant la nature

et l'énergie de fa combinaison; son éclai dépend solidee q[oeile renferme et qui sont portées- à l] Ainsi, 1à flamme de I'hydrogène est très chaud rante, parcê qu'etle ne contient pas de particules que la- flamme d'une bougie est moins chat brillante, parce qu'elle renferme des poussièr comme on-peut soen convaincre en ltécrasant coupe.

Là coloration de la flamme dépend de la natur portées à I'incandescence; les sels de sodium c

)ur en comcombustible

s particules rndescence.

peu éclaides; tandis mais plus

, carbone, une

sou-

rubstances

t la flamme

196

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296

NorroNB s[rn LEs scIENcEs PHYSIQUES ET NÀTURELLES

en jaune, les sels de cuivre et de baryum en vert, et les sels de ctrontium en rouge. attentivement la flamme t57. Constitution" - Si I'ou examine dtune bougie, on y remarque

3 régions (fig. 5t )

:

1o Un cône central obscur A,

presque froid, renfermant des gaz

qui ne brtrlent pas, faute d'air; 2o Une zone brillante B, formée de gaz en combustion qui

à I'incandescence les particules de carbone qu'ils ren-

portent

ferment; son extrémité est

la

partie réiluctrice de la flamme

(few ile réd,uction); $o Une enveloppe extrêmement chaude c, peu éclairante, F-ig. 51.

Oonstitution de la flamme d'une bougie. A, zone obscure; B, enveloppe bril-

lante; c, feu d'oxydation b, feu de

réduction.

otr les particules solides sont brûlées; la pointe de cette ré. gion est la partie la plus chaude de la flamme; elle possède un grand pouvoir d'oæyd'ation (feu d,'oryd,ation).

QursrroxNelRr. - Où se produit le formène? - Quel danger ptésente-t-il Comment obtient-on lorsqu'on I'enflamme mélangé à I'oxygène ou à I'air? - Comment prépare-t-on D'où lui vient Ie nom d,e gat ol'éfiant? l'éthylène? Citez quelques-unes de ses propriétés. I'acétylène? Quelles opérations quelques gaz détails sur les du d'éclairage ? Donnez fabrication comprend la De quoi déépurations physique et chimique. - Qu'est-ce qu'une flamme? pendent sa température et son éclat? - Nommez les 3 régions de la flanomc d'une bougie ot les propriétés dont elles jouissent.

DEUXIEME PARTIE

METAUX

CHAPITRB I GÉNÉRATIIÉS SIIR LES MÉTAUI

I. Notions générales. 158. Nature des métaux.

Les uÉrnux sont des corps

simples, bons conducteurs de la chaleur et de l'électricité, et généralement doués d'un éclat particulier appelé éclatmétallique. Combinés à I'oxygène, ils donnent des nesus et quelquefois des acIDEs ou des coRps NEUTRES. Ils sont tous solides, à I'exception du mercure, qui est liquide. t59. État naturel. Quelques métaux se rencontrent à l'état natif : tels sont I'or, -I'argent,, le mercure; le plus souvent on les trouve à l'état d'oxydes, de sulfures, de chlorures ou de carbonates. La métullurgie esl I'industrie qui s'occupe d'extraire les métaux de leurs combinaisons naturelles. {60. Propriétés physigues. - Les principales propriétés physiques des métaux sont : {o lo La mallëabili.té ; propriété de se réduire en feuilles mincec

- Laminoir. sous l'action du marteau ou du laminoir (lig. 52). L'argent, cuivre, Itor surtout, sont les métaur les plus malléables. Fig.

52.

le

r,g8

NOTTONS SUR LES SCIINCES PHYSTQUES

ET Ï{ÀruRtllns

nroren.ile 2o La ductilité, qui permet cle les iitirer en fils' l''t la lilière, avec un gru**. d'or, on peul ol-rtenir ul {il de 3 kilo-

mètres de longueur. 3o La ténacttë est la résistance qu'ils oPPosent à la

rupture. Un lil de fer de Z mittim. carrés de section

supporte r sans se rompre ' un poid* de 250 kilos (fig. 53)' 4o Fusibiliti. Tôus les métaur sont fusibles : les unst

comme l'étain, le Plomb, le

i sont

assez facilement;

les

autres, comme I'or, le Platine' ne le sont qu'à des temPératures très élevées.

- Ténacité du fer. 16l. Propri6tés chimiques. - Le potassium est le seul métal ou OUi s'orydâ t ta température ordinaire en présence de I'air dà t'o"y[cne sec. L'âir humide, surtout s'itr est chargé d'anhydride iirbgnique, attaque la plupart des métaux. Le fer se Fig.

,à.oo"ru

bB.

à la lôngue d.'une couche d;hydra*,e dé sesquioxyde de-fer

iI'rouilte\ ; le plomlb, le zinc, se ternissènt par la formation d'hydroq carbonate de Plomb ou de zinc \ lb r-, -a^r--^- ,r^ de statues les Dùdùus; surface; Ies //, t aà, leur surlau€; r\\ l\ //

' '\)r

\tr /'//'

L-^-.-^ recouvertes ^^-{ },ion*A+ bientôt ranr'rrvêrt.ês bronze sont

d'hydrocarbonate de cuivre. Pour garantir les métaux de

I'oxydation,

on les enduit

de

peinture, de vernis; on Protège

ie fer en le recouYrant d'une

couche d'étain (fer-blanc) ou

de zinc (fer galaanisé).

:i= 5

169. I)écomposition des sels

par la pile' - Si I'on fait passer un courant électrique à travers une dissolution d'un sel métallique, celui-ci est décomPosr!; le mêtalloide et I'oxygène de la base

54'

portent au pôle positif, tandis quô te métal se porte au pôle négatif (fig. 6a). C'est sur cette d.éoomposition des sels par la pilË qu'oeùaséé la gahtanolilastie (Physiqwe, no 302)' Fig'

Décomposition d'un sel par

la

pile.

se

a'-^ cÉuÉnrl.rrÉs sun ræs

t63. AlliageE,

uÉrrux

gg0

On appelle attiage la combinaison ds deur

ou plusieurs métaux. Les alliages possèdent des propriétés

particulières qui les font souvent employer dans I'industiie. Les principaux alliages .sont : le laiton (cuivre et zinc ) , Ie maillechort (cuivre, zinc et nickel ) , le bronze {cuivre et étain ), of les alliages morzétaires" Quand le mercure est I'un des composants de I'alliage, on donne à celui-ci le nom ù'arnalgame.

Les alliages les plus employés sont les suivants:

Or.. . Cuivre Or... Vaisselle d'or et bijouterie Cuivre Ârgent Monnaie d'argent Cuivre Argent Vaisselle d'argent Cuivre Cuiwe Bronze de monnaie Étain. Zine.. Cuivre Bronze des cloches Étain. Cuivre Laiton. Zinc. . Cuivre Maillechort ....1 Zinc. . t Nickel. Plomb Caractères d'imprimerie. . Monnaie d'or (française)

"..

900 100

.

750à920

.

{ Àntimoine

250

à

80

835

765 950 50

à 95 6 àL 0,5à t

93,5

th

78

n

65 35 50

%

.

25 80 20

Les alliages sont, en général, plus fusibles que le moins fusible des métaux composants. Il peut même aruiver que leur fusibilité soit plus grande que celle de l'élément le plus fusible. Ainsi I'alliage de Darcet, composé de bismuth, d'étain et de plomb, fond à 94"5; celui de Wood, lbrmé de cadmium, de plomb, de bismuth et d'étain, fond à 650. Si on laisse refroidir lentement un alliage fondu, on constate que la température s'abaisse, puis reste stationnaire, et qu'en même temps une partie du liquide donne un alliage cristallisé. Si on enlève cette

première partie, la température continue à baisser, puis s'arrête de nouyeau, et un second alliage se sépare. Il y a donc dans un alliage, homogène en appàrence, plusieurs_ alliages différents et défrnis. Ce phénornène de séparation successive des alliages est connu sous le noin de liquation; il oblige à des précautions spéciales pour Ia coulée des alliages en métallurgie. 1.64. Procédés d'ertraction des métaux. Les procédés d'extrac- nature du minerai. tion des rnétaur varient évldemment suivant la

suR LES scIENcEs PHTSTQUES

300 NorIoNs

sr

NÀTUnELLES

Silemétalestàl'ëtatnati'frlesmoyensmécaniquessufflsentlepluo on le traite par le Si le minerai est tri oæyd'e ou ql carbonate de ' I'anhydride carbo-

souvent Pour I'obtenir Pur'

charbon à une température"etevée I nique (fer, cuusre\.

il

se tlégage

Silemineraiestunsulfureouun.crsitnure,onlegrilled'abord ou arséI'anhydride dans un courant a'^Û il tL fo"*e d'e -sulfureux charbon' par le traite I'on que oxyde un nieux, --S; et iI reste par 'la chaleur, ;À" le métal "J i f;etât de sel ind,écomposable qui est génébase une avec calcine. le o" un silicate, p", "*"*ple, ii""'ro"r"" un silicate de calcium' et un oxyde, ralement la chauxl charbon' que I'on réduit Par ,-R;;;;;;;.= Ie

rr-*irie aujourd'hui de nouveaux procédés

basés

par la pile. c'est.ainsi que ,"iï-âoâomposition usines I c'est mêrne certaines dans I'aluminium te^cuivre, i"" métal' dernier "-t-"ft ce de â'extraction i" t."î U"" procédé des sets métalliques

II. Lois de Berthollet' appelées du no.m,du chimiste commencernent de ce sièclc, exercent entre eux ' ieËîJ=*t ies actions que les âcides, les bases et les sels quelconque acid'e Un {o sels' les acidos sur

165. Obiet de ces lois' - Ces lois, rr""ç"i, qui r", eno"çi ie premier au

Action des d;;;;;err;;;*ep.tiÀeit um set, d,omt t,a,cid,e

est Ttlus aotatit, que t'acide

mtployë:

ÀzOaK+SOlHt-ÀzOsH+SO4KH enlite rrotique

do potaarium

rulfete rci'Ie potareiuo roiile rullurique un sel d'ont I'acide complètefiænt d,écompose acid'e sohtblc cst insoluble : rzotsto

ale

2o (Jm

SiOsNaz

+

SO{II2 :

SiOaH2+

SOaNaz

rilioatetlesotliurcidorulfu'rlquoaoidesllioiguerulfutgtleroilium qua'nd' il peut former aucc 3o (Jn acid'e d'écomYtose toujours un sel : insoluble sel a,utre su base un

(Azor;r3. +

MotÈt€ do

laryum

SO4H2 :2AzOsH+

rci'lc

sulfuriquê

Action des bases sur les sels. toijours un sel dont la base est uolatile:

2LzHaCl +

CaO :

SOaBa

azotiquo rul{rto de baryum 110 [Jne base fiæe dëcomposa

eciile

2AzHs +

CaCP +H2O

al,sÉmoriuÊ chsur vivo goz a,u,noliao ohlorure de calcium un sel dont 2o [Jme base sol'ublc d,ëcompose com'plètememt

ohlorure

est iYæolu'ble:

:,. SOaCu + 2KOH potâBsê

lullate ile ouivre

SO4K2 +

eau

la

base

Cu(OH)r

rulfote ile poteseium bytlrate de cuivro

3o{Jnebased'ëcomTlosetoujoursumselqua'nd,ellepeutformerauec

wn acid'e un

sel imsol'uble :

SO4K? '+ Ba(OH)r :

ûllrt.

ato

potasrium

brrytc

SOrBa

ruurtc ilo brrJrnn

+

2KOH potrè(i

POîASSIUM

lction

-

SODJUX

- CALGIUM

lss sôIs. - si on

des sels sur

30{

méIange d,euæ d,issolu-

tioms sal,ines, la d,écomTtosi.ti.om réci.proque est totale : 1o Quand d'e leur action ncutuelle piut résulter um sel insolublc :

sorNar + (azo3)zBa: SOrBa +2(azosNa) agotûte de baryum rulfate ilo tar5rurn r,uotôto do roiliua 2o il peut se formu un ser, uolati,l d,ans Iês conditians d,e Quand ,l,'wpértmce, rulfrto ile roilion

Exemple : en c,h_auIlânt le mélange de sel marin (Nacl) et Ie sulfate mj'rcurique (_uq9oo), le sublimé corrosif ou chlorure mercûrique

(HgClz) se volatilise:

2NaCl+HgSOa-SOaNar+HgCF ohlorurs de

ro
rulfate

mercuriquo

ilo

rulJeta

rodiuo

ohlorure mercufigua

Qunsrroxxlnr. - Que sont les métaux? - euelles sont leurs combinaisons naturelles? et déIinissez les principales propriétés-pbysiques des - Nommez métaux' Les métaux peuvent-ils sristalliser? -- Donnez-en un ôxemple. Quelle est l'action de I'air sur les métaux? comment peut-on garantir les - on métaux de I'oxydation? fait pasier un cJurant élecQu'arrive-t-il quand trique dans un sel métall'ique en dissolution? qu'un alliage? - eu'est-cé - euels sont les principaux alliages? procédés emploie-t-ôn généralement pour - euels extraire le métal d'un oxyde? d'un carbonate? d'un sulfure? d'un arséniùre? d'un sel indécomposable par la chaleur? Emomcez I'es lois d'e Berthollet, et ilorvnez u,n eæemple cotnrne aptytl,ication ùt chacwne d,'elles.

II

CHAPITRE POTASSIUM.

-

SODIUM.

-

CATCIUÛI

I. Potassium, K-Bg. 166. Iistorique et état naturel. enl807 par Davy, qui I'obtint en

Le

-

potassium fut découvert

décomposant I'hyd,rate de potassium ov poto,sse caustique

(KOH) par la pile (fig. 55).

il

n'existe dans la nature qu'à ltétat de combinaisons (chlo- rie. rure de potassium, KCI;

carbo-

nare de pdtassium, cosKz,

167. Propriétés.

â 55.

-

Décomposition de

par la pile'

la

potasso

erc.). *frap"liiË3Jff$'*îh"ia f,ilXii:

Le potas-

d9 mglcurg cornrnuniquant avec le

!11" eium est in métal- *o' a l" FI" négatif de Ia pile par Ie ûI N. température ordinaire, ayant l'éclat de I'argent quand il est

fralchement coupé.

Il fond à 62 degrés ;

sa densité est 0,86.

N2

NorIoNs suR LEs scIûNcEs PursIQuEs ET NÀTuRELIrs

Lo potassium est très--oxydable à I'air; il,nope "ltitll--tla décompose à la température ordinaire;

I'hydrogène dégagé s'enflamme par la chaleur qui résulte de la combinaison (tg. 56). Ce métal est si avide d'oxygène, qu'on ne

peut

Fig.

56.

DécomPosition ds I'eau Par le Potassium'

le

conserver que dans I'huile

de

naphte, liquide qui nten renferme pas. 187. Préparation. -_ On le prépare en décomposant, à une haute températuret un mélange de carbonate de potassium (CO3K?), de charbon et de craie. La craie

n'intervient que pour empêcher la fusion

de la masse. La réacbion est Ia suivante

Cgsl(r

+

2C

:

:, 2K +

3CO

Les vapeurs de potasrium qui se dé6agent, se condensont dans un réci-

pient refroidi, et le potas-

sium est recueilli

sous

I'huile de naphte, pendant que le gaz oxYde de carbone se dégage. 16B. Potasso caustique (KOH). - La Potasse ca,us' ttque est, un corps solide

blanc, déliquescent, très soluble dans I'eau. C'est un caustique énergique qui corrode les tissus. Elle colore en blsu Ia tein-

ture de tournesol rougie par un acide. Les anciens alchimistes lui donnaient

le nom d'alcali, et c'est de là qutest venu le nom

de métaur alcalins (ca-

préparation du potassium. pables de former des alcaJyfndre en fer dans lequel s'opèr" lu iit;, donné aur' métaux,

F.ig. 57.

e.,

rCao"UJ". Les vapeurs de potassiumse r^endentt nar le tube r, dans âTrtt"iËà" Loptttu. Les gaz se dégagent p"r to tubo

B.

* "Ë"ipiËiî;;;rerm*i comme le potassium et le sodium' Pour la PréParer, 0n

fait bouillir /l partie de carbonate

de potassium (co3Kr) danr

POTÀSSIUII

l0

_

gODIUM

- CÀLCIUM

803

parties d'eau, et on y ajoute petit à petit un lait de chaux; il la potasse reste en dissolution. On fi.ltre et on évapore à siccité (poiasseà,t*ehauæJ. On la puriûe par dissolution dans I'alcool (potasse à, l'alcooll. Elle est employée comme réactif en chimie et cornme picne se forme du carbonate de calcium insolubleo et

à, ca,utère.

{69. Carbonate de potassium ou Potasse du commerce (CO3Kr). - Dans le commerce, on désigne sous le nom depotasse le carbonate de potassiuna impur qui provient de I'incinération des végétaux. Pour I'obtenir, on lave les cendres et on évapore les eaux de lavage. On la retire également des lies de vin et des

salins de betteraves. Le carbonate de potassium est employé dans la fabrication du savon mou, du veme, do I'azotate de potassiumou salpêtre, du bleu de Prusse, de I'eau de Javel , du chlorate de potassium; pour le dégraissage des laines, le lessivage du linge (usage des cendres de bois).

l7O. Azotato de potassium (AzOBK). d,e potas- L,azotate sium, appelé aussi sel d,e nitre oa salpêtre, est un sel anhydre, blanc, d'une saveur piquante, très soluble dans I'eau.

Fig. 58. Extraction du salpêtre des vieux plàtras. D, eule où s'évaporent les eaux t:Jï:g:;*tf salpètro ctsralltgé mts à égoutrer

-

Il

est abondant dans les Indes et en Egypte, oir

il forme

dss

efflorescences à la surface du sol. Il se prôcluit sur les murs des endroits humides, cayes, écuries, et partout où se trouvent â la fois du carbonate de potassium et dee matières animales azotéee en décomposition.

304

NO,fIONS SUR LES SCIENCES PITISIQUES ET NATURELLES

on lrextrait méthodiques ---

des vieux plâtras, en les sonmettant à des lavages

58)' et en evaporant les ^eaux de lavage (Iig' c'est

L'azotâte de potassiurtifanAonlre facilement son oxygène; ardeirts' il'" aon" rro oxydant en.rgtq"à Projeté sur des charbons de soufre, fragments Des comblstion. ;;-;;ir, éËergiquem.-ntl" nroietés dans de I'azotàte de potassium 'fusion (fig. 59 , s'enflamment et Ln ) brtlent avec une flamme éblouissante'

On I'emploie surtout dans la fabrica-

tion de Ia poudre et pour la préparation de I'acide azotique (no {1{ )'

est un mélange Pouil,re. - La Poudre intime de ?5 par[ies d'azotate de potassium, de 12 parties et demie de soufre

et de L2 partiôs et demie de charbon' Ces proportioïs varient p-eu avec les diiets"t espèces de poudre' Elles corres-

pondent à peu Près Fig. 59. - Combustiort du eoufre our le salPèbe.

vante:

à la formule

sur-

3C+Sf2AzO3K

Les produits de la combustion sont donnés par I'équation: 2Az2O3K:3COt + 2Az+ KtS S

3C + f .rrbons murrs '

rrrlêtm

.rote

"*ffino"

u"

iT*fr_"

des morLe mélange, réduit en poudre.très fine et placé -duq1 l'4 heures I tiers, est *oî-i, a t'action de pilons en bois' pendant porrr prévenir I'inon l'arrose Oe temps en t"*p* avec de I'eau travers un crible pâte à la nr-*utioo. On taii ensuite^passer grains; la appelé guillaume,--q;ï détermine la Elos.seur,l? Eecnee' etre pour l'étuve à portée pôod.. ist ensuite chlorate,de potas: Le-rhomboidales, f.71. Cblorate de potassium (CIOaK)' inaltélamelles en ff"ni-cristallisé' sel un siim-est sous le violemment détone il soufte, d; MerangJ;;; rables à l,air.

*D;;t choc.

un courant les laboratoires, on le prépare en hisant passer

A".fm*uï"o,

6Cl+

ohlore

chauffée: oou dissàiution concËntrée de potasse caustique

SKCI +3HiO closK + 6KOH: pots$e ohlorrt'o ile poterriq- ohlorso ile potesriun eau

de la chaux éteinte' Dans l,industrie, on chaufre ensemble de l'eau,'courant de chlore. Il du ehlorure a" potu*.ioÀ, "t oq fait passer un par dernier' ce calciuml de chlorate Ao ao i;il" ;

"i "îrto""*"evec d;JË aé*;position

le shlorure de potassiuhr

s

convertit en

POTÀSSIUM-SODIUM-OÀLCTUM

.305

chlorure de calcium très soluble et en chlorate de potassium qui dépose

se

:

KCI

SCaO CtOsK BCaCtr potaesi'n obeurYive chlore chlotrtô de potareium chlorurs 6o orlolum . -Le. chlorate- de potassium sert à préparer I'oxygène, les amorces lulmrnantes, les allumettes sans soufre. on I'emploie dans le traitg. ment des maur de gorge. On I'utilise aussi en pyiotechnie. oùlorura ilo

+

*6Cl--

+

If . Sodium, Na : 23. f 72. Eistorique et état, naturel. Le sodium fut découvert en_1807 par Davyo qui I'obtint en décomposant l,hgilrate d,e

-

soitriumoasoud'e caustique (NaoH) par la pite. tt exisle à l'état de chlorure dans les eauxdelamer (sel,marin)et dans certains terrains (selgemme). Beaucoup de plantes *uriner renferment des sels de sodium.

{73. Propriétés. que le sodium soit un peu moins - Bien ses oxydable^quq le potassium, propriétés sont à pôu près les mêmes. on obtient le sodium par Ia décomposition du caibonate de sodium au moyen du charbon en piésence de la craie, comme pour I'extraction du potassium.

f74. Soude caustique (NaOH). La soudc. caustique s,obtient en traitant le carbonate de sodium par ra chaux] Le pro-

employé est le. même que pour la potasse caustique. La soude possède toutes ses propriétés et seit aux mêmes usages. {75. Carbonate de sodium ou soude du commerce (COBNa2).

cédé-

carbonate ile sodium est un sel blanc, efflorebcent, ie - Le qui Ie distingue du carbonate de potassium, qui est déliquescent *.

Les souiles naturelles sont celles qui proviennent de I'incinération des végétaux marins (vareàhs)-. on les obtient par lessivage des cendres et évaporation des eaux de lavaEe. -une Les soudes artifr,cielles s'obtiennent

en chaufTant, à haute température, du sulfate de sodium (SOaNaz), du charbon et de La craj^e (CO3Ca)-{ procédé Lebtanc, fig. 60). Ce procédé exige du sulfate de sodium, qu'on obtient à f aide'du sefmarin (Nac"l) et de l'acide sulfurique; il faut donc des fours à pyrites àt ari

'-un corps est dit ùél,iqwescent lorsqu'il a-bsorbo la vapeur d'eau de I'atmosphère et se dissout dans I'eau absorbée, Il est dit effl,orescent 1sx-squ'il abandonne dès la température ordinaire une partie de I'eau qu'il renfermait. sa surface devient alors opaque, en mème temps quellese rocouwe d'une fine poussière ou f,etm, d'où Ie nom de corps effl,oràsc'0r.

'l'l

306 , xouont gun LEs scIENcEs PHTSIQUSs ET NÀluRELLEg ohambres de plomb, ce qui nécessite une a88ez grande complication dtappaieils I aussi a-t-on cherché à le remplacer. lru procédé I*blanc on substitue généralement p rrgcéil,ë solaa,y. Le chlorure de sodium, en solution concentrée, décom-

FiS' 60. - Fabrication do la eoude (proeédé Leblanc)'

pose le bicarbonate dtammonium* en chlorure d'ammonium et ilicarbonate de sod.ium; une calcination légère transforme ce dernier sel en oarbonate neutre. Les réactions suivantes indiquent la marche des oPérations :

AzHaCl + CO3NaH NaCl + CO3(AzHa)H: soillum bleerbonrtà d'smmorium chlorure d'rmnonium bictbomts as sodic'' COsNar + COr +H'O 2COsNaH : carbonlguc irE

ç:hromm tts

blcrrbonato tlo

qoiliuo

corbonrto rle

loilium

3*z

Le chlorure d'ammonium, traité par la chaux, régénère I'ammoniaque, {utun courant de gaz carbonique transforme en

bicarbonate dtammonium. Le carbonate de sodium sert à la fabrication des savons dure, du verre à bouteille, au lessivage des laines et du linge. {.76. Bicarbonate do sodium (corNaH). - Le bica,rb-onate de st d,iiÀ est un sel blanc, d'une saveur alcaline r !eu_ so_h1!le dans I'ear:

i*oia". La chaleur lui fâit perdre

une molécule d'anhy_drid_e carbonique Il existe

et le transforme en carbônate neutre de sodium ( C63Nar).

(ardèche) et de vichy (Àllier). en - dissolution dans les eaux tle vals courant d'anhydride carbonique on te prépare en faisant passer_un sur du ôarbonate de sodirirn pulvérisé. On I'emploie en médecine iontre les maur d'esfomac, et pour préparer I'eau de Seltz artifrcielle. Les bicarbom@tes sont dee carbonates acides provenalt de la substitution do mtital à un atome d'hydrodans lù formule de I'acide carbonique d'un atome (bicarbonate dc cène. COsIIt (acide carbonique) dônne, par exemple, COIHNa ioaium); le carbonate noutro serait CO3Naz'

POîASSIUM

-

SODIUM

- CALCTUU

S?

1,77. sulfats de rodium ($oal.{az). d,e eodi,um esr un - Le sulfate sel blanc d'une saveur amère, très solublc dans I'eau. Il eriste dans les eaur-mères des marais salants,-desqueiles ir précipite p"o-

dant I'hiver_et pendant

les nuits. on re prépare artificieilônrent, en traitant le chlorure de sodium par lacide -suifurique. on I'employaii jadis en médecine comme purgatif, sous le nom ïe sel il sert dans la fabrication du carbonate de sodium pard,electitul;;i procëd,ë Leblanc, et dans la préparation du verre ordinaire. {78. chloruro do sodium ou sel marin (Nacl).

de sodium est un corps solicle, inodore,

-

Le chlorure

blanc, doué d'une saveur particulière;

il cristallise en cubes dont le groupement forme des pyramides quadrangulaires creuses (trémies, fig. 6l). Il est soluble dans I'eau, et sa solubilité varie Pgu avec la

température.

rrt'' 6{. Fig. vr'

-

Trémio rrururc do rct.

Le chlorure de sodium est très répandu dans la nature. On

le trouve

:

A

X'état solide, dans le sein de la terre (sel gemme). Il eriste des mines de sel en Pologne (Wieliczka), en Souabe', en Bavière, dani le Wurtemberg, à Espagne lmines de Cordoue), {.o

en France ( Lons-le-Saunier).

Quand les amas de sel sont considérables, on les erproite directernentl quand ils lesont moins, on envoie, pardes trous de sondage, de I'eau qui se charge de sel et que I'on évapore ensuite.

Ë"i9. 62.

-

Marals salants"

Dans les eaur de qui en contiennentenviron L p.rlu (marais sa,Iants, fi9. 11p*1, 62). On évapore I'eau de mer dans une eerie de bassins peu profonds. Le sel obtonu contient. outre le ?0

308 NorIoNs

suR LEs sclENcns PHYsIQuEs

Er

NÀTURELLES

magnésium' .{es,sulfates de chlorure de sodium, du' chlorure de proportions' faibles assez en -l'aCide calcium et de magn'ésium ' chlorhydrique Le chlorure de ffihr- sàrt a préparer pour I'emploie on *tlonatô ae sodium' t"" îoJlit zulfate .i*rtg*ttietts fours dans projeté sel : le vernisser tes poteries^ 'lesvapeur Ë aéro*pos_e, sous I'action de la ;ù;i;ù-iu àoi*roo âu des poteries' en potassium de silicate d;;,^dt ia siticeî d'aluminium et de potasacide chlorhydriquJ'ei siticatr doublà ;;ù; f;;;t le vernis' on utilise aussi le sel

sium. Ce dernier

;# ;il;;;tt'il:H;Jî,

r res

ariments

"ïjï

lTg.Historiqrre._Lecalculazfutdécouvertents0SparDavy,qui hydrate de calcium, ca(oH)z'

ou l,obtint en décomposantlu "rr"ot éteinte. a?"o*por" I'iodurè de calcium par le sodium' un m-ftal blanc d'argent' très brillant' l.8O. Propriétés.- Le calcium est I'air aves une flamme éclatante' dans r" r"t ii tnès altérable I t'air nuiliiJ. La chaun uilre est

ËËiË.ilË"ia'nîi"" {Bl.

Chaux ou oxyde de calciuml0aO)'

-

ntuncttà, caustique' infusible' "*Au contact Oe ftau, elle ie go.nfl9 et se délite en dégageant oïti.nfainsi Ia chauæ éteinteou hydrate

*"T[t"

beaucoup de chale*lrlio de calcium, Ca(OH)t'

CaO+H'O-Ca(OH)] ohrur 6'n virc

cbrur

au rouge On prépare Ia chaur en chaufrant

elfttu-=-

étdnto

vif' dans des fours

appelés fôurs à'chauæ (1g' 63)' dtr calcatre ott Pierre ù, chauæ {carbonate de calcium); le gaz

àarbonique

se dégage' .1 il

reste de la chaux vive. Suivant là nature du calcaire emolové. on obtient de la chauæ àeii"nnt ou de la chauæ hY'

ilrwlique,

La chaux aérienne esl grasse,

guand elle Provient de calcaire

o."*qou Pur; elle est

alors

Ltunit * ei donne avec I'eau une pâte liante et onctueuse' Hle ôst maigre, quand le cal' !'ig. ti3, - !'our ô chatrx' caire renferme un Peu d'argile lianto' d'autres substances; elle donne alors une Pâte Peu

TASSIUM

-

SODIUM

- CÀTCIUM

il)g

hyd,rauliqae, ainsi appelée parce qu'elle durcit sous ,,^\1!!yf l'eau' provtent de calcaires renfermant de {0 a eo p. 0/o d'argile. Lorsq-u'elle renferme ae 30 à 60 r/, d'argile, on'loihonne re nom de eiment. Le mortier est un mélange de sable, de chaur éteinte et dteau, destiné à unir res ma"tériauide construction. Les mortiers. hydrauliques durcissent rapidement, parce que privée d'eau par carcination, tena à s'hydratrr pïo,l,argile, former des.composés durs et insoiulir*-fùi*tr de carcium et d,aru-

minium).

Le bétan est un mélange de chaur hydraulique, de caillour et de sable. on I'emproie dans les fondations des bâtiments et dana la construction dôs piles de po"t^--189. Carbouate de.calcium (COaCa). d.ans la nature. -Xtu_

{r4m est très répandu Cristallisé,

il

ennstitue le

Le carbonate de cal-

,poii

lande..* et l'ara,gonite **. amorptre, it constitue le calcaire grossier (piàrre de taille, pierre à bâtir), Ia craierlemarbre, la pierce à, chauæ, la pierie lûthosra_

phiquet(**.II fait effervescqnce ,r.Ë l.^ acides;

il

est insoluble dans I'eau puret

mais soluble dans I'eau chargée à;"n_ hydride carbonique.

lB3. Sullate de calcium ou plâtre

. (SOaCa

).

Le sutfate

d.e

catciii

est

abondant -dans la nature. C'est le gypse ou-pieme ù, pld,tre.. corps blanc,"irisipide, très peu soluble dans I'eau. On te Fig. 64. trouve parfois en grands cristaux ayant Gypse en fer de tancc. Ia forme de fer de lance (fis. 64). prépare le p_r-d,tre bri ctraunant le gypse vers . .o-n 1!Qo pour re déshydrater (fig.6r;. il ert romitr pulvérisé et tamisé. ll faut le conserver à lTabri'ar r nu*iJit*."Nierungo à son vorume d,eau, le plâtre s'hydrate, augmente de volume, et se prend en masse compacte très dure.

' Le spath

ù'rsramd,e, en cristaux rhomboidriques (c'est-à-dire ""Ë.t_e_airu à six faceg et biréfrinsent qo,oo oi;;et-prace a"r-

lïilliil;iiotransparont

"

L'aragonite cris[allise en longues aiguilles prismatiques. tl.yle*c lithographique o*too ,il""i.u À grain trg, no susceptibre t,un

---- poli. beau

3t0

NOTToNË

suR LEs scrENCEs PHISIQUI8

t!

ilÀItRELLls

est employé pour reoouYrir les Éurs r P-!ur^ le moulage ' il donne Iramendement des irrr.r. Gâché avec de la colle forte, poli' d'être susceptible et le stua,olus dur q"à-i. ptatn. ordinaire

Il

f ig. 65. - t'our

à Plâtre'

ts4.Ghloruredecaloium(CaCtl).-I'echlaruredccq'leiutnect employé pour dessécher les

J;-pt;"liàe

très uuid"

d'""o, souvent

gaz.

qui et commeut le potassium fut-il isolé pour la preQuEssoNNArRE. - Par p."ilt-if Suanq oP pfoietle -du.Potassium sur l'eau? mière fois? - Que le conserve-t-on? "" et danl-quel -- liquide Comment prépare-t-on iu poi"t"ioit' Qu est-ce que la potasse du Comment prépare-t-on'l"T;t*" c'austique-? À quoi sert-elle? - Où trouYe-t-on I'azocommerco? -.D'où r. tuti"Ë-i-o"? emplo;é?-- Quelle estla conrposisudout est-il ;;;"i potassium? tete de le ch,l'orsta il,e potossiwn?

tion ds la poudre?

-'co-**"*t Verryfloie-t'on?

préytare-t-om

-

- r-- -^r:-.* r r\r.arrc sêc combinaison naturotle du sodium? - Quelles sont Ia soude caustique? - Comment obtient-on ".ii"'err.rip"te Comment rrincipales propriétés? D'où au carbonate de potassium? ie carbonate.de sodium p*i-if * airtr.Suer les soudes artificielles? p".""fri"-*ifes souAes n'aturelles./ - Comment obtientd il'e soiliurn? - Où troû't)e-t'ott bicarbomate dn, Lês s.}ttt e';;'ié;^ Qwel,les existe-t-il dans la natwo? -le sulfate da TtotossiwàI'---i.e curorure de sodium quod A -il;fi;

D';ù I'extrait-on ? - Qu'est-ce que la chaux? trent_on quenar

Comment appelle-t-on la chaur anhydre?

on uurJ-du ràau aessusr

- &mment

prépare-t-on

Qu'ob'

la- chaur?

_Quellediflérenceya-t-ilentrelachaurgrasseetlachauxmaigre?-Qu'estl fabrique-t-ou le plâtre? co quo Io ciment? r" *"rti"tiie béton? --comment calcium? de chlorure lo A S*"i sert

potassium neut-on retirer de 100 kilogr' d'ulo ExERcIcEs. - 1. Quel poids de p. o/o du potasso caustigue? commerce d.u Ëti;;Gril":60 Dotasse *;:ô;I avec le potassiun

p"ia, a" .mJi"tu a"-pot*tiuit pourrait-on préparer

pottsslum? clans 100 gxarûnes d aiotate de I sraryqrq ^{e goo Quel est le volumJdu "eï'furme

*"i"i" 3.

"urotu

::l 3Ti"?

{.L'analysea'*."f**io"do*"'o,fZodecaleiumet0'4O0d'anhydlidecarbodgue.Ya-t-ilercèsdel,undocescorpspourconstituerrrncarbonatedecalctun ordin&irÊ?

rIAGNEslUst

-

âf.UUlNtUt

CHAPITRE MÂGNÉSIUM

.-

9fr

III

AI,UUINIUX

I. Magnéslunr,

Mg

:ZL,

f 85. Propriétés. est un- métal blang d,argent, -l{ rnagmésium très léger, brùrant dans l'air aoéc une lramme àr!â"r*rrt"l'prr"u qu" les particules de magnésie- produite sont portées à l,incandescence (ns.97). cette lumière est trèi riche en rayons chimiques, ciàst_e_dire capable d'influencer res. sels d'argent; ,'"n-ru"t1Ë'pio" prrotographier dans I'obscurité. "*.ri On prépare le magnésium, en décomposant le . chlorure d.e magnésium, produit naturel, pa" ie-sodium,^en présence du chlorure de potassium et du chlorure de calcium.

-

ma,gnésiê est une subgtance blanchc 1q6..Magnésie (MSO). pulverutenter_ sans saveur,ni-La odeur, insOluble

dans I'eau. _On I'emploie contre les aigreurs d'estomac et comme purgatif léger; C-'est le contrepoison des sels d'arsenic.

Pour obtenin la magnésie, on

calcine

I'hydrocarbonate de magnésium (magnésie

des pharmaciens).

{87. Sulfate de nagnésium

(SOrMg).

Le sulfate d.e magnés{um, est un sel îturrc soluble dans I'eau, d'une saveur amère. C'est

un purgatif

souvent emplové sous Ie

nom de sel d,e Sedti,tz ou sei d,;Epsom. Il

existe dans certaines eaux minéralei{eau de Sedlitz).

II. Alumlnium, AI : 28. i 1.88. Propriétés. est un - L'a,lunxini,um métal blanc, très léger, sa densité n'étant

FIg. 67.

que à I'air. C,est I - 2,51 il est ina\térable un --"Ï':::;,:';';Ï' i:' ,Combustion du magnéslum -: ":: métal precteux merar précieux pêr sâ sa mailéa.bilité, mallêabilité, sa ductrducti_ lité, égale à cellÈ de I'argent, et sa résistance aux acidesl I'acide chlorhydrique seql le dissout. I*s dissolutions alcalines I'attaquent russi. Enfin il est peu fusible (son point de fusion est yers 62tr). sçr .

312

NOTTONS SUR LES SCTENCES PHYSIQUES

EÎ

NATURBILLES

usages tendent à se répanrlre rle plus en plus, car-il est peu oxydablel au ceoËndant I'eau de môr l'altaque, ce qui empêche de I'appliquer o/o de àlï,frfug. des navires. Un alliage de.10 0/0 d'aluminium., 90 constitue le bronze cl'alunu'ni'unr. employé dans I'orfèvrerie' -lI ""iu"ui ,r'L*i.,e pas rlans la nature â l'état libre; mais, combiné à la iI est très abondant (argile)' - , silice, --Li.*t"""tion de I'alutninium s'est faite pendant longtemps d'après le procédé de H. Sainte-claire Deville. on réduisait par le sodium sodium' le -- chlorure double d'aluminirtm et de Le chlorure double d'aluminium et de sodium n'est pas un produit ,rutur"l I on I'obtient en traitant par le_ chlore un mélang_e de charbon , d'aluminium (atunûne) et de chlorure de sodium' O*vA" À,i5ou"O'ttui on décàmpose par un courant intense, dans un four At.ciiiq"e, un mélange d'alumine et de fluorure d'aluminium et de

sodium.

{Bg. Alumine

(Aleo3)

est très répandue dans

.

Ltalumine ou

oæyile

d'aluminium

la-nature; cristallisée, elle consti|çe les

oirrr6 prbcieuses telles que le ru,bis ori,ental (rouge), le sa\tfir Ziurrtoi (bleu), la topaie or'ien'tale (jaune-) ; -combinée à la silice, ellà forme les ârgites. L'é.mert., employé dans. le polisen noir sage âes glaces et des métaux, est de I'alumine colorée par I'oxyde de fer. 190. aluns.

'

*

Les aluns sont des sulfates doubles isomorphe;;

du sulfate ciouble cl'aluminium de potassium ou alun ordinaire (dbrttÀtt * SoaKr + 24H20. - Leur tbrmule générale est Nt représente Al, isôri.M'+ SO4NIrz + 24H2o d,ans- laqug]le AzHa, Ag' I(-, Na, représcnte M, et ir, Mn, Èr, 'est - -ie I'alun de potassium ou alun ordinaire. ptus important natutr prouient de I'action de I'acide sulfurique sur.l'alumine ,.*fi* fr'Aratée. Il se produit aussi dans le mélange des soluiiorr. de sulfate de poiassium et de sulfate d'alurninium; c'est ,uf blanc, cristailisé, d'une saveur d'abord sutrée et ensuite ". u*Ctt, soltrÉle dans I'eau' très employé dans la teinture et pour le tannage des Peaux' {9{. Argiles. - Les argiles_sont constituées essentiellement c'est-à-dire ou,. do silicate d'aluminitim. Elles sont plastiqugst "o"i.ffà*-.u laissent facilement pétrir avec les doigts, de là leur ônploi dans Ia sculpture et le moulage ; elles sont savonneuses ioucher et se lafssent rayer facilement aYec I'ongle. au --Elles font pâte avec I'eau et deviennent alors imperméables' salive et Un Àort.uo d'argile placé sur la langue ab-19rbq..11 p.àâ"it une imprEssioï de sécher.esse : on dit qu'il happe à la langue.

_ ALU}TINIUIT 3I3 argiles durcissent par la cuisson, d'où leur emploi dans !u-r MÀGNÉSIUM

.la fabrication des poteries-.

On distingue plusieurs variétés d'argile:

{o Le ka,olin; c'est du silicate draluminilm pur, hydraté, do couleur blanche; il est infusible aux haute* iu-peiutures. Il provient de la décomposition des feldspaths, sitiàtes doubles d'aluminium et de potassium. ces sels, tte, âmnoàoi, dans la

nature, se dédoublent sous I'action de lleau en silicate d.e pol,as* sium soluble et en silicate d'aluminium insoluble. Le kaolin est abondant en France près de saint-yrieir, en saxe ei en chine. La. ,,2s .tene_glaise des sculptggs; c'est uno argile impure, cllo contient de Ia chaur et de I'oryde de fer qui"la-coloro en jaune rougeâtre; elle fond aux tempêratures efevJes"

.3o.La te*e ù foulon oa argile smectiquel c'est une argile plus.impure que la précédente; eile forure avec l'eau une pâte peu lianto; propriété d'absorber tes corps gras, -elle_possède-la aussi sert-elle dans le dégrâissage des étoffes. 4o La rna,rne est un- mélange de calcaire (au moins 20 olo) et d'argile. Elle est employée en agriculturo pour I'amendement des terres. {92. Poteries. L_a grande prasticite de l'argile ra rend très - des-poteriei. Mais, par ta cuiison,llle se conpropre à la fabrication tracte et se fendille, ce qui est un grave inconvénient. ptur y remé-

avecïifférentes-matières, le ;bù; r" piaî*", qoi 3:=:]l drmrnuent ïélllq: Ia coutraction due à la dessiccation, mais rendônt t'argile

plus difficile à travailler. Les principales poteriés sont: À. - La porcelaine. On en fait de la v-aisselle, des creusets, des capsules. employées dans les laboratoires, des objeis dbÀeinentation

(porcelaine de Sèvres, de Sare). nat. à porcelaine se compose de rraolin, de quartz et de feldspath_i c'est cette dernière subitance qui fonâ au"àni la cuissou et remplit-ler pores de la pâte. on broie-très frnement le luartz et le feldspath, on les lave. Iti sont ensuite mélangés t"oiirr= t umide et malares très longtemps ensemble de manièr" to"*". "o u"" pat" homogène. celle-ci est eusuite soumise à l'action de I'air, qui ariréliore ses qualités.-cctte erposition à I'air doit durer plusieurs air"eer. Avant la cuisson, on fait_subir à ra pâte lune d.es trois opérations ruivantes : le totp'russage, le coutnge it le mnulage. Tawrwsagg. tour de potier se compose d'un are ver-1otical supportant à son ertrérnité inférieure un targe aisque, et, à I'ersupérieure, un..disgue plus petit. L'ouvrËr infrirle au tour mouvement de rotation, en agissant-avec,les pieds'sur le disque inférisur; en nôme temry, avec les nrlnr, il donne à la pâte, paôee lu c.[tre du disque supérieur, forme voulue. Quand l'?bauche dc

4

i

- ur

F-ité b

h

31,4 NorIoNg suR LEs ËcIENcEs PHTsIQuns ET NATURELLES donnc I'objëteSt âSSez tvancéé, tln dêSsèche, puis un secorld ouvrier à I'ouvrage son fini.

on se sert en céramique sont en

- Les moules dont de pâte nlâtre ou en tene cuite. Ori applique sur le moule des plaques et ôn tôt presse avec une éponge' de façon ;i;;;;-;oi"t "pui**es' suf le modèle' 2o Mou,lnge.

qu'elles s'appliquènt exaetemerit

30 Ctulo,ge.

- on veise

dâns

un

môtrle en plâtre..ta pâte trè$

aeiuy*e À'e"'u. Le plâtre absorbe I'eau, et !1 patu se solidifiel qTl,l1 .ei,""e I'excès de liquide', on retire I'objet I qui est plus ou molns "épaii, suivant la durée de I'opération'

Cuisson..Cespréparationsterminées,onfaitstrbiraurobjetsde

porcelaine une première cuisson oa d'égourdi" ' A cet effet,ils'soniplacés dEns Ie compart.iment supérieu{ d'i1 Jg,T* à porcelaine, ou ils ie dessèchent et acquièrent une certarne consls" torrt en festant trèS poietrx. tendê, porcelaine dégourdié dans une

ôn'pto^ge ens*ite un instant la UouitUL cliire de qr"rtr et de feldspàth _

appelé

e barbotine' La pâte

qui; absorbe l,eau, qui iaisse à la surface uttu mit ce couche vitrifiable glaçure'oa l'éma'r'I formera cuissotl deurième eprès Ia , *Ë;;ité ; faii f" deuxième cuisson. Pour celâ, on place les objets les aatrs-a*s cyliildres en terre réfractaire (eazettcs), qu'otl empilepordes autres. Les cazettes protàgent la surface de Ia .ro, "o-a"r*s contre Ia lurnée et les poussièrei. A* sortir du four, la porcecelaine translaine a subi un coilr,^^êrcernent de fusion; elle est deyglue lo"ia" : elle appartient à Ia classe des poteries dernt''uitrifiées.

,

Four ù porcelaine. - Un four à porcelaine eomprend trois étages' la Àu .plus éIeve sont flacés les objets.à dégourd,ir, aux autres s'effectue extérieurs' quatre foyery chaull8par eit four cÉaque cuisson; seconde Àu bUut de dolrze jôUrs envirolr, oh laiise le four se refroidir lentemëht dvant de défourner. on couvre souvent la surface de la porcelaihe de couleurs mêIées à tle! matières vitrifiables âslez fusibleÈ. Les matières colorahtes sdnt à"r oiiOur métalliques. On luÈ dÉIayc dâns I'essence de térébenthlnê, et on lls applique àu pinceau. On cheuffe ensuite dafls des fours dlSdt ;;ré- il i'"if" i*Co", gtt'ut utturier peut strivre du dehors I'actlon la euisson suf la rriatière colorailtë' sont demi-vitrifiés, durs, imperméableÉ, B. - Grès cérames.lls mais non translue,ides. La pâte est moins pure que-la--pâte,à porcelaine aùssi les ob.iets sont-ils souvent coiorés pai de I'oxyde de lêr. On les cuit à très iraute température. Four les vernir on irrojette dahs le fouf du chlorUfe de sodium, qui se I'aporise, se décutflpdsè âU conttôt du gfès et fbrme un terbls fusible (Y' no 178')' poterrcs cttrùftLumes. On fabrique ies laÏences avec C. - Fa,îen1es et et du quartz ffhement pulvérisé. .On soumet les U"-i'""git"'pi^.iiq".; piemiere leur donne de ia dureté; puis on La cuis'sons. i d",ri fia."s d'un vernis tïsiblé formé de quartz, de carbonate dc LiÈ

"""o,r*e

IIAGNÉSIUu

- ^LUIIINIUM

3T5

et d'oryde d.e promb, ce vernis fond pendant la deuxième ?gl1lfio.. culsson' et recouvre la surface d'une couche vitrôuse et imperméable

de silicate de potassium et de plomb. Les poteries communes soni faites avec cres argiles ferrugineuses mêlées de sable. La couverte est un silicate d'arurninium et oe ptomr. ces couvertes à base de plomb devraient être évitées: eiles cèdent trop facilement leur métai aux acides des préparation* .oiirrni""r. grossières :- tuiles, carreaux, pots â lleurs, etc., sont ,-P^ _l"r,poteries rarrs avec des marnes mêlées de sabre. La pâte, thçonnée à ra main, est soumise à une température relativement peu éleïée. briques sont façonnées au moule, sàchées d'abord à l,air, puir -,.1:^_ au lour; I€s brlques réfractaires sont faites avec des argiles très pures.

l:.

{93. verre.

Le ae*e est un mérange de divers silicateg sodium, cle calcium, d'alîminium, àe plomb, de fer, etc. Les ve_rres sont transparents, cassants, doués d,un éclat particulier dit oi,treuæ. La chaleur les amène à I'état

-

de potassium, de

*

nerme!_de les façonner. Les glaces sont coutées, P:t-q1 tes vrtres et.U5i Ies bouteilles sont en verre soufflé. E*ploTé.fTl,_ le silicate alcalin donnerait un verre solubre dans ., silicate de calcium seut a une tendance marquée à ::l,l"fl-1ytll:-;1" par conséquent à se dévitrifier. Le silicate de promb- rend ï^"tiïltjl1l te. ptus tusrble et lui donne pouvoir Yerr^e

un

réfringent pius consiclé-

pn fait do'c varier les proportiàns des divers silicates suivant le but à atteindre. . ,Lr* verres peuvent se diviser en verres ordinaires et en verres rable.

a Dase de plomb. $. _ Les principales variétés de verre ordinaire sont": 1o Le ,)e*e ù, aitre, silicate doubre de sodium et de

calcium; obtenu en fondant du sabre fin, de la craie et du carbonate de sodium. Le ae*e à graces contient moins ae crraù q", r. verre àvitre, aussi est-il moins dévitriliable. 2o Le ae*e d bouteittes, silicate double de carcium et d,aru*ill"T: auquel se trouvent associés au potassiuÀ .t ao f* qui lui donne sa coloration: $o ræ ae*e de Eohëme s'obtient en fondant du quartz, de la chaur vive et du carbonate de potassiurn. ce verre est transparent, très léger, peu fusibre et inartérabre. Il sert à fabriquer la verrerie de tablô et des appareils de laboratoire. 4o Crown-glass. _. Crest rrn ,riru plus riche en chaux et en potasse_ que le verre de Bohême. Ir'est emproyé dans ra fabrication des instruments d'optique. B. Les verres à base de plomb sont : - cys,ta.l, silicate doublà de potassium et de plomb. C'est .^ 1'-t. nom gênériquo ds tous les verres à base de plomË. Il est em-

'"

S16NolIoNssunLEsScIENcEsPHYSIQUESErNÀTURELLES

ptoyédanslaverreriedeluxe.Leplombluidonnede|atrans. parince et augmente sa réfringence' ' Zo Flint-gl;"ss. On I'obtiànt en fondant du sable fin, du de potassium ; il est dense, limpide et *ini"* et du carbonate

iras refringent. On I'emploie-dans les. instruments d'optique. Bo ,Strasî. - il contiènt encore plus de plomb que le flint; ,'r.t i* plus dense et le plus réfringent des verres ; il sert à

imiter '*ï"

les pierres Précieuses.

n*ï4- - Ciest un cristal rendu opaque par du bioxyde a'etri" o" du phosphate de calcium. En introduisant dans la oxydei méfailiques-' on a.des émaux colorés' fet* ' L",aàtverràs colorés siobtiennent en ajoutant à la pâte difé-

rents orydes métalliques. Trauail du aeffe. - Les matières premières employées pour la fabrication du verre sont: le sable, qui fournit la silice; le ou I'argile. Ces tu*or"t. ou le sulfate de sodium, et la craiec'est-à-dire calpuis broyées, d'abord frittées, *rtiot.r sont

Fig. 67.

-

TraYail du verre.

cinées légèrement; enfin chauffées dans des creusets en terre réfractairL appelés po ts d,e aertier, ott on les maintient en fusion pendant,l0 i {2 heures. Le verre est alors à l'état pâteux, ce qui permet de le travailler avec facilité. Aussitôt façonnés, les oni.[* en verre sont placés dans des fours spéciaux, otr ils se refroidissent très lentement.

Les fours de verreries sont chau{fés au gaz et pourvus de récupérateurs de chaleur. (voir plus loin, à la métallurgie du i*, i"principe de ces récupérateurs.) La température y atteint de {000 à {200 degrés.

MÀGI.{ÉSIUM

_

317

ALUMINIUU

Trempe. - Le verre fortement chauffé et brusquement refroidi de trempe , devient très cassant. Pour éviter cet inconvénient,

onrecuit le verre trempé. Le verre trempé, en se brisant, se réduit en poudre fine. C'est ce qu'on montre à I'aide des la'rm,es batuuiques. Ce sont des globules de verre qu'on obtient en faisant tomber des gouttes de verre fondu dans de I'eau froide. Si I'on casse leur pointe, tout le globule se réduit en poussière. En trempanl lentemeæf le verre, on diminue sa fragilité. Le verre dit, incassable esl du verre trempé par immersion dans I'huile. QursrtonNllRE.

que

l,a rnagnési,e?

-

Qwe &otwle l,a cornbustdon d'u magnésiwn?

Qu'ast-çe

-

Quelles sont les propriétés tle I'aluminium? - Quelles sont les principalel variétés d'alumine qu'on trouve dans la nature? - Que sont les alung? - Quel A quoi sert-il? Quelles ost le plus important? Qu'est-ce gue I'argile?

-

sont les principales poteries?-Avec quoi sont-elles fabriquées? - Qu'est-ce que Comment le travaille-t-on? sont ses principales variétés? leverre? -

-Quelles

CHAPITRE IV FEN

-

ZINC

_

ÉTUN

_

ANTIMOTNE

-

NICTET

I. Fer, Fe-56. 194. Propriétés.

Le fer

es|

un métal blanc grisâtre, duc-

tile, malléable et très tenace, fusible vers

1600 degrés. Chauffé

au rouge blanc, il se soude à lui-même. Le martelage le rend fibreux; les vibrations, les chocs répétés rendent sa structure cristalline; it devient alors oassant I ctest ce qui occasionne parfois la rupture des essieux de wagons. Il se combine à tous les métalloïdes, excepté à I'azote. Inaltérable dans I'air sec, il s'oxyde dans I'air humide et se convertit en sesquioryde de fer hydratê,lrouille). 0n prévient son oxydation par la galvanisation, l'étamage ou la peinture. Le fer se rencontre rarement à l'état natif dans la nature, mais souvent à l'état d'oæyde magnctique, de sesquioxyde (fer oligi'ste, hématite rouge ou brune), de carbonate (fer spathique), de sulTure (pyrirfe). Ce dernier n'est pas employé en métallurgie. t95. Uétallurgie du fer. - La réduction du minerai de fer peut se faire par la méthod'e catalane ou par ceile des hawtt fourneau,æ. '1,1l.'

û{E Norlontt suR

LEs scIENcEs PgrslQUEs

El

NÀTURELLEs

Itéthodê catoh,ne. - Le fourneau catalan se compose d'un creuseÊ en briques r{fractaires, dans lequel on fait arriver un couranl d'ain On remplit le creuset de charbon de bois qu'on allume, et on le re-

couvr'ê de minerai. L'oxyde de carbone qui se forme réduit le minerai, ct le fer en fusion tombe au foncl du creuset en une masse spongieuse, que I'on soumet ensuite au martelage pour la rendre aompacte. Cette roéthorte ne d.onne que le tiers du fer contenu dans le minerai, parce qu'une partie de I'oxyde de fer échappe à la rérluction' se combine à la silice du minerai pour former un silieate de fer et d'aluminium, qui est la scorte. Le four catalan n'est employé que pour des minerais riches dans des pays où le combustible est abondant et les transports difficiles.

Méthode d,es hauts fowneauæ.

haut fourneau présente - Un intérieurement la

forme de

deux

troncs de cône réunis par leur grande

base. Le cône su-

périeur oa cuae

se

termine paruneemlrouchure, le gueulard,, Le cône infé-

rieur constitue

les

et se termine par un cylindre ,, I'ouurage, où débouchent, les étalages

tuyères; le fond

de

ce oylindre est

lo en

creuset, fermé

avant parunepierro appelée d,ame.

Le hau[ fourneau est revêtu intérieuFig. 68. - Haut fourneau. Eln À, les matières introduites dans le haut fourneau so dessèchent; en B, le charbon réduit Ie minerai et donne du fer, lequel descend en G, où, soue I'inlluence de la haute température qui y règne, il se comhine avec du parbone et du silicium pour fonner de Ia fonfe, tandis quo 'le gaugue donne, avec le fondant, lo l,attierrqui surnage et e'écoulo par I'orificequi est en H; la fonte s'accumu.le gaz chauds et combutibles qui dens le creuset K. - Les sa ddgagent du haut fourneau sont aspirés par le tuyau T, d sorvent àchauffer I'air lansé en S par lt tuyèro.

rement de briques réfractaires; on lui donne une hauteur de vingt mètres environ. On introduit d'abord (fig.68) du

combustible qu'on

allume, puis

acbève de

on

Ie rem-

plir avec des cou-

chcs alternativee de minerai. de fondant et de charbon. Le fondanû

rER

-

zrNc

-

ËÎÀrtr

-

Àrritluo$ls

- NICKËL

919

ost calcaire {castirw), si le mineiai eÉt siliceur, of silicour (erbue), si le minerai ost calcaire. Des machines soufflantes envoient pff les tuyères de I'air à la partie inférieure de l'warage. Les réactions sont identiques à celle de la méthode préc&dente. A la partie supérieure de la cuve, le minerai se déshydrate, s'échauffe et arrive âu rouge sombre (400o1, dans la région inférieure de la cuve. Là il est réduit par I'oxyde de carbone qui monte du foyer de combustion ; celui-ci donno d'abord de I'anhydride carbonique I mais, en présence d'un excès de charbon, ce gaz devient de ltoryde de carbone. Lefer réduit descend dans les étalages, oir la température est de 1000o ' 129$o ; lâ gangue passe à l'état de silicate d'aluminium et de calcium (lui,tier), et le fer se combine au charbon (fbnte). La fonte et le laitier se liquéfient dans I'ouvrage, où la température est de {200o à 2000o, et tombent dans le creuset; Ie laitier, plus léger, surnage. Dès qu'il déborde la dame, il e'écoule sur un plan incliné, d'où on I'enlève à mesure qu'il se solidifie. Quand le creuset est rempli, on fait écouler la fonte et on la coule en demi-cylindfes, qu'on appelle gueu,ses ôtJ, gueùsets. Les gaz chauds qui sortent du gueulaid sont composés principalement d'oxyde de carbone I on les fait brtler darts des chambres en tôle garnies intérieurement de briques réfractaires (récupérateurs Witwell). Les résidus s'échappent par une cheminée d'appel. Quand lamasse des briques réfractaires est suffisamment échauffée, on ferme toutes les issues et on ouvre une tubulure par oir arrive I'air d'une machine soufflante; cet air s'échauffe en parcourant les chambres et arrive à la température du rouge aur tuyères du haut fourneau.

t96. fonto. La fonte est un corbure dc fer contenant de 3 à 6 p. % de -carbone. Lafonte blanche, obtenue par brusque refroidissement, est cassante ; on ltemploie pour fabriquer le fer dour et I'acier. La fonte grise se forme quand le refroidissement est lent; il se forme alors des paillettes de graphite noyées dans le métal et qui lui donnent sa couleur. Elle est moins dure et moins cassante que la fonte blanche, et on ltemploiepourfabriquer des colonnes, des marmitos, der rouesl dot

poêles, etc.

197. For dour.

-

Le fer doua est du fer put. Oh ltubtient (dffinagel. Poui cela on chauTfe la fonte'

eh décarburânt Ia fonte

blanche dans un fort courant dtait; le charbon de la fonte se transforme en anhydride carbonique, et I'on obtient le fer dour.

320

NoTIoNs suR

t,ls

scIsNcES pHysIeuES ET NATURELLES

L'affinage de la fonte se fait par deux méthodes : le procédé comtois et le procédé anglais (puddlage). Dans le premier, on se sert d'uu four analogue aux forges

ordinaires. Le foyer est une cavité carrée qu'on remplit de charbon allumé, dont la combustion est activée par une tuyère. La fonte, placée sur le combustible, se liquéfie, le carbone

qu'elle contient brtle en passant devant la tuyère. La masse qui tombe au fond est reprise, et on la eoumet plusieurs fois à la même opération. On obtient finalement une masse unique de fer à peg près pur. Le puddlage s'effectue dans un four à réverbère (four ù puildlêr"). On chauffe ce four au rouge blanc, puis on introduit la fonte avec le quart de son poids d,e battitures de fer (on nomme ainsi I'oxyde qui se détache quand on martèle le fer incandescent). Le métal fond, I'oxygène des battitures convertit le carbone en oryde de carbone, qui brtrle en flammes bleues. La masse devient, de plus en plus pâteuse, on la réunit en boules ou loupes, qu'on retire et quton martèle pour en extraire la ecorie. Ce procédé est extrêmement pénible pour I'ouvrier chargé de brasser la masse et obligé de rester plusieurs heures les yeur ûrés sur une masse chaufTée au rouge blanc. On y substitue un puddlage mécanique, en plaçant la fonte dans un cylindre à are

horizontal tournant sur lui-même. 198. Acier.

L'acier est du fer carburé qui contient moins

de

2p.olode carbone. Il est plus ductile, plus élastique que le fer pur.

L'acier de forge ou acrcr puddlé s'obtient en décarburant partiellement la fonte. L'ocicr d,e cémcntation provient de la carburation du fer dour. A cet effet on chaufre, dans des caisses en briques réfractaires, des couches alternatives de fer dour et d'un cément, formé dtun mélange intime de charbon de bois, de cendre et de sel marin. L'aeier fondu s'obtient par la fusion, dans des creusets ou dans des cornues, de I'un ou I'autre des deur acie' s précédents. L'acier fondu est très homogène. L'sciâr ile Bessemer (fig. 69) s'obtient en décarburantlafonte et en recarburant un peu le ferpur. Pour cela on introduit, dans une cornue mobile or conoerti,sseu,r, vingt à trente tonnes de 'fonte. Quand la masse est fondue, on y lance un violent courant d'air qui brùle toutes les matières orydables, carbone, silicium, phosphore, 0n incline ensuite lt cornue' et on y inl,roduit do la

rER - zrNc - Érun _ ÀNTrrr(orNE _ NrcrEL 3lt fonte en proportion convenable. Le charbon de cette fonte se répartit dans toute la masse et donne de I'acier. Le procédé Martin consiste à ajouter à la fonte en fusion une certaine quantité de fer pour la transformer en acier. L'acier, chauffé au roùge et plongé r.orq".-."t dans Peau ou dans I'huile, donne très dur et très élastique; !'ylryèmpi, on I'emploie dans la fabrication aes fusils, des canons, des machines, des instruments de chirurgie, des ressorts de montre, des laminoirs, des coins des ,nonniiu*, etc. pour res rairs de

Fig. 69.

-

Fabrication de I'acier Beesemer.

À gauche on introduit dans une cornue mobile ou corùoeill,ssewr de20à B0 tonnoe de fonte en fusion. a droite,.le convertisseur est relevé; un courant d'air, lancé par un tnbe qui débouclie par cent ouyertures pratiguées au fond du cr€uset, treverse la foute et brtle son carbone. Do nouveau incliné, ee creug€t reçoit ae.ez de fonûe pour convertir le fer pur en acier. Àu centxe, ies ouvriers font couler, dang dee moules engagés d"ns le sol, I'acier fondu qu'on a resusilu dans une poche mobile.

chemin de fer, on emploie I'acier de Bessemer, et pour les bandages et les ressorts de wagons, des aciers où lô fer est allié à des métaur durs comme le chrome ou le tungstène. L'acier puddlé scrt pour la fabrication des armes: sabresl épées1 I'acier de cému'[alion est employé pour fabriquer des outits,limes, rabots, couteaux de poche.

t99, 0xydes de fer. oxydes principaux : lo I'o- Il y a deur ryde salin- ou oxyde magnétique, FesO{, oa aimant naturel, qui est très abondant en suède : c'est le meilleur minerai de-fei ; 2o lo sesquioryde de fer, F'er0s, clui, anhydre, constitue à l'étqi

322 NorIoNs sun Lss scIENcEs PHTSIQUnS El

NÀTURËI.LII

naturel I'oligiste,l'h,ématite rouge. A l'état hydraté, le ses{trloxyde formd la rouille et eriste à l'état naturel sous le nom de limonite ou hématite brune; t'est un bon minerai. 90O. Sulfures de Ier. - Il existe deux sulfures de fer; le plus important est le bisulfure, FeSz, oa pyrite de fer-r-qui-est très répandue. Elle est utilisée de deux manières: grillée, la pyrite doïne de I'anhydride sulfureux, et, à ce titre, est employêe dans la.fabrication de I'acid.e sulfurique ; chauffée en vase clos, elle donne du soufre. Elle n'est pas utilisée comme minerai de fer. *Le sul,fa,ted,e fer, sulfate ferrtur, 2Oî. Sulfate de fer (sorFe). 'uerte ou ui'triol uert*, est un sel- qui se p-réappelé aussi coupter"ose

grands ôristaux verts solubles dans I'eau. Chaufré vers 300o' rËitu doit it perd"tr,àn uun de cristallisation et devient blanc. Sa dissolution êtrl conservée à I'abri de I'air, sans quoi elle se suroxyde et jaunit en

donnant du sulfate ferrique [Fer(SOt)s1. On obtient le sulfate fôrreux en traitànt directement le fer par I'acide sulfurique, ou mieux en grillant le sulfure de fer et le laissant ensuite s'oxyder à I'air I on lessivé la rnasse et on fait cristalliser. Il est employé dans la fâbrication de l'encre ordinaire et du bleu de Prussel àn ieinture, il forme la base d'un grand nombre de couleurs noires. Il sert pour clésinfecter les fosses d'aisances, et on I'utilise en agriculture pour combattre les palasites. Le chlorure de fer, produit par 2O2. Chlorure de fer (FerCIo). I'action directe du chlore sur le fer, est un solide noir très soluble

-

dans I'eau et formant un liquide rouge brun qui a la propriété de coaguler le sang, ce qui fait employer sa dissolution aqueuse pour les hémorragiés. Comme I'eau le décompose assez vite en """Ët.r acide chlorhydrique et oxyde de fer, il est bon de n'employer à cet usage ![ue du chlorure récemrnettt prépaÉ.

II. Zïne,7'rl==.65'2. 903. Fropriét,és. --l'a rinc est uu rnétal blanc blcuâtre, cristallin, 0assant; sa densité esb 7,L9. Il se ternit à I'air et se recouvre d'uhe couche dthydrocarbo-

nate de zinc qui protège la partle non attaquée. II 'ce combine facilement aux acides et forme avec eux des composés vénéneux I aussi ne I'emploie-t-on pas dans la fabiication cles u-qtensiles de cuisine. II fond vers 500 degrés et se vola[ilise vcrs {000 degrés, en répandant d'abondants flocohs blatrcS d'oxyde tle zlttU

llaine phùl 9i04.

os

ophi qu e).

Extraotion.

-

On extrait le zinc en calcinant" la blende

* On appelle de même le sulfate de zinc uitriotr uitri.ol, bl,ew'

btcLnc

et le sulfate de cuivlo

FEn

-

zrNc

*

Éra,rn

-

ÀNTrlrorNE

_ Nrcr(EL

BIB

(sulfure de zinc) ou la calamine (carbonate cle zinc), au contact de l'air; on obtient ainsi de I'oxycle de zinc, que I'on réduit par le charbon dans des cylindres en terre réfùctaire; le mêtal distillc, et I'oxyde de carbone s'échappe. - 905. usages. - on emploie le zinc en feuilles pour construire des gouttières, cles baignoires ; réduit en feuillôs plus minces, ilsertàlacouverture cles tcrits. on I'ul,ilisc aussi dâns nlusieurs piles électriques (Danieli, Bunscn, I-eclanché, pile au bichromate), et pour recouvrir Ie fer cl.'une couche qui le prolègc contre I'oxydation (fer gul.uatiisi). Allié au r;uivie, il formele laiton oa cutpre jau,ne.ll entle tlans la composi[ion du bronze des monnaies ct clu maillechort. zinc ou blanc de :inc est crnployé en peinture; -rJe il._L'oæyde ne noircit pas comme la cdruse (earbonatô aé ptomù; par leÉ

émanations sulfureuses, mais il est moins tenace eî couvre moins bien' Le chloru,t'e et le su,Ifate de zinc, qui se forment dans la préparation de I'hydrogène, sont employés en rrissolution comme antiseptiques.

III.

Itrteriu, Siil

-

Ll8.

9Op. Propriétés. est un métal blanc d'argent, trèr - L,étuin malléable (feuilles d'étain), mais peu tenace, faisant Ëntendre, gl11d.on l.e ploie, un bruit (cri de l'étain). Ir fond à 230 degrés ; sa densité est -particulier 7,2.

L'étain ne s'altère pas à I'air à la température ordinaire, mais s'oxyde facilement quand on le chaure a zooo. Il est attal qué par I'acide chlorhydrique, qui le transforme en chlorure d'9!ai1 (sncF). Loacide azotique i'attaque aussi à froid. L'acide sulfurique ne I'attaque qu'à chaud e[ concentré. L'étain est attaqué par I'eau salée. Il se combine facilement au soufre, au

phosphore, au chlore. soufre, il donne un bisulfure d'étain jaune, connu sous -l.e Avec le 1om d'or mussi,f, employé autrefois pour enâuire les frottoirs de la machine de.Ramsden, et encor-e aujourdrhui pour remplacer la poudre d'or dans Ia dorure commùne. Les sôls d'étain

sont inoffensifs à petite dose. on extrait l'étain de la cassrltérite ou bioxyde d'étain naturel, qu'on réduit par le charbon.

-907. _Ilsages. - L'étain sert à fabriquer des ustensiles do table, des mesures pour les liquides ; on I'emploie pour étamer lo cuivre et le fer (fer-blanc); en feuilles irince*, il sert à

'

#)& NorIoNs

suR LEs scIENcEs PHYSIQUES'ET NÀTURELLES

envelopper le chocolat; il entre dans la composition du bronze, de la mônnaie de cuivre, de la soudure des plombiers ; on I'associe au mercure pour l'étamage des glaces.

IV. Nickel, Nl: 59. que 908. Propriétés. - C'est un métal presque aussi blanc I'argent, de densité 9, moins fusible que le fer, ductile, laminabie, très tenace, inaltérable à I'air. Il donne des sels qui sont verts en dissolution, et jaunes lorsqu'ils sont anhydres. On trouve souvent du nickel dans les minerais de fer. Le nickel s'extrait généralement de son sulfure.Il est alors presque toujours associé à un autre métal ,le cobalt. 909. Usages. On I'emploie pour recouvrir les objets métal- préserver de I'oxydation (nick'elage). Il entre liques qu'on veut dans la composition d'alliages utilisés dans la fabrication de certaines mônnaies" des canons, et pour le doublage des na-

vires.

2tO.

Manganèse. Ghrome.

-

Le manganèse et le chrome sont

nickel par leur poids atomique (Cr:-52 et Mn-55), leurs propriétés physiques et.leur densitél Le'chrome est le plus dur des métauxl iI est inattaquable par les acides, sauf par I'acide chlorhydrique I le manganèse est attaqué, au contraire. Tous deux se combinént avec I'oxygène. Le manganèse forme plusieurs oxydes, dontles plus importants sont: le bioryde (employé à la préparation de I'oxygène et du chlore), et I'aci'd,e perrna,ngd'' niquô MnOaH. (Le permanganate de potassium est un antiseptiquel sa solution dans I'eau est rouge violet.) Les principaux oxydes de chrome sont le sesquioxyde CrzOs et I'anhldride chromique CrOs. Ce métal' comme I'aluminium, forme un sulfate double avec le sulfate de potassium : c'est l'alun de chrome, des métaux qui se rapprochent du fer et du

violet en cristaux et vert en dissolution. L'anhydride

chromique

donne, avec I'eau, un acide dont on connaît deux séries de sels: les chrotwtes neutrcs et les chromates acidcs ou bichromates. Le bichromate de potassium est rouge, soluble d.ans I'eau et vénéneux. On I'utilise dàns certaines piles électriques I il sert à produire le chromate d,e ptomb jaune, utilisé en peinture (jaune de chront'e) et insoluble dans I'eau. On ajoute souvent de petites quantités de chrome ou de manganèse aux aciers pour les rendre plus durs. Quelles sont les principales propriétés du ror? - Quelles - Comment traite-t-on le minerai de fer dans la métbode catalane? - Décrivez un haut fourneau. - Qu'y inhoduit-on? Qu'est ce que ta fonte? lo fer dour? I'asier? - À quoi les emprépare-ï'on ls sulfatt ploie-t-on? -Comment obtient-on I'asier? - Aommw, A guol 96r.t,c&t'i|r? eî le chlorurc itre far?

QunstroxxlrRD.

uont ses combinaisons naturelles les plus communes?

-

CUIVR$

_

PLOMB

_

MSRCURE. ARGENT. OR.

PLATINE 325

Quels sont lôs principaux mlnerais? Quelles sont les propriétés du zinc? À guels usages emploie-t-on le zinc? - Qu'est-ce que le laiton? - Qu'est-ce quc le blanc de zinc? A quoi sert-il? Parlez du nickel. Que savez-vous de l'éta.in? - Quels sont eqs usages? Ses usagos. Qu'est-ce quo le manganèse? - Quel est son principal sel ? À quoi sert le bioxyde de manganèse ? - Que savez-voue du chroms ? Qu'est - ce que le jaune de chrome ?

fer pour frlrc ExuncrcEs. - {, On a employé 500 grammes de sullate de 2 litras d'encro. Quel poids de fer renferme I litre de cette encre? 2. La rouille du fer a pour formule : 2Fe?O3.3HzO. Un fil de fer pesant {0 grammer Cest complètement transformé en rouille, combien pèse-t-il alors?

CHAPITRE V CI'IVRE

-

PLOMB

-

MERCURE. ARGENT. OR. PLATINB

I. Cuivre, Cu:65,4. 9lf . Propriétés physiques. - Le cuiare est un métal rouge' brillant, malléable et très ductile, fusible à t093 degrés et brûlant avec une flamme verte. Après le fer, c'est le plus important des métaux; sa densité est 8,8. Eætraction - On le trouve quelquefois à l'état natif, mais on I'extrait surtout des pyrites cuivreuses dans lesquelles le Cu est mélangé au fer.

On grille la pyrite alin de transformer les sulfures en oxydes' puis on chauffe fortement en présence de matières siliceuses; celles-ci se combinent au fer de la pyrite pour donner un silicate de fer, qui est Ia scorie. Il reste une masse (matte) riche en cuivre. On la fond dans un four à réverbère avec du charbon, et on brasse avec du bois vert pour accélérer la réduction de I'oxyde; on coule ensuite le métal fondu. Lorsque lo minerai est du carbonate de cuivre, on le réduit par le charbon, ce qui donne presque immédiatement Ie métal pur. Un procédé récent consiste à transformer le sulfure en sulfate par oxydation, puis à retirer le cuivro par électrolyse de la solution. 919. Propriétés chimiques.

I'air

sec, mais à

I'air humide

Le cuivre ne s'oxydo paE

à

il -se couvre d'une couche verdâtre

dthydrocarbonate de cuivre appelé aert-de-gric. Les acides orgauiques ltattaquent aisément, en donnant der sels vénénour.

9fl6 ilortoNs sun

LEg scrnNcrg pursrouns

Er

NÀîuRELLxs

Ctest pour cela qu'on étame les ustensiles en cuivre (casseroles , bassines ) qui servent à la cuisson des aliments. Ltacide sulfurique attaque vivement ie cuivre, en donnant du sulfate et du gaz sulfureux. I-tacide azotique ltattaque, en donnant de I'azotate de cuivre et de ltoxyde azotique. L'acide chlorhydrique I'attaque lentement. Si lbn verse de ltammoniaque sur de la tournure de cuivre, on obtient une liqueur bleue (Iiqueur d,e Schweitzer), qui dissout

la cellulose. 9t3. Ilsages. _

- Le cuivre sert à fabriquer des chaudières, des alambics, des ustensiles de cuisine, des fils cond.ucteurs de ltélectricité. Avec le zinc,

il

constitue le laiton ou cui,we jail,ne,

employé à une foule d'usages. Avec l'étain, il forme lebranze descanons, des cloches, etc. Allié au zinc et au nickel, il donne h moillechort, presque inaltérable à I'air, et avec lequel on fabrique des timbales, des couverts de table. 214. Sulfate do cuivro (SOrCu). d.e cuiure, appelé - estLeunsulfate aussi oitriol bleu ou couperose bl,eue, sel d'une sâveur astiingente, assez soluble dans I'eau, rougissant la teinture de tournesol. On le prépare en traitant à chaud les rognures de cuivre par I'acide sulfurique; par évaporation lente, il se dépose en beaux cristaux bleus. Le sulfate de cuivre est employé pour le chaulage des blés, dans la teinturedeslaines et la conservation desbois, pour préserver la vigne du black-rot et da mi.ld,iou; il entre, avec la chaux, dans la composifion de la, bouillie bordelaise, qui sert à combattre les maladies dè la vigne.

If. Plornb, Pb :2O7. g[5. Propriétés et extraction. - Le plomb est un métal malléable peu tenace, pouvant être rayé par

gris bleuâtre ,

,

I'ongle; il fond à 335 degrés; sa densité est7L,4. On le retire surtout de la galène ( sulfure de plomb , PbS ), laquelle renferme assez souyent un peu d'argenl (plomb s,rgen-

tifère, V. no 221,). On grille à I'air le sulfure, qui se transforme en sulfate

et

oryde de plomb avec dégagement d'anhydride sulfureux; puis on ferme les issues du four pour interdire I'accès de I'air. Le soufre du sulfure, non encore transformé, stempare de I'oxygène du sulfate et de I'oxyde. Il y a encore un abondant dégagement de gaz sulfureux; il reste du plomb métallique :

2PbO + flonb Pbsor + ilc

oryilc ilc

rilIrtc

Èæb

mlfure ile plomb

plonb

+

2Pb

rrllure

*ro!

+

PbS :

Pbs : de pl,oeb

3Pb

so' gsr rulfurour

g'.:

2SOt tulf,ureu.r

CUIVRI

-

PLOUB

-

IûERCURtr. ARGBNT. OR.

PLÀTTNI

'97 Le ptomb s'oxyde rapidement à I'air humide; mais en pIéet des sels minéraux à dose faible' le plomb se recouvre d'une couche insoluble de carbonate et de sulfate. Les acides étendus n'attaquent pas le plomb, mais les sence du gaz carbonique

acides concentrés Itattaquent à chaud. Le plonb est employé pour la fabrication des 9lS. Usages.

balles de fusil,- des plombs de chasse, des conduites de gau et d'eau. Allié à I'antimoine, il constitue I'alliage avec lequel on

fabrique les caractères d'imprimerie. 21 7. Litharge (Pb0) . - Le plomb chauffé

au contact de I'air fond et se transforme en une matière jaune amorphe rle ma,ssi,cot. Ce corps peut se combiner à la silice des poteries pour donner un vernis brillant. Nous avons vu que ces poteries ne sont pas sans danger pour les usages culinaires. Le massicot fondu cristallise par refroidissement en paillettes, qui

la l,itharge, oxyde de plomb de couleur rouge brique, dlns I'acide azotique. Ce corps sert aux pharmaciens à préparer le sel, d,e Saturne ou acétate de plomb. constituent soluble

La litharge et le massicot sont deux formes d'un méme oxyde de plomb, qui répond à la formule PbO. 2{8. Miniurû (Pb3O1). - Le rninium est une poudre d'une belle couleur rouge obtenue en chau{fant le massicot à I'air, à une températirre qui ne doit pas dépasser 300 degrés. On I'emploie en pelnture pour pfeseiver les métaux de I'oxydation; il sert à colorer les papiers peints, la cire à cacheter. II entre dans Ia composition du cristal. Le miniutn, traité par de I'acide azotigue, donne le bioxyde de plomb PbOn, appelé parfois oxyde puce à cause de sa couleur. 2:19. Carbonato de plomb (COsPb)" _-Le carbonatede plontb céruse est un sel blanc, insoluble dans I'eau, très veneneux. rour I ootentr, ott plu(je ues latrles uc prur'u ffi

ot

enroulées en spirale dans des pots en grès au fond il tr,,.|Mfi desauels on a mis un peu de vinaisre (acide acétique) Efry 1ffg. ZO1. Ces pots sonf disposés les uns au-dessus des Y,r----,r." \Hl-* àoi"*r, et le iout est rec6uvert d'une couche de fumier, qui fournit I'anhydride carbonique nécessaire pour Fig. 70. transformer en carbonate I'acétate de plomb résultant de I'action des vapeurs d'acide acétique sur les lames de plomb. La céruse est ewrployée en peinture; elle fournit une belle couleur blanche très solide, rnais qui a I'inconvénient de noircir sous l'influq1ee des émalations sulfureuses, par suite de la formation de sulfure tle plomb qui est noir.

IIL Mercure. Argent. Or. Flatine. 22O. Mercuro, Hg:200. - Le tnercure est un métal blanc brildegrés, et bouil-. lant, Iiquide, de densité 13,60, se solidiliant à -40 lant à 350 degrés en répandant des va;reurs incolores très vénéneuses

3?8

NorroNs sun LEs scrrNcls pnysreuæs ET NÀtuRELLEs on le trouve quelquefois à l'état natif I le plus souvent on I'extrait

ùa cina,bre (sulfure de mercure), par grillage. r-e mercure s'oxyde lentement à I'air à la température ordinaire. læ chlore, I'acide azotique, I'attaquent à froid, l'acide sulfurique à la température de l'ébullition. Les composés avec le chlore sont le clrzorure mercureua., cahmel oa protochlorure d,e mercu,re insoluble, c'est un purgatif et un vermifuge, et le chl,orure meranrique, sublimë corrasif ou bichlnrure d,e mrcrcare. Ce dernier, un peu soluble dans I'eau, est un antiseptique très puissantl c'est un poison très violent; le contre-poison est le blanc d'æuf; on I'emploie pour préserver des insectes nuisibles les collections d'histoire naturelle. Le sulfure de mercure artiflciel est noir ou rouge, suivant les proc-édés de préparation. Rouge, c'est le vermitrlon employé en peinture. C'est

un poison violent.

- 22t,. Ârgent,4g=1æ.-L'argent

est un métal blanc très brillant, ductile et très malléable, sonore, très bon conducteur de la chaleur et de l'électricité; sa densité est 10,51 ilfond vers 1000 deg3s. Il se trouve à I'état natif, mais le plus souvent à l'étât de sulfure (arggrose), sur&out au Chili, au Mexique et au Pérou; on I'ertrait aussi des go,l,ènes argentifères. L'extraction de l'argent repose sur le principe suivant. On convertit le minerai en chlorure d'argent à I'aide du sel marin. On décompose ensuite ce chlorure par le fer, qui met I'argent en liberté. Du mercure ajouté à la masse donne un amalgame d'argent. Cet amalgame, distillé, laisse I'argent métallique. L'argent est inaltérable â I'air I il noircit en présence du soufre ou de I'acide sulfhydrique I I'acide azotique l'attaque à froid en donnant l'ozoto,te d'argent. Ce corps, fondu et coulé en crâyons (ptane inferna,lc\, est employé pour la cautérisation des plaies. Parmi les autres composés de I'argent on peut citer : le chlmure, qui noircit à la lumière et se dissoui dans I'arnmoniaque. Une goutte d'acide chlorhydrique versée dans une solution d'un sel solublsd'argent en détermine la formation. Le brotrntre etl'iod,we d,orgaû sont

employés en photographie. L'alliage d'argent et de cuivre est utilisé pour la fabrication des monuaies et des bijour.

222. Or, Au:{97. - L'or est un métal jaune, brillant, le plus ductile et le plus malléable de tous les métaux. Il est pou, inaltérable à I'air à toutes les températures, et n'est attaqué que par I'eau régale (no {14)1 sa densité est 19,5. On le trouve à l'état natif (paillettes, pépites) et en combinaison avec les sulfures de plomb, d'argent et de cuiwe. L'or natif existe en paillettes dans des sables provenant de la désagrégation de roches. On broie ces roches, on lave les débris pour enlever les matiènes terreuses, et on traito les parties les plus denses psr le mercufe. il ce forme un amalgame d'sr t1u'on dir-

tille.

CIJiVtrS

_

PLOMb

trl est employé,

--

MERCURS. ÀRGENT. ON. PLÀTINS

à l'état d'alliage, pour la fabrication des

oares, des br.;oux; on s'en serten feuilles minces

ij2g ûOtl-

pour la dorure, en fils ténus dans la passementerie. Les alliages d'or peuvent être essayés à la .Les pierre pærre de touche, pieme noire sur laquelle d,e laairelle on marque un trait avec I'alliage à essayer cette I l3ce, traitée par I'acide azotique, prend une teinte qui varie avec le titre àe i'alliage; on _compare alors cette coloration avec ceilès gue Fig. 71. l'on obtient en répétant la même erpérience - Touchau. . sur les différentes branches ùt touchàu $g, 7l), étoile métalrique dont les rayons portent à lerrr extrémité aei aliages d'or d'un tiire connu.

??t Platine, Pt:

195.

Le plati,ne est un métal blanc, rrts - fond : il ne que vers r B00 degrés. c'est le plus lourd des métaux; sa densité êst 21.b. Il se triouve à l'état natif dans les roches quartzeuses, d.ans les sables d'alluvions (Brésit, sibérie)- Il est mélango à des méiaux rares, palladium, rhodium, irimalléable et très ductile

dium, rhuténium, osmium I on I'isole p"* dur procédéé spéciaux. Le platine ne s'oxyde à aucune température. Comme I'or. il n'e:t

attaqué_gue par I'eau régale. Il est trèi poreux et s'éshauffe en condensani les gaz; une spirale de platine, portée au rouge et placée dans un verre au fond duquel se trouve un peu d'éther (fig. T2), reste incandescente (lumpe sans flamme). " Le platine selt â fabrQuer des creuseis et des cornues pour les laboratoires, des alambics pour

€€:=->

la concentration des acides. -

QUESTIoNNATRE.

-

Quelles sont les propriétés physiques -eôurquoi

Fig.

72.

Qu'eet-ce. que_ le vert-da-giis ? Lampe rE! étame-t-on -les ustensiles de cuisine elcuivre? -F"'Yv s],ns flarr_e. - Nàmprincipaux alliages. commemt prépore-t-on le swlfate itre cuîorc? Tes "es A gwoi est-il, ernployé,? lPoù retire-t-on le plomb? gw,est-ce qwa h sout ees usages? euels nimùurn? l,a céruse? r,es gtrépare-t-on, ei à quoi ùs emyi,oie-t-on? - comment primcipal Quel, est minerai d,e tierfwre? te ,àbli*é oor. -ta - ew'esuôe qwcquoi ? qwe Le calomel,? oætrait-on ?lstf - Qu'est-ce -et Le uerrnitton? -be l'argent? quoi a sert I'atota.te diargemt? euel, esr re d,isâofuant ile l,orl - qwe lc towchatt? - sert-o,? Qdest'ce cornment s'en - l,e-d proprtétât - etnrs sont ht wages ct il/tt' platine? - eu'est-ce que ta rnowsse d,e ptatitool

du cuiwe?

quoi, se cornlrose

b

larnpe sams flamrne?

--Dc

TROISIÈNTE PARTIH

CHIMIE ORGÀNIQUE Notions préliminalres. 994. Objet de la chimie organiquo. - La ehimi,e organiqun est la partie de la chimie qui étudie les matières d'origine végétale ou animale, c'est-à-dire les nombreux composés que I'on rencontre dans les organes des végétaux et des animaux. Comme toutes ces matières renferment du carbone, on peut dire que la chimie organique est la chimie du carbone. 99S. Frincipes immédiats. - On appelle prinefites immëil;iats, des composés dont les propriétés sont bien définies et qui prégentent toujours, quelle que soit leur origine, les mêmes carac-

tères (forme cristalline, point de fusion, point d'ébullition); ce sont, par exemple, le sucre, I'amidon,la benzine, la cellulose.

L'analyse imméiliate consiste à déter996. Analyses - loprincipes immédiats renfernoés dans une miner la nature des substance organique; c'est ainsi que I'analyse immédiate de la farine montre qutelle renferme de I'amidon, de ltalbumine, du sucro, etc.

2o L'analyse élémento'ire consiste à déterminer la nature et les proportions relattves des corps simples qui la constituent I ctest ainsi que ltamidon se compose de 6 atomes de carbone combinés à l0 atomes d'hydrogène et à 5 atomes d'oxygène: sa forunule est C6H{0O5.

Les principales substances à doser en chimie organique sont Ithydrogène, le carbone, I'oxygène et I'azote. Pour doser l'hydrogène et le carbone, on s'appuie sur le principe suivant : quand on chaull'e avec de ltoxyde de cuivre une subsbance renfèrmant ces deux élémentsr l'hydrogène passe tout entier à l'état dteau, le carbone à l'état d'anhydride carbonique. La composition de ces corps étant connuer on pourra en déduire le poids de I'hydrogène et celui du carbone, après avoir pesé I'eau et le gaz carbonique formés dans la décomposition de la substance. - Si.la subitance contient sn outre de I'orygène, le poids dc

PRELIMINAIRES 3II{ colui-ci s'obtient en retranchant du poids de la substance la NOTIONS

Fornme des poide de I'hydrogène et du carbone.

Pour doser I'azote, on calcine les matières organiques avec de I'oxyde de cuivre. L'azote se dégage, on le recueille dans un tube gradué. On ajoute un rouleau de toile de cuivre à la partie antérieure du tube, afin de décomposer les vapeurs nitreuses qui se forment presque toujours dans la combustion des ma-

tières azotées. Remarque. - Toutes les substances chimiques, simples ou corûbinées, peuvent entrer dans la composition des corps inorganiques et y sont ordinairement associées dans des rapporls simples, tandis que les corps organisés ne renferment que trois ou quatre éléments, qui sont I'oxygène, I'hydrogène, le carbone et I'azote, ordinairement combinés dans des rapports très complexes. Quelques autres substances minérales qu'on rencontre ne s'y trouvent que rarement. Consëquence. Une substance organique complètement brûlée ne - que peut donc donner des pnoduits lolatils, qui sont I'anhydride carbonique, la vapeur d'eau et I'ammoniaque I tandis qu'en général les substances minérales donnent un résidu après leur calcination. Ainsi, en calcinant de I'amidon à I'air., en brûlant de I'alcool, on n'obtient aucun résidu I au contraire, Ia calcination du chlorate de potassium, de I'azotate de sodiurn, donne des résidus fixes.

997. Fonctions chimiques.

-

On peut définir les corps par

I'ensemble de leurs propriétés, qui dérivent du mode de groupement des atomes. L'ensemble des propriétés dtun corps constiLue sa fonction chimique. Par erernple, la lonction acide est caractérisée par la propriété d'échanger un ou plusieurs atomes tl'ht'droEène contrc un oLr plnsieur.s autres atomes pour donner

des sels ou des élhers. En ohinric organique, cir le nrode de groilpement des al,omes clans Ia r,rr;lécule est très variable, on oiasse les corps d'après leur foncfion. 228. Radicaux. Ce sont des groupements moléculaires capablee - décomposition, d'un composé dans trn àutre, de passer, par double

à la façon des corps sirnples. Le composé AzHa (ammoniwm), doni nous avons parlé déjà, peutêtre considéré comme un type de radical monovalent. 229. Nonenclature des principales lonctions organiques. Le point de départ de la nornenclature en chimie organique est le mëthane oa gaz des marais, dont la formule est CH*, qu,on peut encote écrire : H

-

I

H-C-H I

H

3:lg NorIoNs suR

LEs scIENcEs pErsIQuEs ET NATURELLES

Dans ce composé, le carbone guadrivalent est sâturé, c'est-à-dire qu,on ne peut plus ajouter d'autrès atomes à la molécule. En d'autres tàrmes, lô méthane ne peut pas donner de produits d'addition; mais il peut donner des produits de substitution, par exemple, CH3I ou *éth"r" monoTodé. si on traite le méthane monoÏodé par le sodium, on obtient de I'iodure de sodium NaI et un gaz, l'éthane,dont la formule brute serait CH3, mais auquel sa densité de vapeur assigne une formule double CzHo. La réaction peut alors être représentée dela manière

suivante:

T

u-c-n

H

ll

!-

i-

t***;;! :2NaI

L.1..................-. ..... i

f-_-__--

* " 1- " H-c-H L

II_C_H

H

I

TI

De même, en traitant un mélange de méthane iodé et d'éthane iodé par le sodium, on obtient, entre autres produits' un gaz appelé propane et dont la formule est C3H8. Cette formule développée peut s'écrire:

HHH lll H-C- C- C-H

lll HHH

Un procédé analogue aux précédents permet d'obtenir le butane CrHto

H H H

ou:

H

llll H-C-C-C-C-H llll HHHH

On connait également les carl:ures f,5fl12, C6Ht4r etc. Ces corps, qui ne rliffèrent entre eux que par un certain nomtrre de fois le radical CHt, sont appelés corps homolo-gues et forment des familles de corps dont les propriétés ofrrent la plus grande analogie. àonè une famille de carbures d\ts saturés, parce qu'ils I.Îoor "uott*donner de produits d'addition; ces carbures peuvent, à ne peuvent partir dusecond, perdre deux atomes d'hydrogène et donner des car6or"r non saturés ou éthyléniques, du nom de leur premier terme.

HH

C2HG

I t ll HH (tbrno

ou H-C-C-H

ne d,onnedonc

II--c:c.II H)u-t'--H ltùYlàro

ou crHr

NOTIONS

PRÉLIMINÀIRES

ffI3

Dans ce dernrer corps on admet que les deux atomes de carbone échangent entre eur deur liaisons; cette particularité explique la faci. lité avec laquelle les carbures éthyléniques donnent des produits d'addition I par eremple :

CzHr

+

=:

cl2 chlors

6t'hylèac

C2H4C]2 bichlorure tl'éthylèno ou liqueut iles Eollanaltis

Enfin I'ethylène peut perdre encore deux atomes d'hydrogène el donner naissance à une troisième série de carbures, dits acétylê niques, du nom de Ieur premier terme :

rle

C2H4 6thylèuo

IrIT ou ii)C:C<;i

dérive H-C:C-H

ou

C2H2

acétylène

Ces carbures comportent une triple liaison entre les deux atomes de carbone et forment des composés d'addition avec la plus grande facilité. De plus, ils peuvent se polylnériser, c'est-à-dire que plusieurs

molécules s'unissent de façon à donner une molécule plus complexe. Ainsi trois molécules d'acétylène donnent une molécule de benzine :

:

C6H6

eoétylèue

benaine

3C2H2

Iæs chimistes développent ainsi la formule de la benzine: CH CH

CH I

I

CH

CH CH

Ia

benzine est le point de départ d'une seconde série de corps organiques, dite série aromatique. La molécule de ces corps renferme une série d'atomes de carbone formant une chaine fermée I tandis que dans les dérivés directs du méthane (série grasse), les atomes de carbone forment une chalne ouverte. Dans chaque carbure, on peut remplacer un atome d'hydrogène par le radical monovalent OH (oxhydrile ) ; on obtient alors les alcools :

CH1 (méthane) donne CH3-OH alcool méthylique (esprir de bois) (éthan€) , CzHs-OH I éthylique (esprit de vin)

ClHô

(propane) ) (butane) I CbH:2 (pentane) ) CrHs

C3H7

C{Hro

CaI{e CsHrr

OH r OH u - OH >

-

propylique butylique amylique.

Iæs radicaux CH3, C2H6, etc., sont appelés radicaux alcooliques. Nousne dirons rien ici des alcools dérivés des carbures non Àaturés.

Le dérivé obtenu en remplaçant H par OII dans la benzine CoHo r'appelle phénol. Les propriétés des phénols sont distinctes de celles des alcools.

334

NoTIoNs sun LDs scIENcEs PHYsIouEs ET NATURELLES

quoique

le

mode de dérivation

carbures soit Ie

par rapport aux

méme.

Oxydés, les alcools donnent les acides:

CHI-OH ou II-CHzOH

H - COOH

donne

eciile formique

olcool métbYlique

ou CHs-CItrsOH

C2H5-0H

cIIs-COOH

donne

rcide eoétique

rloool 6tbYliquo

C2H5-CI{2OH

donne

c?H6-COOH

donne

caH?-cooH

c5Htl-OI{ ou C4}Ie-CII2OH donnc

c4He-cooH

C3H7-OH ou

roide propionique

alcool propyliquo

C4He-OH ou

CBHT-CI{?OH

soitl6 butyriqus

alcool butyliquo

cciils vsl6riauiquo

rlcool rmylique

Les phénols résistent rnieux à i'oxydation. Les àcides organiques peuvent s'unir aux bases minérales et donner des sels" Exemple: H-COOK' fortniate de potassiu Deux molécules d'alcool peuvent, dans certaines conditionst perdre une molécule d'eau et donner des éthers-ofrAdes,

C2II5.OH C2II5-OH

rr2o

+

€ru

alcool dthyiiquo

Ë,$l>o 6ther oriliurirc

s'unir aux alcools avec éliminfttion : on obtient alors les ëthers-sels' CrHs-OH : H2O + H-COO-C2[15

Les acides organiques peuvent d,'une molécule d'eau

H*COOH +

*ciile

formique

eloool

dtbylique

foroiato
oôu

'encore Enfin certains corps ont une constitution très complexe, insuffisamment étabiie; ce sont les camphres, les alcaloides et les

matières albuminoiri

es.

CHAPITRE I CANBURES

-

ATCOOIS

_

ACIDES

_

ÉTIIERS

arcatoibEs vÉGÉraux

I. 9iX). DéIinition.

Carbures.

Les carbures sont uniquement formés

tl'hydrogène et de carbone; ils brùlent facilement en donnant carbonique. Il en existe un très grand I'anhydride de de I'eau-et nombre. Les uns sont gazeux (gaz des marais), Ies autres liquides (pétroles), les autres solides (vaselinei pâraffine).

c

RBURIS

ÀLCOOIS

-

. Bl: Carbures galgur. * importants sont : le

-

ACrDrs

- ÉTHERS

3il5

Parmi les carbures gazeur, Ies plue formène, CH{; l'éthylène, ClHo, et I'acètylèno, CeHz. Ces composés ont été étudiés précédemment (nos {4g, t54 et 229). 9i19. Carburer liquides et solides. Ces carbures sont très nombreux, les principaux sont: Lo les,iîl,tr,,,u pétroles et les bitumes avec leurs dérivés, et 2o les goudrons o dtoù I'on extrait la benzine, qui est le point de départ d'une série de composés dite ra,!;!1ffiï!!t;tt"

sériÊ aromatique.

Nature des bitumes. - Les bituynes sont des matières hydrocarburées naturelles, solides ou liquides, provenant de la décomposition, à une époque reculée, des végétaux résineux enfouis dans

le sol.

Tous brtlent avec une

Ilamme jaune en produisant une épaisse

Fig. 73. fumée noire (fig. 73). Les plus impor- Noir de fumée produit par la tauts sont le pétrole el l'asphalte. combustion des bitumos. Pë.trole brut. -- Le pétrole brut est t n liquide visqueux, de

Eig.74.

-

Puite de pétrolo (Amerrquel.

couleur brune, brûlant facilement en népandant d'abondantes fumées.

Il forme

dans le.sol des nappes souterraines que I'on Il est abondant dans le

erploite au moyen de puits (flg. 7a), Caucase ( Bakou ) et aux Etats - Unis.

336 NorIoNs

sIrR LEs scIENcEs PHYSIQUES ET NÀTURELLES

Le pétrole brut est soumis au raffinage, c'est-à-dire à la distillàtion fractionnée, qui donne, entre autres produits, l'huile itÆ naphte ou hui,le de pétrole, et des e'ssenaes minéra'Iet employées pour l'éclairage. Parmi les produits secondaires que I'on retire de cette distil-

lation, on peut citer la uaseline, substance grasser minérale, ressemblant au saindoux, sans saveur ni odeur, ne rancissant pas à I'air. La médecine et la parfumerie l'utilisent depuis quelques années.

Un autre produit solide, provenant de la distillation des pétroles, est la paraffi,ne, substance blanche ayant la consistance de la cire, et servant comme la stéarine , à la fabrication des bougies.

'

Asphatte oubi.tume ile truilne. -Ltasphalte est solide, d'un noir brillant, fusible vers 1.00o. Mêlé à du sable, I'asphalte sert à faire des enduits dont on recouYre les terrasses, les trottoirst les places publiques.

Essence de térëbenthiræ. - C'est un mélange de carbures d'hydrogène qu'on retire des résines de pins et de sapins. Quand on distille ces résines avec de la vapeur dteau, il passe un mélange de carbures volatils,et il reste une substance solide, la colaphane. L'essence de térébenthine est un liquide incolore très réfringent, d'odeur forte, brûlant avec une flamme fuligineuse. Elle forme, avec I'acide chlorhydrique t un composé solide, le camphre artif,ciel. Liessence de térébenthine dissout les corps gras, le soufre, le phosphore, le caoutchouc, les résines. On I'emploie à préparer iesvèrnis et les couleurs à I'huile. Ctest un stimulant, un ercitant et un contrepoison du phosphore. que Gutdron. - Le gouilrom est un liquide noir très épais, I'on recueille dans la distillation de la houille. Chauffé graduellement, il donne, par distillation, des huiles volatiles de densités variables. Les premières qui passent, moins denses que I'eau, sont des huiles lëgères; les autres, plus denses que I'eau, sont les huileslourdes. On revêt d'une couche de goudron ltextrémité des pieux qui doivent être enfoncés dans le sol, afin de les empêcher de pourrir. On en enduit I'extérieur des bateaux pour la même raison.

Aujourd'hui le goudron est devenu un produit précieur par les nômbreux dérivés qu'on en retire, et dont les principaur oont la benzine, les pËénols, les couleurs d'anilins-

_

CÀRET'RES

Benzi,ne, csH6.

ÀLCOOLS

-

ACIDES

La benzinex* s'extrait

- ÛÎHERS

33?

des huiles légères de

par distillation, à une température inférieure à g6 deC'est un liquide incolore très mobile, très inflammable, $lll.q'une odeur forte, insorubre dans |eau, mais soruble dans goudro_n,

I'alcogl et l'éther.

EIIe dissouf le soufreo le phosphore, res graisses; drotr son em-

ploi.pour dégraisser les étôffes. En versant doucement de l'acide azotigue dans la benzine, on obtient un liquide huileur, jaunâtre, d'une odeur d'amandes amères c'est ra nitrobenzine, I emgtlof.ég en parfumerie, sous Ie nom diesseræe de mi.rbane. rin rêduisant lanitrobenzine par un mélange de limaille de fer et concentré, on bbtient t' antûnc, riquiao incorore 1î:i* -ryétique.

::ej.:itji.t-qui.lonne oants, â cle magnifiques

naissance, sous I'influence d'e divers oxymatières tinctoriale s(coureurs diani,rinei).

Naphtaline, CnoHt..I La naphtali,ne,, est un carbure d,hydrogène, solide, en pailletes d'ur blanl nacrJ, a'"ï. oaË-r";;;"-* îltu *u aapose quelquefois dans res conduites ao g"r d'écrairage. ôn t'emptoie pour écarter les mites et res insectur nuLiblu. q"i pË""""t ronger ra laine ou les fourrures. Elle r""t a.i*i ians lind.ustrie des matières colorantes. Anthracène, Ct4Hro.

se retire des produil.s qui - L,anthracène,* la naphtaline, dans ra disrillation a,t good*oi-àà nouitte.

P,"tTi:?f.ès rr c'srarllse en pailettes blanches

tl'uni bere

d'une odeur aer"À"e"ùf". --' on I'emploie dans ra fabricition artificielre de l,arizarine, principe colorant de la racine de garance. L'alizarin" i*r pou, la teinture en ro.se..ou en rosel sa coureu" "rir.t-u""urî,ip "-piâye"moins fury-ce que celle qrri loo outi""t pi"ilÀproi des rouges d,aniline. acid.e phénique, C6H6O oo gogrçO*). _Le phénol . Phënol.ou s.ex_ 'traiiant trait des huiles louid.es ,i" goua"on,-en les ble_ue, mais

douées

fluorescence

Ër:;;"

lution

disso-

de soude caustique. ir ." sous ra rorme de longues aiguilles peu solubles dlns l'eau,frà'.unt* *ui*- i*a, solubres dans lalcoor et l'éther, et douées d.'une forte Le phénol est souvent employé "J;fi";;udron. désinfectant et dans le pansement

"o*tiÀ

des plaies.

' Srrr la constitution et les propriétés " Formules développées de la benzine,

de la naphtalino,

CH

CH

I \/

C}I

CHCCH

CH

CH

CHCCH

CH

ttl \CH/\

CH CH

CH

\ CH

C I

I

/

n, Zil.

de I'anthracène,

CH

CH

tl

de l,aniline, voir

I

c

CH CH

CH

c

CH

I

I

C

CH

CH CH

{?

3ll8

NOTrOrrg

8un LDs

EOIENOES PHISIQUES

ET NÀTURELI$S maniôre

des carbures benzéniques de la

Les phénots dérivent ryêT" caracoo" t.à alcoolç dérivent des carbures méthaniquee I mak leur

id;;

;hùiæiet

prace entre les alcools et les acides'

II. Alcools' des carbures méthaniques

- Les alcools dérivent Ce sont les QH)-1.1'hydrogène' potasse est la ".fr""fî:rftyOrifg comme (c2iïË.oH), îr""oiiqoit ffi;-Ëï;= î"aiù.. 2g3. Définition.

par substitution du

I'iryclrate du Potassium (K'OH)'

2s4.Propriét6s._Lesalcoolsg'uniasentauracidespourdonner des éthers-sels:

+ so'< 8:fi:

CzHB.OHTSOTHT:1I$O -T C2H2.OH

dcool

6tbyliqul

*0ft1e

rulfuriqnr

6thel rulfurlque oq rulfrto al'6thYle.

tlu

gs$.Alcoolméthytiquo'cll3.oH.-L'alcoolméthylique.ou

du radical esprit il,e bois AerivJàrifor*ent CHa, par substitution (OHl a un atome d'hYdrogène'

CetteopérationapusefairedirÊctementencombinantleformène ch.lorwre de rnéthylet PuiÊ 'en

au chlore, ce qui [o""e Cffscl, le " par la potasse caustique: traitant cé chlôrure

, CHaCI *'

oblorure clo méthylc

KOH

poin*.

=

KCI

ohlorure ilc

+

potasdum

CH9'OH rlooôI m6t'ùtyuquc

un liquide on I'obtient en grand par distitlation du bois. c'estles résines, huiles, les dissolvant Ëpirit"r"*e, io.où**, 4'odeur flamme pe_u éclairanie. on I'utii;"ïil; s;. n titi, ""àrdesunevernis à I'alcool. Il donne, avec préparation ii;r;";î le chloroforme et importants, iu .frio.. et liiodô, des composés

I'iodoforme, CHCI$ et CHI3' _ C'estl'alcool ordinaire; il dé. 936. Alcool éthylique, C'H5.oH.

i* d*,'ttnî. æilï' t"mme I' al cool méthylique dérive du formène' r-l,"r"e".tionsquiontpermisdel'obtenir-parsynthèsesontles mêrnes.

CtHôCl' 6rge, traitip;;it'.h1""à, doot'u le chlirure d"éthylc'

n *,"*il:'l'* : .ï*: * ,*:l potasse, -u' "#ll**' donne I'alcool :

Le chlorure, traité par la

CtItrCl+KOH:KCl+C2H6'OH ohloru$ pJrr"

obloruro

il,6thyle

potrÉslEs

doool

'lo densité est 0,80. Il bout à 78o C,est, un liquide incolore, dont la d.issout un grand et se sotidifie à ilè;ËÉ température. Il inllammable' nomUre de corps et est très

Nousauronsoenooo'.oàparlerdel'alcoolauchapitredec

fermentations (voYez chaP'

w)'

I

CANBURES

_

ALCOOIS

_

ACIDES

- É?HERS

339

Glycérine , CaHs(OH)r ou CHT.OH - CH.OH - CHI.OH. ry. glycérine, qui existe âans tous les corps-grrr, est un :liquide F incolore, sucré, solubre dans

vant un grand nombre de corps.

leau

*t r;âiro8i,

et dissor-

comme I'indique sa fo-rmule, ce corps possède trois fonctio

ns arcooll les éthers-sels àe la glycérin" acides oléique et stéarique constituent les corps giai: huiles, """À'rjr suifs, etc.

on I'obtient en traitânt res corps gras par ra vapeur d,eau surchaurfée, ou encore en traitant un corps grai par I'oxydeïe plomb.

est un produit secondaire (voir plus loin) de la ^ .Ll sty"erine fabrication des bougiesitéariques. La grycérine Ëert dans re pansement des plaies. Les médicaments"liquides conlenant de Ia glycérine sont appelés glyæNsoa glycerolës,

La glycérine sert encoie à ra prépàration d,e ra d,ynamite. goutte à goutte ae fa glycérine aunu"lrn mélange ,,]I1:.:ant o'acroes azotrque et sulfurique, L - ' on obtient ra nitrogtycériri, . éther de la glycérine

'

( CH2.0.AzO, - CH.O.AzOr - CHc.O.AzOr). c'est un liquide ja-ule très dangereux à manier, car

il

détone

evec une extrême violence. on a{ténue cette forc'e erplosive en ajoutant à la nitrogrycérine du sabre fin ou a, i. -l.iôue pirée; on obtient ainsi ra_dynamite, très emproyée dans res tiavaux de mine, où elle remplaàe avantageusemônt-la poudre ordinaire.

III.

Acldes.

2S8. Définition. On appelle acid,es orgontques des composés qui. peuvent_ ëchang-er leurs aiômes d'hydrogoi" des atonres de métal pour former des sezs, ou contre âes iadicau* "dot"*

-

ut"ooiiq,res donner des éthers-sela. rnurs p"op"iàtO",*f hàriiq.rr"i^ôeiles pour acides minéraux. IIs renferm"irt too* ae t'o*yge"e:ï;;;.'d.,eux des ne contient d'azote. Ils sont caractérisés par ra présence du radicar co.oH (carboxyle) dans leur molécule.

939. Aoiile acétigue, CHt(COOH) ou

CeH4Or.

_

L,aeid,e

acétique est un corps solide, blànc, d.'une *r-,*,r, àt dronu odeur caractéristiques, très soluble dans i'eao. On I'obtient par distilla_ tion du bois, ou par oxydation à r'air des irq"n*"âËlotiques. c'est un acide monoatomique, c'est-à-dire qu'il n,a gu,une acide (CHa.$QO_!t);"-it ne peut'donc donner'qu,une ;.d;; fonction de sets. Exemple: CHS.COôK, acétite de potassium.

dc plomb sert à la préparation ùe lreætrqit d,e ^\1'aûtateavec leguer on fait rteau branohe, emproyée Ë&turner en com-

$

ET NATURELIJS 34O NorIoNs suR LEs scIENcEs PHYsIQUEs etc'; il sert à la contusions' pre$ses pour les foulures, les d'e cuittre' appelé aussi uertl"acétate ;;;;' la de ["ùti;iô" en peinture et d,e-gns ou aerd'et, poison -violent, est utilisà de llacétate fer servent dans la teinture. Liuiétoru d,,alumine eI en noir' ou rouge en éto{res des i; ùi"t"tt -ïtt de mordants pour lo font antistptllu:1 p*optiétés L,acide acétique-a :uid'eau' il Eiendu syncope' iu tiani inhalations en

employer

constibue le vinaigre'

Irinaigre.-Levinaigree-st{el'acideacétiqueétendud'eau ôn renferme de en proportion "onounuù'tt' Le bon vinaigre de I'acide suly aj6utant e1 o/0. ptt{ois, fuf*in. re On 5 à I p. furique,quiluioonn.dumorc]ant.onp..'t'e"onnaîtrelaprévinaigLg ulg dissolution de sence de cet acide, en ajoutant au est de bonne qualité' limpide,i'it t.*tàr chlorure de carciuri ;jïaoïi le vinaigre par-!e. Fabrication d,u oinaigre. - on prépare par le procéclé oÛ Paiteur procédé d'orléansip"t it eto céd'é àttemand, (voYez Plus loin)'

L'acid'e oæallque 94O. Acide oxalique, C2H20{ ou (tO0H)2' dans un srand II'exist'e nonot'eux' corps est un notamrnent

-

;iil;;ïi";c,

nombre de végétaux

F\ 'ri -'",':'r '-.)'-', y|o ' L^

'

dans I'oseille (Iiumeæ acetoso) et les

oaalis, qui là renferment à l'état alo"urât.'ae potassium' on peut le

pr.p*"t

en'oxy-dant, I'amidon' le

,uri*, la sciure de bois ' -au moyen (fig' 75)'

cle I'acide azotique

C'est un acide biatomique, c'est'-àdire qu'il contient deux fonctions acide' COOII

i""-- : il

peutdonc donner deux sortes

cooH'

t''ig. î.r.

-

UxYdation

de l'anridon par I'acitle

et les oxalates

iii'iqu"'

acides

ou

cooK

d'oxalates: les oxalates neutres' àOOf ' t

COOH bioxalates'

'

àOOf le bleu de Prusse; tlissoudre p99r Il est enrployé en teinture sert pour le dissolulion dan. tt".,,-rpd.r ée eau d,e cuwre,

sa

les laboratoires' il n.tioyug* des usten*it"'en'cuivre' Dans co + coo + Huo' sert à préparer l'oxvcle de carbone

E::ii

-

oralique Une dissolution bouillante d'acide

'

dans laquelle on

a

CARBURES

_

ALCOOLS

-

ACIDES

_ ÉTHERS

341

a introduit un morceau de feuille d'étain. enlève les taches d'enure sur le linge. CFIOFI

241. Acide tartrique, I

- COOII

cI10I{ - u00lt

ou C4f{6O6.

-

L'acicle tar-

tri,que est solide, blanc, d'une saveur acidc agréable, soluble dans I'eau. Comme l'indique sa folmule, ce corps renferme deux fonctions alcool et deux fonctions acide; il y a donc deux espèces de sels : les tartrates acides ou bitartrates ÇHOH

- COOII

CHO}I

-

|

COOI{

et les tartrates

(hitartra[e de potassiurn ou crème de tartre)

neutr.e. fnon

insoluble dans I'eau.

-

toot

CHOH - COO

ar,

tartrate de carcium,

L'acide tartrique existe dans beaucoup de plantes, surtout tlans le raisin. On l'extrait du bitartrate de potassium, qui se dépose atr fotrd des tonneaux qui contiennent du vin (tie,turtre). On I'emploic dans I'argenture du verre et dans Ia préparation de I'eau de seltz. Il forme, avec l'anlinoine et le potassium, un tartrate douhlc employé comme vomitif , sous le nom d'emétique.

242. Acide tannigue, C{4H{0Oe. tanrique orr - L,acid,e tannin. est un corps solide, blanc jaunâtre, sans odeurl trèr soluble dans i'eau. On I'extrait particulièrement de I'écorce dc chêne et de la noix de galle. En médecine, on I'emploie commc astringent ; il raffermit les tissus et coagule le sang et I'albumine. L'encre ordinaire résulte du mélange d'une infusion de noix de galle avec une dissolution tle sulfate de fer ; il se produit du tannate de fer, qui noircit à I'air. Le tannin forme, avec les matières animales, des combinaisons imputrescibles lcuirs) I c'est ce qui le fait employer dans le tannage des peaux. 'I'anrtage des peau,æ. * Le tannage comprend d'abord Ie débourrage ou épùlage, qtlj consiste à enlever les poils dont, l'épideime esl recouvert I on y arrive, en faisant màcérer les peaux soit dans de I'eau de chaux, qui relâcheles tissus etpermet de détacher facilement les poils, soit dans des liquides sulfurés, gui attaquent la substance même du poil, à tel point _ qu'un simple racloir de bois suffit pour le faire tomber. Les peaux sont ensuite lavées et soumise s au gonflement dans le but cl'en relâcher les fibres. Pour cela, on les entasse dans des cuves pleines de jusée, c'est-à-dire dteau qui est restée longtemps en contact aveo la tannée; cette opération, très délicate, doit être conduite avec précaution.

Slrl NoTIoNs guR LE$ scIENtEs PHISIQUES Es NÀTURELLES Le tannage proprement dit a pour but de rendre la peau imputrescilte, ôt d-e lui conBerver sa souplesse en même temps que sa ténacité.

Dans des fosses en bois ou en maçonnerie, on dispose, au fond,

une couche detan ou écorce de chêne pulvérisée, sur laquelle Ofl étend Une peau que I'On recouvre ensuite dtune seconde couche de Un. Ôn continue ainsi, en disposant altefnâtivement une peau et une coucho de tan, jusqu'à qe qU9 la ctivé Soit remptie; I'eau, arrivant ensuite pai le fond, baigne le tan et les peaux, et facilite I'opération. ' Le tannage dure iouvent plus d'une année. Certains procédés permettentîependant de le iéduire à trois ou quatre-s.emaines I mais les cuirs ainsi obtenus sont de moins bonrie qualité'

24S. Acido lactique, CH3-CHOH-COOH ou CaH6O3' - L'acide lactiqueest un liquiâe incolore, incristallisable, soluble dans I'eau et dans I'alcool. Comme I'indique sa formule, il dérive dd propane t CHa - CHz - CHg, dans lequel-deux atomes d'hydrogène ont été rem-

placés,l'un par la forrctiôn alcool,l'autrepar l3 fonction-.acicle. Une goutte'de cet aciile suffit pour cailler le lait. Exposé à I'air, le lait iaigrit, et Ie lactose, qui iui donne sa.sâveur sucrée, se transforme cn àciite ractique qui détermine

ï;;jî*. 244, Définitions. * on distingue les éthets-sels et les

dft'sla

oiyànr. Les étlrcrs-sels sont des éomposés neutres résultant de

coirbinaison d,un acide et d'.n alcool, avec élimination d'eau. d'alcool Les étlcers-oæycles rcls[ltent de I'union de deux molécules avec élimihation d'une molécule d'eau' est le 245. Éthers de I'alcool rnéthylique' - Le plus important sur le cle méthyle, CHICI, qui-réiulte de l'action rlu chlore "hto"u"" formène. Il est gnr"rr* à Ia'température orclinaire, mais se liquéfl,e froid. facilernent, et à iétat liquirle s'évapore en produisant un grand

24Û.Chloroiorme,CHCI3'--C'estundérivéduchlorurede Le chloroforme est un liquicle incolore d'odeur agrérble' àl a"ïrite.r,4g; i'soluble dans l,eau, il bo,L vers tigo, et jouit de

*utrr$..

propriélés anesthésiqucs utilisécs par les chirurgiens' l'iodurc 247. Iodofofme, cHI3. - L'iotloforme est un ilérivé de c'êst un de mélhyle, qui esi aussi uil tither rle I'alcool méthyliq-ue. soluble cl:rns I'^lcool et I'ét5er, insoluble clans l'eau. ll lulné, =otiau ,rtiii.e darts le pansement des plaies, comme antiseptique et "rt airtiparisitaire. fornrule z&g. Éther ordinaire. - c'est un éther-oxyde, de qu'on le ëther sulf ttrique, parce

CzHs - O - C?HB,

On-ïtappette souvent

CANBURES

-

ÀIJCOOIS

-

ACIDTS

- ÉTHERS 3#I

prépare par I'actiom de I'acide sulfurique sur l,alcool l I'acide sulfu_ rique ne fait que s'emparer de I'eau abandonnée par I'alcool. Ce com_

point d'acide sulfurique; le nom d'éther sulfurique est donc un terme impropre. c'est un liquide incolore, très volatil, doué d'une odeur forte. ses vapeurs-sont très denses et forment avec I'air un mélange détonant. Il faut donc éviter de laisser un flacon d'éther débouché iu voisinage posé_ne contient

d'une flamme. . L'éther- est employé par les chimistes, comme dissolvant du soufre, du phosphore, des résines, et par les chirurgiens, comme anesthésiquÀ]

249' Éthers-sels des acides organiques. ces composés ont presque tous une odeur très agréable rappelant celle de certÀins fbuits et servent à fabriquer dcs liqueurs artificie[es. ainsi I'acétate d'amyle a une odeur de poires, le formiate d'éthyle une odeur de rhum, etc.

-

25o. Éthers de la glycérine. Ils sont connus sous le nom de coryos gras, et nous leur consacrons -un chapitre spécial (voyez chap. ui;.

V. Alcaloiides végétaux.

'

951. Nature. oëgétauæ sont des composés - Les alcaloi,(tres organiques_qui peuvent, comme les dxydes métallique.]'ru ,o*biner avec les acides pour former des sels. on les-trouve dans

un grand nombre de plantes. 959. Alcaloides de I'opium. est le suc épaissi qui - L,opium s'échappe des incisions que I'on pratique autour de la capsule dtt, paaot

somnifère (fig.76). C'est un narcotique

puissant; administré à petite dose, il agit comme calmant. La médecine emploie très fréquemment I'opium, ou les alcaloïdes qu'on en retire, et dont les principaux sont Ia morphine et la codéine. L'opiumest Ia base du laudanum. La morphinc esL solide; on emploie

principalement son chlorhydrate à I'état d'injections sous-cutanées pour provoFig. 76.- Qapsulo de pavot. quer Ie sommeil. Son usage, comme celui du tabac, devient rapidement une passion dont les effets sont des plus redoutables.

25s. Nicotine. - La mieotine est un alcaloide retire des feuilles du tabac I c'est u_n liquide incolore, sirupeux, d,une odeur âcre. euelques g_outtes suffisent pour tuer un chien. c'est à la nicotine goi le tabac doit son action pernicieuse sur ceux qui en abusent. ?54. strychnine, -r-astryctminc estun

poison très violentr Gs-

3{l NorIoNs st n

LEs gclrNcEs PHTSIQUES ET N^TUITELLES

ployé pour détruire les carnassiers qui rôdent autour des fermer ifoopt, renards, etc.). On I'extrait de la noir vomique'

255.Quinine.-Laqul,nineseretiredel'écorcedesquinquinas.

toniques e-t El-le est Ëxcessivement imère et possède des propriétés le sttliOUrifuges très remarquables. On émploie surtout en médecine dans lequel vin ordinaire, du est quinquinf de vin Le aà |it" sutnine. 'on fait riacérer de l'écorce de quinquina'

VI. Alcalis organiques' Les alcalis organiques sont des corps gamimes I ils dérivent des alcools * AzHz au radical OH. Les ;; d;r fnOirots, par substitution du radical pour donner des sels. acides aux ;ù"1t, o^"ganiq,tei se combinent de la combirésultant amine une 257. aniline. - L'aniline est du phénol et de I'ammoniaqu-e. Elle a pour_formule c6H5.AzH2. ""ir;;I'a longtemps extraite du goudron de houille. aujourd'hui on on tloltient en"réduisant Ia nitroben*rine oo molgn de I'hydrogène résulsur le fer. i""t a" l,action de I'acide chlorhydrique ou dé I'acide acétique d'une réfringent, très incoiore-huileux, liquide un L'aniline est et l'éther, ,"uuo" brùlante, A'oàË,t" 6ésagréable, soluble dans I'alcool série de mais non dans i'eau. c'est ui poison. Elle donne toute une d'autres dérivés colorés , entre autres li fuchsinet qli. 9s1 r-ouqe,; de I'aniline sont bleus, verts, vioiets, noirs .i b"ottt. CeJ dérivés font une sulstance extrêmement précieuse pour l'industrie' ou 258. Urée. - L'urée est un corps solide cristallisé en prismescarincolores, dérivé de-l'a-mmoniaque et de.l'anhldride "igttili"telle a pour'form,.le CO llzHr;r' Eile appartient à une série "n Uo"iqî";

256. Alcalis organiques.

.rotér aurquels oil aà"ïe le nom

nomotoguetlecorpsnomméso*'de",'caractérisésparlaprésence que.les amines condans terir molécule ho groupe - CO - AzHz; tandis

constituants tiennent seulement te [roupe azHz. c'est un des principes et donne de I'urine de I'hommel Àu^contact tlel'air, elle se décompose le carbonate d'ammonium. par éther? QuEsrroNNÀIRt. - Qu'est-ce gulun alcool? - Qu'entend-on que comment obtient_on t'ircoot méthytique? - À quoi e_ert-il?.- Qu'est-ce laboratolres? - Parlez de les dans t'oniient-on Comment éthylique? l,alcool ta glycérine. - Commeni nomme-t-on les éthers de lalaglycérine? - Quels uitroglycérine? sont les usages ou r" siyierioe? - comment obtient-on quoi la àynamite dllière-t-e[e de la nitroglycérine? nn - qulappeUe-i-on aciae, organiques?--.Comment peut-on-préparer I'acide oxaD'or) retire-t-on I'aclde acétique? - Quels uô;t: Quels sont ;; *it;riquol- s-ervgnJ-ils? le vlnaigre? î Bont les principaux - Qu est-ce que ""Zi"tttf Qu'est-ce que le o'ly t'e rett're't-or? Qu'ost-ce qwc t'aaide iiîitqi"i Quelles sont les principales opérations du sont æ" os"gâs?

tartn? Quels

. Le radical algz,

-

appelé atninogène, n'est autre qu'unc molécule d'ammo' nraque qur eurait perilu nn etorno d'hydrogèno'

HYDRÀTES

I'E

CÀRBONE

-

MATIÈRES

COLORANTES 345

tggnage des peaux? ite tiacid,e tactique? _ euels sont let - Qwe?sa,t)ez-rtous éthers de I'arcool méthyligue - A quoi sert le chlorure' ae netËiËr et le chloroforme?

- eu'est-ce

que I'iodôforme?

_ Comm"rir"*lùi"-t-on?

Qu'est-ce que l'éther ordinairô? - Ses usages. Qu'appelle-t-on arcaloïd-es végétaur? b'où retire-t-on l'opium? euels sont res. principasx alcaroïdes? * D'où aatraùt-on ra nicotime? ia iïrycnnuez ta qudnàne? Quek sont rewr-susages? qu'un arcari otfuniqi.ér- D'où - eu'est-ce peut-on ertraire I'aniline? comment I'obtient-on aujourd'huii lïl quoi sert. elle? - Qu'est-ce que I'uréo?

CHAPITRE

II

EYDRAÎES DE CARBONE'

- MATIÈRES COTORANTES MÂTIÈRES â,I,8 UUI$OIbES

-

I. Cellulose et emidon. 959. cetlulose, ceHt'os. cehulose est la substance qui - La et constitue_les parois des cellules des vaisseaux de toutes les plantes. Elle est solide, blanche, insoluble dans I'eau et |alcool. Le coton, la moelle de sureau, le papier, le vieux linge, sont formés de cellulose presque pure. La cellulose n'est sorubre gue dans re Iiquide cuproammoniacal de

Schweitzer (2{2). par I'acide sulfurique, puis étendue d'eau et portée à l,ébul_ ,,,ïlrtt:,", eile se transforme d'abord en deætrine et ensuite en glucose. 'uon '

La

cellulose trempée dans de l'acide azotique concentré

durant- un -quart d'heure, puis lavée à grande eau et séchée, donrre.le fulmi'coton or trés inflammable et très explosib_le, trop brisant"oton-poud,re, pour iempiaôer la poudre de guerre; on I'utilise da's les travàur de ôines. Dissous dans "l'éther, Ie fulmicoton forme .le cottod.iora, substanru "ird;.. et qui devient très résistante après avoir été ou*.érrrJCrrtJ ,rt .*ployée en photographie et en chirurEie. Le fulmicoton, mêlé à-du camphrel donne re cerlutoiil, que Pon gmploie pour fabriquer des gbjeti de toilette r rotr, pei-gnes, etc. Son inllammabilitéle rend dangereux.

La cellulose sert encore a ràbriquer des tissus, du

des cordes.

.-.--

papier.

. -- uel corps sont ainsi. appelés parce quo leur formule est celle du carbono d''n certain-riomlrô a" ,oàiiroiu" d.oau. f)xempte, ta ceuuloso, c'Hlool' fointo à cello

équivaut à 6 atoues de erboue loints u b morécules d,eru.

s46NoTIoNssURLEsscIENG:EsPHYSIQUESEtNÀfURELLES Le paptcr se fabrique Sénl 960. Fabrioation du papier' comprend les opéfabricalion Cette ctriffoïsl les

--

ralement avec : rations '"ï; suivantesLes chi{fons sont triès à la main, suivant leur frtii"-

(fig' 77J' *olror, Ëur nature, leur sotidité., puis lessivés tissu des chiffons est

Z, Eifitochuge. - Par I'cffiloohage, le au moyen de ae*"gréâ'o; les"fils sont séparo.u lg.r, uns des autres ;;rfrirrîspéciales, après'avoir été lavés dans une dissolution a. to"A. chaude qui fàvorise la désagrégation' lo Blanchl.men{ - La aécotoratio"n des chi{fons s'obtient au de chaux' rnoyen du chlore gazeux ou du chlorure

fig.

77.

-

me Laveur mécanique.

collë, on 4o Mowlage ilu papier. -.si le papier doit..êtte et d'alun qui fail, in*tpor. ï ta pafe Lne bouillie de résine ' est du papier buvard

oo" i" papier ne boit pas I'enore' Le la pâte, si on. veut obtenir ;;;;";"'collé. Ensuitô on coloreétendue mécaniquement sur i, iîpi.r âe couleur; prris ellc .est des cadrss couverts d'une toile métallique qui laisse filtrer rouleaux chauffés qui fàu", et s?engage ensuite entre desson lustredonnent lui et, recnu"t, la lréssent i" '-ôo t"ii uottiao papier avec du bois et de la paille'

* L',amidon est une substance blanche que |ton trouve Burtout dans la graine des céréales. Pour ltobg6f . Amiilon , c6Hroo 5 .

HYDRATES DE CÀREONE

-

MÀTTÈNSS

CO'ORÀNTES 34I

tenir, il suffit de délayer de ra farine dans de lfeau, et de malaxer la pâte Eous un filet d'eau (fig. ?s); les grainr a;.*iaoo,ont entralnés. ce qui reste entre res doigts eJt le gluten matière

partie la plus nourrissante du pain L'amidon est insoluble dane I'eau fràide mais,, chauffé dans I I'eau à 60 degrés, il se prend en qrasse gélatineuse et donne I'enapgis d'g,mid,on, employé par les blanchisseuses pour donner de la consistance au linge ( cols et azotée,

manchettes de chemises ).

Ltiode colore ltempois d'amidon en bleu foncé d'ioâure d'amidon; la chaleur fait disparaitre cette coloration bleue, qui réapparalt par le refroidissement. Sous I'action de ltacide sulfu-

Ëlu0oae.rylalsilexlstedansl'org*,4'.l..'@#+...-:.; la diastase, \=_, __ .- . ! -..:_-=_._____. qui germée rrn principe,

opère la mêÀe rra11!g1mai

lion. Cela erplique Itorge germée

comment

J_;;-,#;"ffi""..

",_. transforme son amidon en glucose,lequel, en fermentant (V. chap. w), donne un liquide àtcootique )n Uarr. Fécul.e. La fécule a la même composition centésimale que - en possède toutes l'3nid91 et res propriétés. on l'obtient en rapanl de' pommes de terre dans I'eau; la fécule tombe au fond en_poudre blanche; on Ia recueille, et on la sèche. tapioca,,le sagou, le salegt, lia*ow-r,aot, sànt des fécules ..Le

alimentaires qui ne sont en

iien

supérieures

a ia iécute

ae

ponrme de teme. Dætri,ne. â, comme la fécule, Ia composition -àans chi- La dertrine c'est une matière solide, rés sotuuià leau, nt:i.:;|: 1:g9,g i Insolubte dans I'alcool concentré: elle se rapproche par Ià des sucr€s. Les acides étendus d'eau la transforment en gt,rcose. on peut l'obtenir eu chaurfant, soit l'amidin ou ra fécule à 2{0 deq:9t_'::i1un mélange d'amidon ei d'acide sulfurique t"or-at"nàu d,eau, oans ce dernier cas, la diastase peut remplacer I'acide sulfurigue. ta gommè arabiquà dans I'inàusiriàf eile sert

, encoiler 3^*gi1_e;emnlage 1 les tissus et à préparer des bandes pour la chirurgie. 262. Iliastaso.

est une subçtance azotée qui sc - La d.is,stese la germination des graines I eile transtorme t;amiaon, qui ed ineoluble, en dertrine, puiùn glucose qui est soluble. , développe

d.a1s-

348 noùons suR

LEs sclnNcrs PHYSrouEs ET NATURELLES

La d.iastase est le type des fer"mmts solubles ov emz'AnÙes' sub!tances albuminoides quflouent un rôle important dans la fermentation, ta putréfaction * U aigestion. Outre Ià diastase ' on peut citer : iïiiiiti"" a" t" salive , la-pepsina du suc gastrique ,la myrosine de la môutarde , l'éntulsine des amaniles amêres'

ff. Sucres. 963. Nature des sucres. - LeS su,cres sont des substances d'une saveur d,ouce et agréable, qui peuvent, sous I'influenco

dton furment particulierr" se translormer en alcool et en anhydride carbonique. 904. Glucoso, C0Hr!00.

sucre amorphe - Le glucose est un qui provient soii des fruits sucrés: figues, raisins, prunes, etc't *it ïr la transformation de I'amidon sous I'in{luence de la diastase. sa formule chimique montre qu'elle dérive de I'amidon, par combinaison avec une molécule d'eau

t'.*'J"g'

+

: t:*:"'-9' T''o :

Dans ltindustrie, on le prépare en versant dans de I'eau aci-

autOe, portée à l'ébullition, àe I'amidon délayé dans I'eau. On ngit",'oi laisse bouillir pendant plusieurs heures, pu-is on ajogle

Ai ra craie en poudre pour saturer I'excès d'acide. Il

suf{it eusuite de filtrei et de fâire évaporer le liquide pour obtenir le glucose.

" Le glucose présente une réaction caractéristigti-' utile aur

médecîna, pour reconnaître la maladie- appelée il,iabète.. L'urine p,réâàs OiaUéiiques renferme du glucose, dont on reconnaît la rrn." ro *iyrn de la tiqueur de Fehting.' solution de sulfate

de cuivre dans un liquide alcalin. sous I'action réductrice du glucose, cette liqueur donne un précipitè rouge do sous-orydg 9* cuivre' ' Le^glucosiest peu employé_ dans. les usages d.omestiqueÉ; on I'utiliJe dans la iabrication de la bière et de différents sirops' Il sucre deux fois et demi moins que le sucro ordinaire. Le sucte ord,inanre ou g65. sucre.ordinaire, crtHæotr.

-

Il est très soluble dans I'alcool coninsoluble et chaud, à surtout dans I'eau, centré. Il fontl à 160o et, par refroidissement, se solidifie en une masse non cristallisée, lo sucre d,'orge, qui perd peu à peu 1e saccharose cristallise en prismes obliques.

ttuouputtngg et repasse, en cristallisant, -à l'état do sucre ordi' uaire. A uno tompérature Êupérieure à {600, il se décomposjr Udo. dq t'mhydride carboni{ue et divers produitg volatilg. Le

HYDRÀTES DE CARBONE

-_

MATIÈNES

COLORANTES 349

sucre ne fermente pas; mais'les acides étendus d'eau et les levures

le déoomposent en deux produits, dont ltun,le glucose, fermente et donne de I'alcool. Le sucre ne donne pas, avec la liqueur de Fehling, la réaction du glucose; mais il la donne après traitement par un acide dilué. On trouve le sucre tout formé dans la canne à sucre, la betterave, l'érable, etc. Sucre ile betteraues. La fabrication du sucre de betteraves - suivantes comprend les opérations : 7"o L'eætraction d,u jus, qai consiste à laver les betteraves , à les réduire en pulpe au moyen de râpes ou de hachoirs, et à

presser la pulpe;

2o La purification d,u jus ou dëfécation Le jus est chauffé, puis additionné de 3 p.% de chaur vive pulvérisée : il se forme un sucrate de calcium, et une grande partie des matières étrangères sont précipitées. On filtre ensuite, et on a un liquide clair. 3o La carbonatatinn. On fait arriver dans la liqueur, contenue dans une chaudière, un courant d'anhydride carbonique qui précrpite la chaux. On filtre de nouveau. 4o La clarifi,cati,ora et la d,écol,oration d,u jws. On I'obtient au moyen du noir animal. 5o La cwite dw 1as. Elle consiste à le faire bouillir tlans des chaudières, afin de le concentrer. Cette opération se fait au moyen de chaudières closes dans lesquelles on fait le vide partiel, ce qui permet de faire bouillir le jus à une tempéraiure relativement peu élevée; la quantité de sucre crista[isable, obte-

nue dans ces conditions, est plus considérable que si l'on opérait à I'air libre. 6o La cristallisation. on laisse refroidir re jus ainsi concentré dans de vastes cristallisoirs, où les cristaur dô sucre se forment par refroidissemont. ou essore, et on a ainsi le sucre en graino

oa cassonadn,.

7o Le ruffinage. Le raffinage consiste à dissoudre la casso. nade dans I'eau, à clarifier par du sang de bæuf qui, eo se coagulant, entraine les matières tenues en suspension et les amène à la surface sous forme d'écume, et à décôrorer la disso-

lution par le noir animal, puis à concentrer le liquide. on le fait ensuite cristalliser dans des moules coniques dont la pointe est en bas et prèeente une ouverture que I'on débouche à la fin -résidu le non cristallisable

de I'opération, pour faire égoutter

lmél,assel. Les mélasoer 4e bettorave sont utilicées ,12'

,

après fermentation

r

S0

NorIoNs suR LEs sclENcES

PHTSIQUES

ET NÀîURELLES

pour la fabrication de I'alcooll les mélasses de sucre de canno, traitées de la même manière, donnent le rhum. Les mélasses épuisées renferment encore des sels de potassium et de sodium, que I'on ertrait par des lavages méthodiques. L'agriculture les utilise comme engrais.

III. Gommes et résines. 266.

Gonrmos.

Les gomnws sont des substances ineristallisables

translucides, solubles dans I'eau, insolubles dans I'alcool et l'éther. Elles ont, pour la plupart, la composition -chimique $e- I'amidon produite par des lCoHroOu;. fes principales sont :, la gomme Brabique, végétaux'exotiques du genre Acacia I la gont'rne ad,ragante et la gomme

d,e Bassora,

Les Cerisiss, les Prumiers , les Abricotiers de nos pays sécrètent une gonrme particulière nommée goname d,u pays. 267. Caoutchouo. - Le cs,outchauc est une substance très élastique , qui peut être réiluite en feuilles minces, imperméables aur liquides-et aux gaz. Il est incolore à l'état de pureté; dans Ie commôrce, il est ordinairement brun ou gris. Le caoutchouc provient d'arbres exotiques appartenant à la famille des Euphorbiacées. Pour I'obtenir, on fait à ces arbres rle profondes

incisions, et I'on recueille le liquide laiteux qui s'en échappelabandonné à iui-même ou chaulïé, il se dessèche etdonne le caoutchouc brut. Mélangéau soufre, dansla proportion de I à 2 p.- o/0, le,caoutchouc est cmployé à une foule d'usages (canutnhouc oulcu,nisi). Une proportion de 20 â 30 p.o/o lui communique une grande dureté (caout' chouc d,urci). La soupleise, I'inaltérabilité, la facilité avec laquelle on le travaille, rend.ent le caoutchouc vulcanisé propre à un grand nombre d'usages. On en fait des tuyaux de conduite, des chaussures' des appareils de chirurgie, des étô{fes imperméables. Réduit en Âls' on en fait des iarretières. Il sert à effacer le crayon.

268. Gutta-percha. - La guttd'-perchd a la même composition que le caoutchouc. On en fabrique des courroies,des enveloppes isolântes pour les fils électriques; notamment pour les câbles transatlan' tiques, qui en absorbent des quantités considérables. On en fait des moules pour la galvanoplastie. 269. Résines. - Les résines découlent de l'écorce de certains vé96' taur, 6ous forme de sucs visqueur qui se solidifient ordinairement en masses transparentes, d'4spect vitreuf,, souvent jauqes, rougff ou brunes, et fortement odorantes.

Quelques-unes, connues sous le nom général de térébenthirwct restent toujours liquides ou pâteuses. La tige des Pins , des Sopins, des Cèdres, et, d'une manière géné-

'

tttDRÀTnB DE eÂRBoNE

tale, la

des espèces appartenânt à résine en abondance.

f,":

- lu,uÈnns coLoRÀNTEs

Bb{

la famille des Çonifèrcr, renferme

de

principales résines-employées dans le commerce sont la poiæ,

- colophanc,le baume la d,e Tati, 2?o. Euiles. - Les huiles végétales se subdivisent en huil,es ftaee et en huiles polati,les oa essences, Les huiles fixes sont des liquides onctueux, insolubles dans I'eau,

fournis par les fruits et les graines de certaines espèces végétales. remarquables l..::Fr d'CEillette, de

sont leJ huiles d,Oli.ae, de Cotia, d,e pàuot ou

Noia, de Lim, d,Amand,es d,ouces.

Les huiles volatiles sont douées d'une odeur pénétrante et se rencontrent dans les feuillcs, les fle,rr1s, I'snneloppe des fruits. Les plus connues sont fes esse.nces de .Rose, de Menthe, de La,uo,nd,erde Citràn, d, Eucal,yptas

Il

a été parlé plus haut de I'eisence de térbbentnl.ne(WZl. est une matière solide, diaphane, -?71.. Camphre. - Le cam,phre l."il: i.sublimer,.odorante, à texture cristalline, soruble dans l;arcool. un I'obtient en distillant de I'eau dans laquelle on a mis des fragménts de rameaux et de tiges du Laarui camphora, qui crolt au

Japon.

IV. Matières colorantes. 272, !/lalières colorantes ou tinctoriales.

Indépendamme.t

- t'usàgà est d'aildes couleurs ertraites-du goudron de houille, et dont leurs assez récent, I'art âe ra teiuture uo g"uid nombre d'autres matières coloranles, qui se trouvenf "-pioi" dans le ios". animal , dans le règne végétal et dans le règne minéral. Pour qu'une matière colorante ioit utilisable, il faut qu'elle soit soluble, de manière à pouvoir bien imprégner les ûbres' du tissu; mais il faut_gu'ensuite eile devienne insorubïe, pour résister pendani long"temps à raction de I'eau; il faut aussi qu'elle soit insensible à I'action de la lumière. Quelques matières colorantes se combinent directernent aux tissus et forment âvec eux des composés chimiques stables d'autres ne se I combinent qu'avec une matière dont on a préalablement recouverr le tissu, et qu'on nomme rnord.ant, Toutes les matières colorantes sont détruites par certains réactifs. Àinsi le chlore, en leur-prenant leur hydrogènei en détruit un grand nombre, de même I'acidè oxalique et t'àcide-tartrique ces substancel I sont appelées des rongeo,nts. On divise les matières tinctoriales en deux grandes classes : les couleurs naturellzs et les couleurs a,rti,fici,eHcs."celles qui résistent lon-gtemps aux réactifs puissants sont diies couleurs dh grand. tei.nt; celles qui résisteut peu Àont dites de peti,t teint. !),_Qouleurs naturelles. - a). De gro,nd, teint, lc r-a cochmilh. c'est une ôouleui d'origine animale obtenuc en

352 r{orroNs sun

LEs ScIENcES pgysteugs ET NATURELLEs

desséchant le corps d'un petit insecte , le Coccus, très commun eu Mexique. La cochenille sert à teindre en cramoisi, en écarlate I elle sert aussi à préparer le carmin. 2oL'i,ndigo est une matière tinctoriale bleue, forrrnie par des plantes de la famille des Lëgu,n+tneu'ses, cultivécs surlottt en Chine. Par fermentation dans I'eau, les f'euilles de ces plantes donnent une matière blanche qui bleuit par exposition â l'air. L'indigo est un composti solide bleu , à reflets cuivrés I il est inso-

luble dans I'eau, peu soluble dans I'alcool et l'éther, soluble dans I'acide sulfurique, avec lequel il forme une liqueur bleue, dite sul-

fate cl'inrligol I'acide sulfurique employé comme dissolvant est I'acide de Nordhausen, parco que I'acide ordinaire contient toujours un peu de prorluits nitreux qui décolore I'indigo. 3o L'atiza,rina est une matière colorante rouge, qu'oD extrayait autrefois des racines de la garance. On la protluit aujourd'hui artificiellentent. 4o La gaud.e, matière colorante jaune, extraite d'une plante qui croit dans toute I'BuroPe. b) de petit tei.nt. - La principale est la teinture de Campêche. Le Campêche est un arbre originaire du Mexique, dont le bois traité par les alcalis et divers sels donne des couleurs noires, vertes el bleues. Pour cette raison, il est considéré comme très précieux en teinture.

R). Curleurs o,rtifi,cielles. - De I'aniline dérivent la fuchsine et la rosaniiine, substances avec lesquelles on peut obtenir des teintes très variées. En général, Ies couleurs artificielles sont très sensibles à I'action de la lumière, mais plus éclatantes que les couleurs natu' relles.

2?3. Teintur€ des étoftes.' - La teinhue a pour but rle fixer les principes colorants sur les tissus prdaltblement blanchis. Les étoffes lont d'abord trempées dans un mordant (alun, protochlorure d'étain, acétate d'aluminium, etc.), qui favorise I'action de la matière colorante et lui donne plus d'éclat et de solidité; on les plonge ensuite dans le bain de teinture, dissolution chaude de la matière colorante. 2?&. Impressions sur étoffes. - L'impression des étoffes se fait direclv ou par uoie d,e tei'nhrc. Dans l'i,mpression directe, le dessin est imprimé sur l'étoffe au moyen de planches ou de rouleaux portant le dessin en relief ou en cretx, et enduits d'un mélange de la matière colorante et de son pan impressi,on

rnordanl épaissi avec de la fécule. Les étoffes sont ensuite exposées à I'action de la vapeur d'eatt. Dans I'impression par uoie d,e teinture, on imprime le dessin sur l'étofie avec le mordant seulement, lequel est Choisi suivant la nature de l'étoffe et celle de la matière colot'ante. On plonge ensuite l'étoffe dans le bain de teinture. Un lavage à grande eau suffira ensuite pour eqiever la teinture des endroits'non attaqués par le mordant, et lo dfssin apparaîtra seul"

HTDRÀTEs DE cÀRBoND

-

MÀTIÈRPs cotoRANTEs

353

V. Matières alburninoides. 275. Âlbumine.

L'albumi'ne existe en dissolution dans le

sangr dans le blanc d'æuf. Elle est jaunâtre, soluble dans I'eau à latempérature ordinaire; mais. chauffée à 72o, elle se solidifle, d,evient blanche et insollrble dans I'eau' Elle se coagule par la ohaleur, par I'action des acides, de quelques sels, de I'alcool et

de l'éther. Elle renferme du carbone, de I'hydrogène, de I'orygène, de I'azote et un peu de soufre ; sa décomposition dans lo€ æufs donne de I'acide sulfhydrique. 976. Êétatine. La gélattne est une substance iucolore quand elle est pure ? soluble dans I'eau bouillante avec laquelle ' Clle donne une gelée par refroidissement. On la retire des os, des tendons , des peaux, etc., par l'ébullition dans lteau. Les principales variétés de gélatine sont la collc ile poissott', qui provient de la vessie natatoire de I'esturgeon; la colLe d'e Flaiilre, moins blanche, servant à fabriquer la colle ùbwchc el des images transparentes ; la coll,e forte, de couleur brune, très employée dans la menuiserie; elle provient des déchets detannerie. l-'osséine est une variété de gélatine qui se rencontre dans les os des animaux. L'acide sulfurique et I'acide chlorhydrique détruisent la matière minérale des os, en laissant intacte I'osséine. Celle-ci est une masse molle et élastique, qui devient de la gélatine dans I'eau chaude. La gélatine dissoute dans l'eau bouillante se prend par refroidissement en une masse transparente' très flexible, très tenace, mais qui devient cassante en se desséchant. Sous I'action de I'acide acétique concentré, cette solution perd la propriété de se prendre en gelée: c'est la colle liqui'de. 977. Fibrine. - C'est une variété de la matière albuminoÏde; elle détermine la coagulation du sang au sortir des vaisseaux. Le sang abandonné à I'air se divise en deur couches : une masse solide, qui est la fibrine, retenant les globules sanguins, et une partie liquide, le sértrm, tenant encore en dissolution une matière albuminoTd e, la sërine.

den978. Lait. - Le ïait esl" un liquide blanc , opaque' d'une sité un peu supérieure à celle de I'eau, et renfermant environ l0 à fb p. olo de matières solides, dont les principales sont le sucrc ile t;it r'le beurce et, \a caséine , et des ca,rbomutes alcalins. Le sucre ite lût ou lactose peut, sous I'influence de I'air ou dee acides, se transformer en acide lactique I c'est lui qui détermine la coagulation du lait, à I'air'

S5l Nofions

suR

rrs

sctrrrcps pnrsreuns Dr

NÀTURELT.EB

Le beuwe est une matière grasse disséminée dans le lait en

fines goutteletteg entourées dtune membrane très mince;

ces

gouttelettes, plus légères que le liquide, montent à la surface et y forment une couche plus ou moins épaisse qu'on appelle la

crème. Si, par le battage, on déchire les enveloppes des $lôbules, la matière grasse se prend en masse et donne le beurcè. La caséiræ est une substance albuminoTde qui forme Ia partie gélatineuse du lait coagulé, c'est elle qui constitue les fromages. La caséine est insoluble dans I'eau I si elle reste dissoute dâns le lait, c'est à la faveur des sels alcalins. Abandonné à I'air, le lait fermente parce qu'il contient du sucre; il se forme de I'acide lactique, qui coagule la caséine. La présence de bicarbonate de sodium empêche la fermentation. L'ébullition du lait amène encoro la coagulation de la caséine. Enlin, dans I'industrie des fromages, on coagule la caséine au moyen d'un ferment : la présure, substance acide extraite de la caitlette (partie de I'estomac) du veau. Àu moment de bouillir, le lait augmente tout à coup de volume, on dit qu'ilmonte. Ce phénomène tient à ce que les gaz qui sgnt en dissolution dans le lait ne peuyent s'échapper, par suite de la coagulation de I'albumine, qui le rend un peu visqueux. gue la eellulose

? est l,action de I'acide - euelle comment prépare-t-on le fulmicoton et le collo{ionJ - Quelles opérations comprend la fabrication du papier? - eu est-ce quo I'amidon? Comment I'obtieut-on? - D'où retire-t-on la fécule? - Cornrnemt se préltare la d,eætrine? Qu'est-ce gue la d,iastase? que glucose? la la prépare-t-on tlans I'industrie? Qu'est-ce - Comment - eua comprend la falrication du sucrs de betterave?- a quoi servent les mélasses? Qu,el,s sorùt l,es cq,ra,ctères d,es gornmes? D,où prouient Le caowtchouc? Qw'est-ce qu,e l,e caowtchouc xwlcamisé? sont les Ttritwigtates rësines? - Qwelles les prùncipales huilns et essetuces? proatent l'essence d,e tërébenthlne? D'où A quoi sert-el,le? - D'où oient I,e camphre? Qwelles somt lÊs pri,ncîgtal,es rnati,ères coloramtes? - cornmen se fait la teiru d,es êfoffes? tu,re Comment procèd,e-t-om il,otts lilmpressiom des étoffes? sont lespropriétés de ralbumine provient Quelles ? la gélatinê ? a quoi sèrt- D'où slle? -.Quello est la composition du lait? Comment en extrait-on le beurre? le lait monte-t-il quand iI estprèsde bouillir? Qu'eet-ce quo la cosdiroe.?

QttEsTroNNÂrRE.

rulfurique sur

- Qu'est-ce la collulose?

-Pourquoi

CHAPITRE

III

CORPS GRAS

979. Nature des corps gfas.

Les corpc gros sont deo

- mélangeant pas avec I'eau matières neutres, onctueuses, ne se ct laissant Bur le papier une tache translucide. Ils sont forméB

s5E

CORPS ER^g

par le mélange de deur ou trois principes immédiats r qui sont la stëariræ,la margarine el l'oléine, Les huiles refroidies se figent I par pression, on en extraitun liquid.e

qur est l'oléime, et on obtiènt pour résidus des paillettes blanches, nacrées, formées d'un mélange de ntargarime et de stéari'ne que I'on traite par l'éther : la margarine se dissout, et il reste la stic-

rime. La margarine est souvent employée pour falsifier le beurre.

28O. Saponification. - On appelle saponifi,catàom, I'action chimique desËases sur les éthers en général; our en d'autres termes,-Ia décômposition d'un éther en alcoôl et acide. Nous avons vu que les sorps gras sont des éthers de la glycérine. En présence de I'eau chaude et des bases énergigues, telles que la chaux, la potasse, la soude, les principes gras se dédoublent en un alcool ,la glycërine (237), et en acides gras \act'des stéarique,

margarique, olëiqae).

C'ést sur la sapônification.des corps gras que repose et des sd,aona,

la

fabrication

des bougi.es

9Bl. Savons.

Les seaont sont de véritables sels formés par

la combinaison -des acides gras avec des bases. Ce sont des stéarates, des margarates, des oléates de potassium, de sodium ou de caloiun. Ce dernier, appelé saaon calcai're, est insoluhle dans I'eau; c'est un produit intermédiaire dans la fabrication des bougies stéariques,

Pour fabriquer les savons, on fait bouillir de la graisse dans une lessive de soude ou de potasse; on obtient ainsi de la glycérine et une combinaison des acides gras avec la base. On ajoute ensuite du sel marin ; le savon, étant insoluble dans I'eau salée et plus léger qu'elle, se rassemble à la partie supérieure en une pâte consistante. On ajoute encore de la lessivo alcaline, et on recommence ainsi jusqu'à saturation complète des corps gras.

Après refrordissement, on soutire le liquide, et lton achève la saponification en faisant bouillir le savon dans des lessives concentrées et salées; puis on le coule dans des moules. Les savons ntws sont à base de potasse, et les savon$ d.&rs à base de soude. Le savon de Marseille est marbré avec du sulfate de fer. Pour les Bavons de toilette, on ajoute des sssences à la pâte avant de la couler. 989. Bqugie$ *téariqqes. Pour obtenir la stéarine, qn fait fondre du suif dans une cuve- en bois, contonant de ltoau chau{fée par un courant de vapeur; puis on y ajoute do la chaur, qui donne avec les aoides gras un savon calcaire insoluble. La glycérine qui Êurnage est soutirée, et on traite le eavon catcâiie

356

NorroNs suR LEs scrrNcrs puysrours ET NaTURELLES

par I'acide sulfurique ;

il

se

forme du sulfate de calcium (plâtre ), gul seprécipite, etdes acidesgras qui surnagent. On laisse refroidir. et, par pression, on sépare I'acide oléique,

rlui est liquide, des acides margaritlue et stéarigue, gui sont solides.

On procède ensuite au coulage dans des

moules (lig. 79) contenant, suivant

leur axe, une mèche de coton tressée et préalablement trempée dans une solution d'acide borique ({47). Les bougies sont ensuite blanchies par une exposition à Ia lumière et polies par un frottement mécanique sur une Flg. 79.

*

Moulage des bougies.

bande de drap.On ajoute souvent de la paraffine aux acides gri{s, pour diminuer la fraEilité de la bouEie.

Les chandelles s'obtiennent en coulant du suif fondrr dans des moules garnis d'une mèche de coton non tressée. QuustrowNe:nn. - Quelle est Ia naturo des corps gras ? De quoi sont-ils formés? C.omment peut-on séparer leurs principes iurrnédiats? - Qu'appelle-t-on saponilication?En quoi consiste-t-elle? - Que sont los savons? - Comment les fabrique-t-on? Comment obtient-on la stéarine? A quoi sert-elle? - Com - les bougies? les chandelles? ment fabrique-t-on

CHAPITRE IV FERÙIENTATTONS

983. Ferments.

La fermerttation est la réaction chimiquo

- substance organique par les ferments. provoquée dans une distingue deux On sortes de ferments : {o les ferm.ents solubl,es ou nort fi,gurés, qui sont des matières organiques azotées, comme la diastase de I'orge germée, la ptyaline de la salive, la pepsine du suc gastrique 1 2o les fernænts figurés , qui sont des cellules vivantes empruntant au milieu où elles vivent certaines matières qu'elles transforment: têlle est la levure de bière. Un ferrnent liguré est un être organisé microscopique qui, placé dans des conditions favorables, vit et se développe aux dépens d'une matière organique, qu'il transforme en produits plus simples et parfaitement détnis. Àinsi le ferment du vlnaigre trqpnforme I'algool en vinaigre.

35?

PERIIENTÀTIONS

28&. Fermentation acétique. - La fermentation acètique est lt transformation de I'alcool en vinaigre I elle se fait par I'action d'un ferment frguré, le mycoderma aceti, ou mycoderme du vinaigre. Cette transformation est, en résumé, une oxydation qui se fait par I'intermédiaire du ferment : cIIs - CHz- OH cH3-COOH + [I20 rlcool

+- 20 : orygène

aolile aeétique

eûu

On prépare le vinaigre par troisprocédés:'1o le procédéd,'Or' léamsr 2o le procédé allemand,, 3o la méthode Pasteur. Proced,é d,'OrWans. verse dans des tonneaux une cer- Onlaisse taine quantité de vin qu'on exposè à I'air à une bempéra[ure de 25o à 3Qo, puis on ajoute une plus grande quantité de vinaigre. Au bout d'un mois, on retire par exemple dix litres de vinaigre, que I'on remplace par dix litres de vin, et ainsi de suite. Ce procédé n'est applicable qu'avec duvin. en trois Procédé allemand,. - On se sert de tonneaur divisés compartiments par des cloisons horizontales percées de trous 1fig. 80y. Le vin, versé dans le compartiment

supérieur, descend dans ce-

lui du milieu. qui contient

des copeaux de hêtre préa-

lablement arrosés de vi-

naigre. Le vin traverse goutte à goutte les copeaux et tombe dans le compartiment inférieur, oir I'air arrive par des ouvertures latérales. La rapidité de la fermentation échauffe souvent le vinaigre, qui perd de saveur. Les produits ainsi Frg. StJ. - I'abrication du vinaigle. obtenus sont de qualité inférieure à ceux que donne le procéd,e d'OrlëansMëthode Pasteur, - On verse dans des cuves peu profondes, fermées, mais oir I'air circule librenrenl,, un peu doeau aluoolisée, puis on sème à la surface le mycoderme. La fermentation se produit immédiatement. On verse alors doucement une celtaine quantité de vin, gui devient du vinaigre; on le soutire, et on le r€mplec€ par du vin, et ainei de euito. La méthqde est rapide et donne rle bons produits. $a

358 NorIoNs strn LEs scrrNcns puysreuns Er NATURELT.ES 285. Feruentation putride, putri.de est I'al- La fermentation tération des matières azotées (viande, urine, etc.), sous l,influence d'un ferment figuré qui décompose ces matières en eau, ammoniaque

et gaz carbonique. on supprime cette fermentation, en empêchant les ferments de se développer. On y arrive par la dessiccation (légumes, fruits, plantes pour herbier), 9u par un abaissement de température (conseivatiou des viandes et du poisson_par la glace). si les ferments ôxistent déjà, on peut les détruire par la cuisson et Ia conservation des substanceé à-l'abri de I'air (sardines, conserves alimentaires), oa par l,emploi d'antiseptiques tels que le sel marin, I'alcool , le phénol , Ie sublimé corrosif (voir no 227).

986. Fermentation alcoolique. alcoolique - La fermentation est la transformation du sucre en alcool et anhydride carbonique, sous I'influence de la leaure d,e bi,ère, ferment figuré qui se

Fig. 8{. Levure de bière. u

n

e

pr

emi èr e

di

développe abondamment dans lafabricltion de la bière. L'al,cool ordinaire résulte ds la fermentation de toute espèce de sucre; par conséquent, on peut I'extraire par distillation de tout liquide sucré ayant éprouvé la fermen-

tation alcoolique (vins,

stilrlotlTTi

li

J

iÏii

, fruits,

mélasses

g:i' ff ;,:l?;r

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a mo il

i

é

de sOn volume d'eau; c'est I'eau-de-a,ia ord,inaire, Des distillations successives le concentrent de plus en prus; entn une dernière opération, en présence du carbure-de calcium, donno L'alcool absolu ou anhydre. I,'alcool ordinaire sert de dissolvant et de combustihle (lampe à alcool). Le trois-six est un alcool d'une force telle, que trois Pa$tiea $e qet alcool, étendues de trois parties d'eau, donnent

six parties d'eau-de-vie ordinaire. Ind,ustri,e d,e lalcooL

Dans cette industrie,

on se propùse

de convertir en alcool certaines substances qui ne ferùenient

pas naturellement. tl'o Mélasses. - Les mélasses des sucreries, traitées par lracide sulfurique, donnent du glucose et des prod.uits analogueÈ ; en ajoutant de la levure de bière à la masse, la fermentatiôn se prodïit. 2o Betteraues. découpées en fines trànches, - Lesdesbetteraves, sont introduites dans cuves à eau acidulée; le jus sucré qui

se produit est transfolqé en glucose par ltaoidé sulfurique. L'addition de levure de bière détermine la fermentation.

TERMENTÀTIONS

359

dtabord 3o Pommcs ile teffe et graines arnyl,acées. - Ondecuit ces substances à I'eau bouillante, ce qui donne I'empois do fécule ou d'amidon ; on chauffe encore avec tle I'orge germée, et la diastase, ferment soluble, transfblme I'amidon en glucoser' susceptible de fermenter sous I'action de la levure. Quand le liquide sucré a fermenté, on le distille dans des appareils très compliqués, et I'on obtient les divers produits connus sous les noms d'eau-de-vie, d'esprits et dtalcools recti{iés.

Les alcools dtindustrie renferment des alcools supérîcurs, c'est-à-dire dont la molécule renferme plus de carbone que

I'alcool éthylique (C'?H5.OH); par exemple, I'alcool amylique (C5Hil.OH). Ce sont ces alcools supérieurs qui communiquent aux eaux-de-vie de betterave, de grains, de céréales, leurs propriétés toæiques. 987. Yin. - Le ain est le résultat de la fermentation alcoolique du jus ou motrt de raisin" Ce jus renferme onviron 80 p. o/o

d'eau, du sucre, des matières albuminoïdes, du tanin, sels. Sa fabrication comprend

des

:

{o Le foulage du raisin. Pour fermenter, le raisin doit être écrasé, ce qui amène en contact le glucose contenu dans la pulpe de la graine et le ferment qui se trouve sur la pellicule, à I'ertérieur. Le foulage donne le moùt. 2o Le cuaage ou fermentation du jus. La fermentation commence immédiatement, si la température n'est pas supérieure à 2go; il so produit de I'alcool et de I'arrhydride carbonique. Les enveloppes des grains de raisin srontent à la surface et forment Ie chapàaw 3o

Le soutirage du jus fermenté a pour but de Ie débarrasser (raflcs) e,t des pellicules qui formenl le marc, dont,

d,es grappes

le pressurage donne du vin de qualité inférieure. 4o La mise en fûts achève la clarification; les matièros sus-

pendues se déposent et forme.nt la lin.

5o Le collage au blanc d'æuf ou à la gélatine, qui le clarifi.e en le débarrassant des matières albuminoTdes. On peut obtenir du vin blanc avec du raisin noir, il suffit de séparer le moùt d'avecles pellicules noires avant la fermentation; car la coloration rouge du vin est due à une matière colorante de la pellicule noire, matière qui se dissout dans I'alcool provenant de la fermentation. Les vins rouges contiennent aussi du tannin en plus grande quantité que les vins blancs. Les ains ,nousseuæ de Champagne sont fabriqués avec du vin blanc auquel on aioute, au moment ile la mise en boutoilles,

360 NorroNs suR LES scrnNcgs

pnysreuEs ET NÀTURELLEs

un peu de sucre candi qui se transforme, dans la bouteille même, en alcool et anhydride carbonique. Les vins naturels renferment en moyenne de 6 à {5 p. 0/o d'alcool. Ils peuvent devenir aciiles ou pi,quee , tournés, gras, etc., sous I'influence des fermentations ultérieures auxquelies ils sont exposés.

9tlB. Cidre et poiré. Ces deux boissons se préparent à peu - première près comme le vin, la avec le jus des-pommes, la seconde avec celui des poires.

989. Bière. bière est une boisson nourrissante que I'on - La et prépare avec I'orge le houblon. Sa fabrication compr-end les opérations suivantes :

{o Le maltage ou germination de I'orge, {ui développe le grain la diastase nécessaire à la transformation de

dans

Itamidon en glucose. Les grains, trempés dans lteau, sont entassés sur une épaisseur de 6rn,50 et maintenus à l5o; la germination a lieu, et la diastase se produit. On sépare la radicule, puis on broie le grain, et I'on obtient ainsi une farine grossière

malt. 2o Le brassage. On brasse Ie malt dans des cuves renfermant de I'eau à 70 degrés; la diastase transforme I'amidon en glucose, {ui se dissout. Le liquide obtenu prend le nom de appelée

motct.

3o Le houblonnage. On fait bouillir le moût avec des cônes de houblon, qui donnent du goût à la bière et assurent sa conservation I 4o La fermentatioæ du moût. On la détermine au moyen de la levure de bière. On clarilTe ensuite. La levure, {ui pendant la fermentation surnage sous la forme d'une mousse blanche, est recueillie pour d'autres opé-

rations. La bière contient 2 à

I

0/o

d'alcool; les plus renom-

mées sont les bières allemandes; les plus riches en alcool sont les bières anglaises. 990. Panification. - Le Ttain esl fabriqué avec de la farine, de I'eau, du sel et du leaain. La farine est obtenue par Ia mouture du grain des céréales ot, le blutage, qui sépare la farine de I'enveloppe des grains

(son). Elle est formée d'amidon, de gluten, d'albumine, de dextrine, de glucose, de matières grass€s et de quelques sels minéraux. La fabrication du pain comprend: lo le pétrissagc de la farine avec I'eau e[ le sel;2o la fermcntation de Ia pâte obtenue, par

FAN}fENTATIONS

36r du levain ou de la.levure de- bière, qui transforme les principes sucrés en alcool et gaz carbonique, et rend ainsi le irain ties poreux; 3o Ia cuisson.

291. conservatiou dos matières organisées.

Depuis que

Pon connatt I'origine et le mode de dérieloppement- des'ferments

figurés' on a imaginé prusieurs méthodes'po.rt **pêcher leur

action et conserver les matières alimentaires. Ces méthodes sont : lo La d'essiccation. - Eile empêche re déveroppement dec

Sermes.

- 2'

!*

refroid'ksement.

-

La grace sert souvent à conserver

des viandes, du poisson, etc.

3o La stérilisation ou Ttasteurisation, porte la matière - onpoir à conserver à une température suffisante détruire res germes. Pour le vin, il suffit d'une tempéraiure de b5 à 60o.

Dans. d'autres cas,^il faut une températurô plus érevée, mais qui ne dépasse pas {40o. 4o La cuisson et ra, priuation d,'uùr. Les ariments cuits à - de I'ordinaire sont introduits dans des boites fer-blanc fermées hermétiquement. on maintient ces boîtes dans I'eau bouillante pendant environ une. heure. Les germes étant détruits par ra chaleur, la conservation est assuiée. (Ex. : uianaes, téfrrmes

secs.)

- On a de tout temps employé le sel ?l,htpourantiseptiques. marrn conserver les viandes, de même I'usage de te, enfumer est très ancien ; ce procédé doit son efficacitd a ta créosote, principe qui eriste dans la fumée du bois. de substances détruisent radicalement res germes : .le Beaucoup phénol, I'acide borique, le sublimé corrosif, le permJnganate de potassium, etc.l comme la plupart sont vénén.o*.*, elles ne peuvent servir à la conservation des aliments; mais eiles sont d'un usage très fréquent en médecine. QuEsrIoNNÀrnF^ - e_u'est-ce que la fermeutation? - eu'ost-ce qu'un ferment? se fait ra fermemtatiom acétiqwe? - c2ryyryt - a*'esî-ielui-tà|lmentau.on pu,triil.e? Cotnmemt peut-on emgtêcher son il,éoetoppement? L ço éJ_r" que la fermentation alcoolique? comment obtient-on i'âlcool alsotui_qrielles sont - tirer de I'alcool? les substauces d'où I'on peut - eue comprend tJialricauon du vin? - Peut-on fabriquer du vin blanc avec des raisininoirs? _ c.omment obtient-on les ving de châmpagne? - comnent fabrique-t-on ra bière? le pain? - Comment peut-on conserver les matières organiséÀs?

HISTOIRE NATURELLE

l. Définition. - L'Histowenaturelle est la science qui a pour objet l'étude du globe terrestre et des êtres qui couvrent sa surface.

9. Division des corps. - Tous les corps peuvent se diviser en deux classes : les corps bruts ou dépourrus d'organes, comme les pierres, les métaux; et les corps organkës ou pourvus d'organes, comme les plantes, Ies animaux. 3. Trois règnes. - On divise aussi les corps en trois grands groupes que I'on appelle règnet: le règne minéral, qui compnend tous les corps bruts ou privés de vie; le règne ttégétul, qui comprend tous les végétaux, et le règne animal, qui comprend tôus les animaux. Les plantes et les animaux sont des êtres vivants qui naissent, grandissent, se multiplient et meuront; les animaux possèdent en outre la sensibilité et le rnowsern'ent

wlontaire. L'Homme, composé dtun corps et d'une âme imrnortelle créée pqt, Ie règno hominal. a la sensibilité et au mouvement volontaire, il ajoute la faculté ùe penser et de se ctréterminer libtement. Seul il possède la par:ole, expreseion de Ia pensée, qui lui permet de communiquer

à I'image de Dieu, forme un règne à

avoc ses semblables.

4. Subdivisions de I'Histoire naturelle. - Les différentes parties de I'Hi,stoire naturelle sont : la Géologie et la Minéralogie' la Botanique et la Zoologie.

La Géotogie et la Minéralogie comprennent l'étude des corps Géologie étudie la structure du globe terrestre, et la Minéralogie sa constitution chimique. La Botarique s'occupe de Ia desèription, de la classification et des propriétés des oégé' ta,u,æ. La Zôologie comprend l'étude des animau,æ av point de ' instincts, vue de leur organisation, de leurs mceursr de leurs des services quiils peuvent rendre à lthomme et des torts qutils

bruts; la

Peuvent

lui

caue€r.

HISIOIRE

NÀÎURELLE

363

étudie l'homme au point de rue de son orga^L'anthroptotrogic personnelle et de ses rapports avec les êtres qui l'ànnisation tourent.

5.

Garactères tlifférentiels des corps

Originc,

combinaison

bruts et dee corps vivants.

Le corps brut remonte â Ia création, ou résulte

de la de plusieurs-corps simples préexistantsl le chimiste peut en pro-dui1e. Le corps vivant provient de corps vivants sembhbles à lui; le chimiste ne peut en produire,

Enistence. Les corps - se -bruts sont inertesl ils existent sans gue leurs molécules renouvellent. Les corps viiants sont le siège d;un mouvement incessant de destruction et de reconstitution de leùr substance.

Accroissernent. L'accroissement des corps bruts se fait extérieureme.nt, par juatapositinn, tandis que celui des corps vivants se fait

-

pat-intussusception, c'est-à-dire intérieurement, pai assimilation de molécules inertes, transformées par la force vitalé en éléments identiques à leur propre substance.

structure.

corps bruts sont formés de molécules homogènes - Lesdivisés peuvent être méeaniquement en échantilons de même nature. Dans les cglp:_vivants, I'individu n'est pas divisible, et la paÉie n'est pas semblable au tout. Durée. - La durée- des corps bruts est ittimitëe, à moins qu'une cause extérieure ne vienne disperser leurs molécules ou les engager dans de nouvelles combinaisons. La mort vient fatalement terminer I'exislence des corps vivants et fait rentrer leur substance dans le monde minéral.

et

QuEsrroNNÂrRE. Qu'est-ce que I'histoire naturelle? subdi- comment sesont visent les corps? - Que sont lei végétaux et les animaux? les euels trois grands règnes de la nature, et que compreunent-ils ? euek sànt les caractères qui font de I'homme un être à part? sont-les subdivisions de - euelles lbistoire naturelle? De quoi s'occupe chacune de ces subdivisions? rnil'î,quez conTrnent- r,es_-corps bruts-se d,isti.mguent îl,es corgn oi,ad//"ts qil point il'e aue ila liorigina, itc leæl,itence, il,e l'accroissenæmt ac h ttîucturc ot ttt b , ilu,rée,

ZOOLOGTB

NOTIONS PRÉLIMINAIRES 6. organisation des animaux.

Tous les êtresvivants, végô'

taux ori animaux, sont formés par un ou plusieurs éléments qu'on appelle cellules.

7. La cellule.

-

La cellule est' le point

de départ, l'élément fondamental de tout o"gaoit*e. La cellule animale se présente

sois Ia forme d'un petit corps mour

à

sphérique (nS. 1). Elle est forpeu près -

d'une sorte de gelée, le Proto' plasma, partie essentiellement vivante

mée Fig.

1.

Cellule animale. fio, membrane cellulairo; P, Protoplasma renfermant une

rte la cellule, dans lequel se trouve une vésicule plus ferme,le noyau ou nucleus,

renfermânt lui-même quelques granulations ou nucléoles; Ie tout enveloppé d'une noyau. membrane p articulière. 8. Les tissus. un groupement de cellules semblables constitue un lissu (tissu o**Jo", tissu nerveux,, tissu musculaire' etq.). matière granuleuse;

æ,

Tous les iis*u* résultent d'une agglomération de cellules

modifiées ou transformées dtune façon particulière'

on admet généralement comme principaux tissus..animaur : le tissu epitËeliaf, ou épid,ermique, le tissu connecti.f ot con'

ionctil ,le- tissu osseuæ, le tissu rzaascu,laite et le tissu nefueuæ. Le'tissu épitheliat eât constitué par des cellules de formes diverses, juitaposées et disposées par couches gluq . ou moins épaisses'qii tapissent les suifaces eitérieures et intéiieures du ôtp*, etïontl'ensemble constitue un ëpithélium' Le tissu connectif ot conionctif est un tissu essentiellement formg par une subsiance in-tercellulaire provenant.des cellules, et qui'dono, naissance à des variétés particulières de tissu connectif, dont les principaur sont: le tdssn ad;ipottæ, consti-

f{orroNs

pnÉr,rumlrnrÊ

Sdb

tuan[ la graisse ; le tissu cellulatre, remplissant les intervalles

que les organes laissent entre eux, et le tksu fibreuæ , formanl les membrancs, les liganrents, etc. Le tissu osseuæ est regardé comme du tissu conjonctif dans les cellules duquel sont déposées des matières minérales (phosphate et carbonate de chaux), qui lui donnent une grande consistance. Le tæsæ musculaire est formé d.e fibres musculaires. Ces libres sont des filaments très fins, accolés les uns aur autres, et dont Itensemble constitue ce qu'on appelle vulgairement la

chair. La propriété essentielle d'un muscle est d'être contractile, desl,-à-dire de pouvoir se raccourcir dans le sens de la longueur de ses tbres; aussi les muscles sont, pour cette raison, les organes essentiels des moutsements. Le tissu nerteuæ est formé d'éléments complexes, cellulet nerr)eu,Ees, tubes nerueuæ, etc.,

et sert

d'agent aux phéno-

mènes de seæsibilité, gence el de uolonté,

dlintelli-

/-.--

9.

Muqueuses et séreuses. Les rnuqu,euses sont les membranes qui tapissent les cavités de I'organisme commu-

niquant avec I'extérieur (muqueuse de la bouche, des paupières,tlu nez). On appelle zau.cosités ou simplemerrt ncuans,

Fig,

2" - Disposiiion théorique de la séreuse du cerveau.

les produits liquides ou *emi1,j;,Ëâîjli;,'d":*i pariétal de la séreuse ; i:iil,fli o, feuillet 1",::t*: viscéral.

liquides qu'elles sécrètent. Les séreuses sont les membranes qui tapissent les cavités closes de I'organisme (séreuse du cerveau, ft9.2). Elles sont formées de deux feuillets contigus : le feuillet pariét'al, s'appliquant contre les parois de la cavité, et le feuillet o'kcéral , tecouvrant les organes contenus dans cette cavité. Les liquides qu'elles produisent sont appelés sérosités. Les muqueuses et les sêreuses sont des modifications du tissu conjonctif. Le groupement des divers tissus chargés de lO. 0rganes.

- porte le nom d'organe; produire un travail

la langue, l'æil,

Itestomac, sont des organes.

l{.

-.,'t

- Un ensemble d'organes concourant à un même brit général forme rn a[)pa,reil:l'appareil digestif , ,OS Appareils.

pareil circulatoire,

etc.

i

'

'

366 NorIoNg sun LEs scrnNcEs pnlsreups Er

NÀTURELLES

19. Fonctions.

- On appelle fonction I'ensemble des actes accomplis par un appareil : fonction de digestion, de respira-

tion,

etc. Les fonctôoru se subdivisent en deux classes :les fonetions ilc nutrition et les fonctions ile relati.on. Les fonctions de nutrition sont celles qui servent à entretenir

la vie de I'individu. On les appelle encore fonctions de la ofe aégëtatiae, parce qutelles sont communes aux végétaux et aur animaux. Les fonctions de relation sont celles qui mettent l'individu en rapport avec le monde extérieur. On les appelle encore fonctions de la oie arnmale, parce qu'elles sont propres aur animaux. Di,gestion. Absorptiom. FONCTIONS DE

NUîRITION

tfÀssIfICÀTIoN dos

toNcTtoNs

Ci,ranlati,on.

Respi.ratinn. Assimilq,tiorù,

Cal,ori,fication, Sécrétion. Eæcrëtion. Mouvement.

FONCTIONS

DE

Sensibilité.

Vieinn. - Vue. Aud,ition. Ouie. Olfacti.on. - Odorat. Gusts,tion. To,ction.

RELATION

Voir.

-

- Goùt. -Toucher.

13. Anatomie et Physiologie. - L'étude des organes ,et des appareils estl'Anatomi,e;l'élude des fonctions prend le noim de Physiologie.

t4. Structure générale du corps hunain. - Le cotps humain est limité extérieurement par la ped,u. Un système osseux ou squelntte en forme la charpente et lui donne sa forme générale; suf les os viennent se fixer d,es muscles destinés à produire des mouvements.

Les organes principaux sont renfermés dans trois grandes cavités qui sont

:

le cerueau el la moelle é,pini.ère; 2o La cavité thoracique, renfermant les organes do la raspiration et les principaur organes de la ctrculaibn ; lo La cavité cérébro-sptinale, renfermant

NOTIONS

PRÉI.IMINÀIRES

36?

3o La cavité abd,ominarc, contenan

t l, appareit itig est,f presque en entier. La cavité thoracique est séparée de la cavité abdominale par le d'iaphragme, sorte de planCher"musculaire de forme convexe. Au point de vue de I'aspect générar, on peut diviser le corps -humain tlgi* parties : la têté, re tronc, ôt tes membres sugté. rieurs et..1inféneurs. Qunsuovn^l.rRE. euer est l'élément fondamental des végétaux et des animaux? la cellule- Décrivez -_-eu'appeile-t on tissus? - N6mme, les principaux.rissus. rndiquez les modificati-ons du tissu conjonctif. - - ôuelle est la propriété essentielle du tissu musculaire? Dilïérences entro les muqueuses et res séreuses. Définissez: orgaues, appareils, fonctions. Division et crassification des -fonctions. Anatornie et Physiologie ? Queueg sont lcs trois grandes --çu;appeue-t-on .aûter-âe I'orga-

-

aismo?

-

Que renferment-elles?

PREMIÈRE PARTIE

ÀNÀTOiIIIE ET PHYSIOTOGIE CHAPITRE I FONCTIONS DE NUTRITION

-

DIGESTION

I. Anatomie de I'appareil digestit' L'appareil digestif comprend' .le cana'l 15. Composition. d.* o|:ganes annexes, téls que les dents et les itigestif

"t' olanil'es diqestiDes, '"î;;;uïàigestif

Ia même structure dans'toute son étendue; épaisse de tissu musculaire tapissée de' intérieurement par une muqueuse qui _est la continuation l'æsophu,rynæ, le bouche, la comprônd, Il ,àii" a, la boucûe. a

if est formé à'orr" couche

en nhaqe, l'estomac et les intestins. Il est contenu presque abdorninale' cauité la dans entiËr La cavité abdominale est tapissée par une séreuse ,, le pén'sont le tof*," toiÀuni a. nombreux ieplis dônt les principaux de I'in' parties différentes les soutient et sépare qui iàiilrtïi", i;Ji;; et ies épiptoons, qui se chargent souvent de graisse'

t6.Bouche._Laboucherenfermelesorganesdelamastiincomt"tià"11.-àente) et celui du goût (la tangue)' EI]t. estsorte de par.le tsoile d'u palaùs' pharyni du *ep"te'. ;Ë;J;i

de la bouche, et membrane suspendue cô*mé un-rideau au fond petit prolon. un flottant, bord son de milieu qui présente,.au gement ,la luette17. Pharynx. - Le Ttharynn- ou arrière-bouche (fig' 3) est pal l'æsoune sorte dô carrefou, ôo**oniquant avec I'estoma,c

nhaee.aveclespour.,onsparlatrachée-artère,avec|,oreille tp..Ï.'tÀ-ped'Eïstache, enfin avec I'extérieur par la bouche

et nasales. les et fosses 'ô;.*i dans lo pharynr que s'entre-croisent lee voies il'rgestfue

APPAREITJ

et,

respi'ratoire

DIGESTIF

369

(ig. 4). La première,

conduisant les aliments dans I'e.stomac, comprend la bou che , lc pharynæ et l,æsophage la deurième, destinée à introduire r;air atmo',sphérique dans-lei; po.T9nr, se compose des /osses nasales, du pharynæ et de la tru,chëe - ar.tère.

\

)

.VA

v0

La glotte est I'ouverbure supérieure de la trachée-artère; elle

est surmontée d'une peti[e membrane fibro-cartilagineuse, l'épiglotte, qui peut se rabattre sur la glotte et en fermer

I'entrée. {8. (Esophage.

L,æsopthage es|

un canal qui descend entre

la trachée-artère - et la colonne vertébrale; it débouche dans I'estornac après avoir traversé le diaphragme. 19. Estomac. - l,'estornac (fig. 5) est un des organes les plus

irnportants du canal digestif. c'est une poche ùembraneuse placée horizontalement au-dessous du diaphragme. sa partie gauche, plus renflée que la partie droite, communique avec l'æsophage par une ouverture , Le card,i.a; la partiè droite communique avec I'intestin par le pylore. 1}0. Intestins. - Les intestins (fig.5) comprennent les rlten43

S?0 NorloNs gun

tts

scln!{crs

PHTsIQUES

viron de la longueuldu canal digestif' et

Et

NÀTuBELr'ltt

::"1,i":llt*t;lirii:ï;

loppés, que la nourriture de I'animal eet de nature Plus vésél,ale (3 à 4 fois la longulur du corPs chez les car-

ctb

iiuores, 20 à 25 fois chez

(

les herbivores )-

On subdiviso les intestins en deux parties : l.o l'intes' tin grêle, qui comPrend le

(tZ travers de jéjunum et I'ile , ) léon ; 2o le groe intestin, qui oomprend le cæcum,

duodénum doigt

le eolon el le rectum.

A partir du cæcum,

le

gros intestin monte lo long du llanc droit ( colom oscen-

d,ant\, traverso

la

cavité

abdominale au-dessous de I'estomac (colon tranaserse),

redescend en S le long du

flanc gauche (colon descew dant), et se continue par le rectum.

II. Les dents. 1À1.

Ct,

Ildfinition. '

7;î7,

-

Les dents sont de petits organes analogues aux os, mais qui en diffèrent par la structure, le mode de développement et le rôle physiologique. Elles sont implantées dans rles cavités de I'os de la mâchoire lulaéoles dentaires).

Une dent comprend (fig. 6): la racine, la couronne et le collet. La racine est la partie renfermée dans I'alvéole l la couronne esL la partio visible de la dent; le collet est Ia limite de séparation de la racino et de la couronne. 99. Structuro d'utro dgnt"

-

Au

APPÀREIL

DIGESTTf

377

point do vue de la structure' on y distingus (fig.6):.la pulpe dentaire, l'woire, l'émail el le eëmentLa putpe est une petite ûrasse charnue, formée des nerfs et des vaisseaux sanguins et qui occupe la partie centrale de la dent ; l'iuoire forme la plus grande partie du tissu de la dent; l'émail est une sorte de vernis très dur recouvrant la couronne; le cérnent est un tissu grenu et jaunâtre qui enveloppe la racine. 93. Différentes fornes. -- Relativement à ieur forme, les dents subdivisent, en incisiues, ean'i,nes et, molaires ( fi9. 7 ).

se.

tlJÏ

WWWWWWW {,

Ia mâchoiro supérieure de I'homme. Fig. 7. - Dents tle la moltié de incisives; 2, caline; 3, fausses molaires (tt*c sculc racime);4, wales molaires (racinet rnwltiPla

s

l.

Les incistrses sont aplaties et tranchantes sur les bords et servent à couper les afiments. Elles sont très développécs chez les animaux rongeurs ( Lapin, Ecureuil Rat ). ' sont fortement imLes canine.s oÀt une forme conolde; elles plantées dans les mâchoires et servent à déchirer la chair; ôlles sont remarquablement développées chez les carnivores

(Chien, Chat, Tigre). Les molaires sont aiguês et tranchantes chez les carnivores, cylindriques et à surface.mamelonnée, ou présentant des replis d'émail, chez les herbivores (Cheval' Bæuf).

94. I)éveloppement des dents. - De 6 à {3 mois, les incisives médianes paraissent d'abord, puis successivement les autres dents. À2 ans, I'enfant possède orrlinairement 20 dents; c'est la première dentition oa dentition de lai't. Ces dents tombent vers l'âge de 7 ans et sont remplacées par une seconde dentition, qui doit durer toute la vie. Les 4 dernières molaires ldents de sagesse) ordinairement de 20 à 25 ans' paraissent - dentition complète comprentl alors chez I'homme 32 dents, La lavoir, pour la moitié de chaque mâchoire,2 incisives, I canine et-6 molaires (fiS. 7)' tanttris que la première dentition

S72 NorroNs

suR LEs scIENcEg PHTSIQUES ET NATURELLES

comprenait le même nombre d'incisives et de canines, maia 2 molaires seulement à chaque moitié de mâchoire. 25. Malatlies iles dents. - La plus commune de toutes les nw,ladies des dents esl la carte. Blle provient toujours de Ia destruction dune partie de l'émail qui protège I'ivoire; celui-ci, ainsi mis à nu, se trouvant en contact permanent avec la salive ou les aliments, s'altère et se détruit peu â peu. Une fois commencée, la carie se continue jusqu'à la disparition complète de la dent, si on n'y remédie. Le plus souvent une dent cariée gâte la voisine. Tant qu'aucune des fibrilles nerveusss qui sillonnent I'ivoire n'est pas atteinte, on ne ressent aucune douleur I mais dès que la carie attaque un de ces filets nerveur, elle détermine des douleurs souvent intolérables. .La mauvaise disposition des dents provient généralement de ce gue les dents de la deuxiême dentition se,développent avant Ia chute des dents de lait. 26. Hygièno alos dents. L'hygiène des dents consiste presque

- dans un grand état de propreté. On erclusivement à les maintenir doit donc se laver les dents tous les matins et les frotter avec une brosse plutôt douce que dure pour ne pas irriter les gencives et déchausser les dents. La poudre de charbon, le meilleur de tous les dentifrices, est préférable à toutes les compositions, plus ou moins complexes, préconisées comme hygiéniques. Il faut éviter de se nettoyer les dents avec des cure-dents métalliques I de s'en servir, comme le font trop souvent les enfants, pour briser, tordre des corps durs. Cette imprudence peut déterminer Ia

carie en dégradant une partie de l'émail gui recouvre et protège I'ivoire.

III. Glandes digestives. 97. Rôle des glandes digestives.

-

Les glandes annerées à

I'appareil digestif sont des organes qui sécrètent les liquides destinés à rendre absorbablesles aliments ingérés. Ce sont : les glandes

, le pancrëas, le foie et les glandes intestinales. 98. Glandes salivaires. - Il existe trois pairesdeglandessolitaires : {o Les parotides, situées entre I'oreille et, I'articulation des mâchoires; leur inflammation constitue les ourles ou. oreillons I elles déversent leur salive dans la bouche par Ie canal ile Sté' saliuaires, les follicules gastrùques

non; 2,r Les sous-rno,æillaires, situées

sous les mâchoires (canal

de Warton); 3o Les sublinguales, placées sous

nutl.

la langue lconauæ ilê Rùrd.

At t AIrEtL

III.GSSTLF

373

Ces glandes sécrètent les liquides qui, en se mêlant dans la bouche au mucus buccal, forment la saliue miæte. 99. Amygdales. À I'entrée du pharynx se trouvent deur - forme fausses glandes en d'amandes, les amygd,ales, gui paraissent destinées à favoriser la déglutition.

Les folticules gastriques sonr - So..Follicules gastrigues. de très petites glandes logées- dans la muqueusê d.e l-'estomac. Ces glandes, très nombreuses, sécrètent un liquide acide, le tuc gastrique. 31. Pauordas.

*

l-e pancrëas est une glandeen forme de lan-

guette adossée à la courbure de I'estomac (fiS.8);il sécrète le su_e Ttancréatiqwe, qrti se déverse dans le d,uoilénum par lc canal pancréatique (oa de Wirsung). ?_

Fig.8.

l,

-

lrl

"a

Pancréae.

paneréac;2, duodénum;3, rate;4, vésicule biliairel 5, canal héfatique; 5', canal cystique;5", canal cbolédoguel 6, canal pancréatique.

Le foïe est la plus volumineuse des glandes de 39. Foie. Itorganisme.- Ctest une masse charnue, d'un rouge plus ou moins brun; il occupe toute la partie droite et supérieure de I'abdomen; il est maintenu par les organes qui I'entourent, ainsi que par des replis du péritoine (ligaments du foic). La gêne que I'on éprouve quand on se couche surle côté gauche, pendant le travail de la digestion, vient de la. pression exercée par le foie sur I'estomac rempli d'aliments non encore digérés.

374 No'îroNs suR LEs sclnNcss pnrsleurs sr NÀTURELLES il3. Fonctious du foie. - Le foie a deux fonctions bien dis-

tinctes: Ia eéuétion de la bile et Ia fonction glycogénique.

34. Sécrétion de la bile. Deux espèces de vaisseaux sanguins arrivent au foie: d'une- part, les ramifications de I'artère hépatique, qui fournissent le sang artériel nécessaire à la vie des cellules; d'autre part, les ramifications de Ia veine-porte, qui charrient du sang recueilli dans les intestins et chargé des produits liquides de la digestion. C'est dans ces deux sortes de sang que les cellules du foie puisent les éléments de ia bile. Dès qu'elle est formée, elle se rend, par des canalicules nombreux, dans le canal hépa-

.ù.ù

J'

..

tique, et par là dans la vésieule biliaire. Elle. y séjo-urne plus ou rnôins de temps, et, au moment de la digestion, elle se dér'erse

dans le duodénum par le canal cholédoque. Sa fonction est cle faciliter la digesLion des matières grasses en les émulsionnant, c'est-à-dire en les réduisant en gouttelettes très fines, capables d'être absorbées par les vaisseaux chylifères.

II arrive quelquefois que la bile sécrétée par le foie n'est plus ererétée1 ses éléments passent alors dans le sang, et les tissus prennent une teinte jaunâtre. Cette affection est connue sous le nom ù'lctère ou jo,unisse,

!lS. fonction glycogénique. - Le sans amené par la veineporte contient du sucre en abondance. Si c_ette-quantité de iucre eet trop grande, Ies lobules du foie en absorbent I'excès, !e convsrtissent en glycogène

eL

le conservent endépôt. Lorsque

Pnvsror.ocrs DE LA

DIoEsrroN

Sr5

le sang ntaura plus Ia mesure de sucre nécessaire, le glycogène en réserve sera transformé en Bucre, passera dans la veine sus-hépatique, et rentrera ainsi dans le torrent de la circulation. Quand

le sucre fourni par le foie n'est pas aesimilé, il

les reins, et

il en résulte une grande

passe dans

faiblesse. Cette maladie est

appelée diabète,

36. Glaniles intestinalos. Les gla,mdas intestinales sont de petites glandes logées dans la- moqueï.e et qui sécrètent le suc intestinal Près de ces glandes on remarque des follicules clos, d,ont I'agglomération en certains points constitue les plaques d,e Peyer. Dans la fiéyre typhoîde, il se produit une altération des plaques de Peyer qui peut aller jusqu'à déterminer la perforation de la paroi intestinale.

QunstrouxlrRE. Que comprend I'appareil digestif? euelles sont les alilférentes parties du canal digestif? Dans quelle cavité est-il contenu? comment se nomme Ia séreuse de cette cavité? Àvec quels organes commuuique lo pharynx? Qu'est-ce que l'épiglotte?- comment s'e nomment les orifice! de I'estomac? Quelles sont les dillérentes parties des intestins? Que comprend une deut? Quelle est sB. structure? Comment divise-t-on les dents quant à leurs formes ? loutes les dents paraissent-elles en mème tempe ? Combien la dentition complète comprend-elle de dertts chez I'honrme ? A qwoi ast itrue l,a carie? Em qwoi comsiste surtout t'ltygiène d,es il,emts? Nommez les glandes annexées à I'appareil digestif. sont les trois euelles paires de glandes salivaires? où sont-elles situées? où se trouve le pancréas? quel organe se déverse lo auc pancrdatique ? que les follieu,est-ce -_Dans cules gastriques? Quo sécrètent-ils? où est situé le foie? çuelles sont seg dour fonetions? comment s'opère la sécrétion de la bile ? eu'est-co que la fonction glycogénique du foie? où se rend la bile à mesuro de sa sécrtûon? par quel canal se déverse-t-ello? Dans quel organe? par quoi est occasionnée la jauuisse ? Qu'est-ce que les glandes intestinales?

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

CHAPITRE

II

PflYSIOLOGIE DE LA I}IGESTIOTS 37. Iléfinition.

t, I

La digestion est une fonction qui

s,

pour

- ekr*aefubles les a,liments introdui.ts-dans but ile rend,re solubles l'oppclreii^tige*if.' '

Cette transformation, préparée par I'action des dents, l1ui divisent les aliments solides, s'e{fectue sous I'inlluence der liquides fournic par los glandes digestivee.

I li

I ,.| il

l.

376 NorroNs suR

LEs scrrNcEs puysr0urs ET NÀTURELLES

I. Aliments. I

Itrod;u,ites

\ {f

I

sont"ùes substg,næs qui, -4x,v"æliments iligestif, eo#ibamt à, edtretenir la dans le cana,l

38. I)éfinition.

inoi.e,

39. Division des alimeuts.'-- On peul, diviser les aliments en : Lo les aliments azotés oa albuminaïd,es; 2o les

t^r.sis classes

aliments hyilrocarbonés w#whffis I 3o les graisses. +O. Aliments azohés ou albuminoides. - Les quatre éléments constitutifs des aliments azotés sont: l'u,zote,le carbone,l'hyil,rogène eL l'oæygène. Ils sont fournis en grande parlie par le règne animal l ce sont, par exemple: la oiande, l'albunn'ine ou blanc d,'æuf, la gélatine, qu'on trouve dans les os; la caséinc, dans le fromage;lalégumfue, dans les haricots, Ies lentilles, etc. Les aliments azotés sont aussi connus sous le fiom d'aliments

pl,astiques, parce qu'ils servent surtout

à la réparation des

tissus.

4t. Aliments hytlrocarbonés. - Les aliments hydrocarbonés sont consti[ués par le carbone,l'luyd,rogène el I'oæygèner' ces deux derniers éléments étant combinés dans les proportions de I'eau. Ils sont presque tous empruntés au règne végé[al et comprennent des aliments féculents ou amylacds tels que I'ami,d'on du blé ,la fécule de la poTnme de terre, Ie sucre, et'c. Les corps gras sont plus riches en carbone 49. Graisses. et en hydrogène- que les précédents I ce sont les graisses, les huiles végét,ales et animales, le beurue, etc. Les aliments hydrocarbonés et les graisses sont parfois désignés sous le nom d'uliments respiratoires, car ils servent principalement à l'entretien de la chaleur animale. alimg!!-!-.9g.ryy2le.ts cer' 43. Aliments complets. - On appelle tains aliments qui renfermenl des élémen[s azol,és et hydrocarbonés ; tels sont ,, par exemple, lgs æuts et le laib' Le iait est le type de I'aliment6ffiîiil ein"iôhterme, en effet, tous les éléments ; un aliment azoté , la caséine; ûn aliment hydrocarboné, le lactose oû swcre de lai.t ; et un corps gras, le heurcer' il contient en outre de I'eau et des sels minéraux. Le pain et les æufs sont aussi des aliments à pe.u près complebs. 44. Sets minéraux. Les sels minératræ, dont les éléments (pàosphore, cal,ciunt', fer, -etc.) doivent entrer dans la compositiou des tissus, se trouvent en combinaisons avec les aliments et dans les boisrons. Àinsi le pain contient toujours des matières phosphatees.

PHTSIOLOGIE DE

LA

DIGESTION

377

Le scl ma,'iin (chlorure de sodium) doit être compris parmi les aliments; il est aussi nécessaire à I'alimentation que les épices le sont peu. L'absence des chlorures alcalins dans I'organisme peut produire I'appauvrissement du sang.

&5. Condiments. -. Les condi.merafs sont des substances que I'on ajoute aux aliments pour leur donner du goût ou en faciliter tâ digestion (vinaigre, ail, moutarde, etc.). Leur abus rend les digestions pénibles et produit des maur d'estomac. 1*6. Boissons. Les boissons renferment une forte proportion d'eau et quelques- principes qui les font entrer dans les différentes çqltégories d'aliments. Le*pnincipalesiboissons sont l'eau, le vin, le cidre, la bière et le

", i*çafé.

f*T)"u eantn-d'e-aie, etles spiritueux en dangereuses, surtout à

général

,

sont des boissons

jeun. on croyait-autrefois que l,alcool

était

brùlé dans I'organisme et servait ainsi à entretenir la chaleur animale. De nouvelles recherches ont montré que I'alcool se retrouvait intact dans les tissus, et surtout dans le tissu nerveux. s'il parait suppléer I'alimentation, c'est qu'il détermine un arrêt dans la nutrition I ce n'est donc qu'un excitant cérébral , dont il faut s'abstenir.

II. Translormation à

des rti*olr,".

47. Acrns uÉcanrques. mécaniques qui concourent, - Les actes la digestion sont la préhension, la masticalionr'la d,églutition

et les

nxoufiernents péristattiques.

48.

Préhsnsion. préhensio,,l'acte par lequel I'ani. - Onleappelle mal saisit l'aliment pour porter à la bouche

49. Mastication.

La mastication est I'acte par lequel les alila bouche sont broyés -les par les dents,

- dans ments solides introduits

les rendre plus fâcilement attaquables par l{r tifs. {" cette trituration

iiquides digesest aidée par lesJooes et Ia ranguè, qui ramènent les matières sous les dents, et favorisée par ra sarive, qui ler transforme en une masse pâteuse, le bot a,l,intentai,re. Quand la mastication est incomplète, toute la tligestion s'en ressent et devient pénible, par le surcroît de travail imposé à I'estomac.

. lO:. Déglutition, : La déglutition est le phénomène par lequel Ie bol alimentaire franchit le pharynx et descenâ dans l'æsôphage. Dans ce mouvement très compliqué, Ie pharynx remonte toul entier, $9 mqliere_ q,ue la glotte vienne se cacher sous la base d.e la langue

(fig. {0). Celle-ci, refoulant l'épiglotte, la recourbe en arrière ei la sur la glotte à la manière d'un couvercle. pendant ce temps, le voile du palais se relève et vient fermer I'orifice postérieur àes -palais fosses nasales. Le bol alimentaire, pressé contre le par la rabat

978 NortoNs sun Llg SctlNcns

PHTSIQUES

Et

NÀtuRELLEs

langue, chemine verr I'errière'bouehe, puir, -culbutant par-dessur goit t;Jpigtoite, tombe dans l'æsophage, seul-canal dont l'ouverture

libre à ce moment

Mouvement de déglutition' organee avant la déglutition; B' disposition de ces organes pendant le mouvement de déglutition; t, langue; f, ro, fosses nasales; o, p, voile du lalais; a, épiglotto; æ, æsophago; t, trachée-artère; b, bol alimentaire' F'iS"

{0.

A,- Cisposition des

-

Pendant que ce mouvement s'accomplit, il faut que I'entrée de la trachee-artère soit parfaitement close, Car l'introduction de la moindre

suffirait pour farcelle solide ou'liquide dans Ie canal respiratoire àéterminer une toux violente, qui ne cesserait qu'après I'expulsiort .o*prgt" des substances ainsi'fourvolées. c'est ce qu'on appelle vulgairement

r

avaler de travers

>.

5|'.Mouvementspéristaltiquesducanaldigcstit.--Lesali. *ar,tt traversent I'ces'ophage sairs y séjourner et arrivent dansdeI'essuc

ses eont*actions, les mélange.et les imprègne contractions suciessives des- fibres musculaires longiioainui"r et circulaires du canal digestif produisent les _mouvements tanr neri.tuttiqoes, qui ont pour elïet de faire progrêsser lesaliments ioute la longueur du tube digestif. s9. PrrÉnouÈxrs cHrMrQUËs. - Les phénomènes chimiques qui accompagnent la digestion Eont : I'insaliua,tion, la chymifi' ca,tion ei la chYlifi'cation.

par lo*ua, qui,'Càs sastriquâ.

53. Digestion buccale ou insalivation. - outre son rôle mécaniqù,la salive, par son principe- actif, la ptya.liner coniriUou à transforuer lâs matièies féculentes en' ilêætrinzt puis

PEISIOT,OGIE DE

LÀ

DIêESTION

3?9

en glucose, matière sucrée absorbable. Cette action, commencée dans la bouche, se continue tout le long du canal digestif.

54. Iligestion stomacals ou chymifioation. Êuc gas- Lequi, trique renferme un principe particulier, la pepsine, agissant sur les matières azol,ées, telles que les viandes, les transforme en un liquide absorbable ,Ioalbuminose ou peptone. La salive continuant aussi son action,les aliments présentent bientôt dans I'estomac I'aspect d'une substance acide, grisâtre, plus ou moins fluide,,appelée chyme.

55. Digestion intestinale ou chylifioation. arrivant - En le chyme se trouve en contact avec le sac panerëatique, liquide analogue à la salive par sa composition et son rôle physiologique. Ce liquide agit sur les féculents comme la salive et sur les aliment,s azotés comme le suc gasdans le duodénum,

triquel mais son rôle principal es\ cl'émwl,sionner les matières grq,sses et de les transformer ainsi en un liquide laiteux, le chyle, qui pourra être absorbé en grande partie dans I'intestin grêle.

La bite n'est déversée dans le duodénum qu'après le passage des aliments I une partie s'y mêle pour émulsionner les graisses

et les rend absorbables, I'autre partie sert à nettoyer I'intestin.

III. Alimentation et hygiène de la digestiou. 56. Le besoin d'alimants. - Le besai,m d'alinzents se traduit par la faim et la soif. La faim se fait sentir à des intervalles d'autant plus rapprochés, que I'absorption est plus rapide et la circulation plus active. L'irwnitiom est l'état de faiblesse dans lequel tombe I'organisme par la suppression plus ou moins complète d'alirnents. Complètement privé de nourriture, I'homme périt généralement au bout de I à {0 jours; il peut vivre plus longtemps s'il continue à boire de l'eau. L'homms qui a été soumis à un jeùne rigoureur assez long ne doit revenir qu'avec précaution à I'alimentation normale.

Il est à remarquer que, contrairement à I'opinion commune , les boissons shaudes désaltèrent mieux que les boissons froides, et que I'on apaise plus facilement la soif en buvant par petites portioru qu'en absorbant d'un seul coup une grande quantité de liquide. On doit bien se garder de boire très froid quand on a chaudl les

accidents les plus graves pourraient résulter de cette imprudence; le lait froid est, dans ce cas, plus dangereux que tout autre liquide.

57. Conditions généralss d'uns bonns alimontation. - Une bonue alimeltation doit. êbe complète, c'eet-à-dire comprendre ler

380

NorroNS ËuR LEs scIENcEs PHYsIouas ET NÀTUREILES

deux sortes d'aliments, azotés et hydrocarbonés ; sirnple, mais variée I suffisante, mais sobre. L'excédent d'aliments trop riches en ca,rbone se traduit par l'engta,i,ssememt, c'est-à-dire par la mise en réserve, sous forme de graisse, des éléments dont I'organisme n'a pu trouver I'emploi. Quand cet excédent n'est pas trop considérable, c'est une garantie de sécurité, car il pourra servir à compenser la privation d'aliments dans un cas donné, par erernple dans une maladie I mais si cet excédent prend de trop grandes proportions, les éléments anatomiques des tissus, surtout des muscles, éprouvent une transformation graisseuse qui afiaiblit I'organisme et peut avoir des inconvénients graves. Une alimentation insuffisante produit I'anémie et I'affaiblissement général. 58. Eygiôno. - Quand I'estomac eËt en activité, la vitalité s'y concentre, ce qui se traduit parfois par un irrésistible besoin de dormir, On doit donc éviter, pendant la tligestion, tout ce qui pourrait

faine relluer le sang vers les ertrémités (bains froids, travaux de tête, émotion vive et soudaine). Rien n'est plus contraire aur règles de I'hygiène que de faire empiéter une digestion sur une autre ; en général, il faut trois heures pour digérer un repas ordinaire I il fautlra donc mettre au moins trois ou guatre heures d'intervalle entre deux,repas consécutifs, Tous les aliments ne sont pas également digestibles ; le laiiage, le bouillon, les æufs crus ou peu cuits, se digèrent très facilement ;

les viandes dégraissées, les fruits mùrs sont également de digestion facile; viennent ensuite, et par ordre, les légumes herbacés, le pain

les pâtisseries, et enfin les graisses. Les aliments féculents, Haricots, Pois, Lentilles, sont très nourrissants et faeilement 4igérés. L'abus des liqueurs alcooliques est, dans la classe populairer ce qui contribue le plus à détériorer les organes digestifs; dans les classes aisées, c'est la bonne chère, et, chez les enfants, I'abus des friandises. Toutes les règles d'hygiène relatives à I'alimentation peuvent donc se résumer en deux mots : simp\icité et temltéramce, C,e sont là, en efiet, des sources abondantes de santé et de vie, et par conséquent

de vrais plaisirs.

Il

serait facile de prouver, par une multitude de

faits, que la plupart des hornmes périssent avant l'âge ou traînent péniblement leur vie sous le poids de la douleur et de la maladie pour s'être livrés habituellement et avec excès aux plaisirs de la table.' Les lois ecclésiastiques, imposant l'absti'nence et le ieûne à cer-

taines époques et à certains jours de I'aunée, n'ont pas seulement un but moral et spirituel I mais, de I'aveu même des médecins les plus autorisés, elles ont une utilité hygiénique incontestable' En réglant la nature et la quantité des aliments perrnis en tes circonstaneesr ces lois ont rendu les plus grands services à la santd publique' et, de

même que le travail du.dimanche n'a jamais enrichi personne, on peut tlirn qne I'rh"linenr"p et le jefine n'ont jamair ruiné la santé de ceur qui les ont fideicmsilt oLrset'vée.

ABSORPTION

38t

QuESTToNNATRE. - Quel est le but de Ia digestion ? - Déflnissez les aliments. Comment peut-on les subdivisefl Qwels sotut tres élém,emts qui consti'twent les I,Ie awne z -en di ff é r em le s s o r t e s il,' olùmen t s ? - Qw' appe -t - o m oliments cornpl,e ts ? D oun, eæemplz. QûeLs somt lBs sel,s mi,mërawæ mécessaàres à tr'alimentatiom? Pourquoi. faut-il sc ùéScr des spdQwel,les sofil les principales boissoms?

rituewæ ? Quels sont les phénomènes mécaniques de la digestion? - Qw'est-ce qu'd I'a, rnasla d,égl,utôtion. tlcatiom ? - Quels sonl les phénomènes chimigues - Eæltliqwez de la digestior? Quel,lp est l;octiom ltre lo saliue, il'u suc gastriqwe, d,w suc pamcrëalique sur les aliments? - Qu'est-ce qwe le chyme? - Qu'ast-ce que le chgle ? Qdest-ce qwe timamitèon? - Qwel,les conitritàons iloit présenter wt'e borwtc al:irnemtatlom? Qwellet sont lzs principales règlct il'hyglène rel'atipet à ld iltgesliofi?

-

CHAPITRE

III

ABSORPTION

Liabsorption est ute fonctinn pat laquelle 59. D6fiuition. certeins prod,uits- liquiilns oa guneue sont introilwts d,aræ le samg en traaqrsant dcs membrûnes,

On considère I'absorption comme un phénomène d'osmoser;

il faut oependant bien remarquer que cette fonction réeulte d'une propriété toute spéciale aux tissus vivants, et que par conséquent le mécanisme est qu'à une aotion physique.

dt à une cauÊe

physiologique plutôt

60. AssonprroN DrGEsrrvE. digestiae est I'intro- L'obsorption duction, dans le sang, des produits liquides de la digestion. Elle se fait surtout dans I'intestin grôle. La muqueuse intestinale est tapissée par un double réseau de canaux d'absorption. Ce sont d'abord les oeines intestinales, . qui ont la propriété d'absorber les liquides contenus dans I'intestin , à I'erception des graisses émulsionnées I ces veines, se réunissant aur veines stomacales. versent leur contenu dans le r On démontre en physigue gue lorsgue deux liquides de densités difrérentes. pouvant so mélanger, sont séparés par nne membraue gu'ils peuvent mouiller, il s'établit à travers cetto membrane un double courant entre les deur liquidesl C'est à ce mélange de deux liguider, s'etfectuant à travors uno nqernbrauo , qu'on donne le nom d'osmose ou d,ialyse ,

l3-

382 NoTroNs suR LES scruNcns puysreuns ET NÀruRELLEs foie et constituent ainsi le système ile laaeine porte (fig. lt),

puis, par les aeines hépatiques el,la aeine cane infërieure, elles versent leur produit dans le cæur.

Les autres canaux sont les

aaisseauæ

chylifères, dont les

extrémités aboutissent à de petit,s cônes faisant saillie à I'intérieurde I'intestin (uillosités inteslinules). Ces vaisseaux, à parois transparentee, absorbent surtout l'émulsioru dos matières

grasses, c'est-à'dire le chyle, ce qui

leur donne un

aspeot

laiteux. Après avoir formê de nombreux ganglions ( ganglions chylifères) disséminés dans les replis du mésentère, ils se réunissent dans un réservoir irrégulier nom4é Nærtoir ile Pecquet, puis par le canal tharuciqun, qui monte à gauche de la colonne vertébrale, versent leur conlenu dans la aeine sous-claaîère gauchc, laquelle, par la aeine caue supérieu,re, le conduit dans I'oreilLette droitc d'u cæur. Tous les produits absorbés dans la digestion sont ainsi versés dans le sang (fig. {2}et assimilés par les organes. 6{.. AnsonprloN cIJTÀNÉr. - Dans les conditions ordinaires, la peau n'absorbe pas. Catte imperméabilitd est due, d'une part à la nature de I'épiderme dont elle est revétue, et d'autre part à la couche huileuse qui Ia recouvre constamment. Cette couche s'oppose à I'absorption cutanée des dissolutions aqueuses, en empéchant l'eau de mouiller la peau; on remarque, en e{Iet, qu'au sortir d'un bain I'eau ruisselle en gouttelettes sur Ie corps.

.

CTRCULÀflOlI

Mais si I'on hictionne la Pern lYeE une conque, celle-ci, traversant l'épiderme, est bientôt absor-

88$ substetrce grassè qusi-

bée par les nombreux sanaur d'absorption contenus dans Ie d,erme; de là I'emploi des Pommades, huiles, onguents médi-

camenteur. Les frictions alcooliques produisent un résultat semblable.

On favorise I'absorption cutanée de certaines substances en enlevant

l'épiderme au moYen

d'un vésicatoire; ces

subs-

tances, appliqnées directement

sur le derme ainsi

dénudé,

sont rapidement absorbées. On se eontente souvent d'introduire sous l'épiderme quelques gouttes d'une dissolution de Ia substance qne I'on veut

faire pénétrer dans le

sang.

nellement, mais bien

à tort

C'est ainsi gu'on emploie jour-

cependant, les piqûres de morphine pour calmerou du moins atténuer la douleur,

,

- l'igure théorique résumant les voies,de I'absorption digestive. rl. g, portion de I'intestin grêle; u. c, vaisseaux ch1'lifères; d. ,' canal thoracique; ?r. s' c. g/' veine sous-clavière gauche; u. s. c, veins Qu'est-ce ([ue Qupsrrorrrvunn. cave supérieurel t.i, veines intestinales; I'absorption ? Qu'est-ce que I'abu.p, veine porte ; u. $. h, veines sus-bépaoorption digestive? Par queis vaistiques ; n. c, 'i, veirre cave inférieure I f, foie. seanx se fait-elle? Quel trajet

-

Fig. {2.

-

suivent les substances

absorbées

d'arriver au cæur? - Quel est I'aspect des vaisseaux cby' lifères? Quel cbemin suit le chyle pour arriver au cæur? - Pourquol lo peut'o* fauo' çaau n'absorbe-t-all'o pas les sol,wtioms a,quewseE? Com'lnefÙt par

les Veines, avant

rtser I absorptia*

cuto'rùée ?

CHAPITRE IY CIRCUTATION

laquelle - La eireulationestune fonctiotlpa,r transporte ù tous Les organes les éléments domt ils ont besoin, et relrrend, en même temps let matério,uæ usés pour leg 09. Définition.

I,e sa,ng

"eieter

à,

ïeætéri'eur.

384 NorroNs Êun

LES scrnNcrg pHtgreurg.ET NÀTURELLBs

I. Le sang. 63. composition du sang. ._ Le sang est le liquide nourricier qui doit distribuer à tous les organes Ies éléments dont ils ont besoin. On adrnet qu'en moyenne le poids du sang est la {.8. partie du poids du corps, ce qui ferait, environ f i A litres de sang en circulation dans I'organisme humain. Lg llng contient des parties solides, les globules, et une p1*le liquide ,,le plasma, dans lequel nagent lés globules. Sur {.0O0 grammes de sang, il y a 350 grammes dà globules et

650 grammes de plasma.

64. Globules. globules sont des corpuscules microsco- Les piques gui fornrent le caillot quand le sang sè coagule. IIs sont -----\\ cons[itués par de I'eau, des albuminoïdes et des sels miné-ly {i; 3_\, raux. On en distingue deux sortes: les globules rauges ou hérnaties, et les globules blancs

ot

l,eucocytes.

Les globules rouges de beau-

Fig. {3'

I,

-

Globules

coup plus nombreur (300 rouges pour { blanc ), ont chez I'homme la forme d'un disque plus épais sur les bords qu'au centre ; il en faudrait ranser {50 à la lile du sang. Ies uns des auties pour en faire

hématieset 2,leucocy!9s du sang Une lOngUeUr ae

{ millim., et en 4' iTiSiii"i;:iTiii:."i:iseau ; empilerïoo .p"* .îïài.* unu cube e n conrienr environ u r363ô]'iJ,tl,ilj['i ;T,i,,î,iTtî;

une nratière spéciale , l,hémoglobine, très riche en fer. L'hémoglobine a la propriété de se combiner avec I'oxygène de I'air pgyT former l'oæyhémoglobi,ne. Cette combinaison est peu stable; aussi- I'oxygène s'en sépare très facilement pour fâire respirer les tissus, tandis que I'hémoglobine retournà aux pouFol-s pour s'oxyder de nouveau. on voit que I'hémoglobine est Ie distributeur de I'oxygène dans tout I'orgànisme. globules blancs.so-nt sphériques et un peu plus gros que -lesL"g globules rouges ; 125 rangés en ligne à'côté les uns des auùres feraient à peu près une longueur de { miilim. Ils ont la propriété d'émettre des prolongemènts et même de perforer les vaisseaur capillaires pour passer dans re milieu interstiel. Lors-

386 CIRCULÀîION qu'ils rencontretrt des bactéries, ils les englobent et finissent

par tes digérer : on voit qu'ils défendent I'organisme contre les

maladies contagieuses. G5. Plasma. _. Le plasma est la partie liquide et incolore du sang. Il contient de I'eau (les' 7/, en poids), de I'albumine ou

sérùm , un peu cle fibrine, des matières grasses , des dérivés azotés tel.s que I'urée et I'acide uriquc, du glucose et des sels minéraux, spécialement le chlorure, le carbonate et le phosphate de sodium. On trouve dans le sang des gaz dissous Les gaz d,u so,ng. et des gaz comhinés.- L'azote est dissous dans le plasma i le g?1

carbonique est combirré avec les carbonates du plasma, qu'il transforme en bicarbonates ; il est plus abondant dans le sang veineux que dans le sang artériel. L'oxygène est presque tout entier combiné à I'hémoglobine; il y en a davantage dans le sang artériel que dans le sang veineux. 66. toagulation du sang. - Le sang' sorti des vaisseaux qui le renfermaient, ne tarde pas à se coaguler. Il se divise alors en deux couches: I'une qui tombe au fond en masse rouge ' renfermant tous les globuies, c'est le caillot I I'autre, qui surnage, jaunâtre et transparente, ctest le sérurn. La ôoagulation du sang est due à la présenoe d'un princip.e parficulier, Ia fibri,ne. Bn effet, quand on bat' avec un petit balai, le sang qui sort d'un vaisseau , la fibrine s'attache aux brindilles de bois, et le sang, ainsi défibriné, ne se coagule plus. Lteau salée retarde la coagulation I c'est pourquoi une blessure saigne plus longtemps dans I'eau dr: mer que dans I'eau douce; le froid et les acides Ia retardent aussi. Au conlraire, le contact de I'oxygène de I'air et certains agents, cornme le perchlorure de fer, I'ac[ivent et arrêtent l'écoulement du sang. C'est pourquoi le perchlorure de fer est employé pour arrêter les hémorragies.

II. Appareil circulatoire. Ltappareil circulatoire compren d le cæur, centre d'impulsion, de circulation, qui sont les artères, les ueines el les aaisseolræ capillaires. musculaire, dela 67. Cæur. - Le eæurlfig.14) est un organe grossèur du poing, qui pèse environ 300grammes; il est enveloppé d'une séreuse ,lepéri'curde, et' logé dans la cage thoracique entie les deur poumoni. Il a la forme d'un cône renversé, placé

et dei-canaur

t86 NorroNs suR LEs scrnxcss pnTsreuns Er NÀTûREtr.Eg un peu à gauche de la ligno médiana, et incliné de droite

gauche et d'arrière on avant.

I

Le cæur est divisé par une clolson longitudinale en deur

: le cæur droit et le cæur gaucl,n. Chaque moitié est elle-même partagée en deux cavités, une oreitlette et un omtrùculel I'oreillette droite communique avec Ie ventricule droit par I'orifice auri,culo-aentriculaire ilroit qui se ferme par moitiés

Fig. {4. - Figure théorique de ia structure du c,æur. 1, oreillette droite;2, ventricule droit;3, oreiliette gauche;

.

4, ventricule gauche;5, veine cave supérieure; 6, veine cave inférieure I ?, artère pulrnonaire droite; 8, anère pulmonaire gauche; 9, veine pulmonaire gauchel i0, veine pulmonaire droite; |1,r 72, artère aofte; 13, valvulo tricuspide; 14, val-

vule mitrale.

la aalaule tricuspid,e, et I'oreillette gauche communique avec le ventricule gauche par I'orifice aurinulo-uentri,culaùre gauche qui se ferme par la oaluule mitrale. Les_ parois inte_rnes des cavités {u cæur sont tapissées par une séreus e, l'endocarde. 68. Artères. - Les artères sont des vaisseaux qui naissent du cæuro reçoivent le sang qui en est erputsé, et par conséquent l'éloignent du cæur. Elles partent d'un ventricule et vont toujours en se subdivisant; leurs parois sont élastiques et con* serrent leur forme cylindrique, même quand elles sont vides.

CINCULÀTION

387

Les grandes artères sont situées dans les parties profondes de

I'organisme. Les principales sont les artères'pulmonaires, qui portent le sang aux poumons;l'urtère aorte, qui commence au ventricule gauche, se recourbe en forme de crosse et va en ligne droite jusqu'au bas des vertèbres. Elle donne naissance à beaucoup dnartères secondaires, dont

les plus importantes sont: les carotides du cou, les sorus-c/audères des ép aules, les { liaques

du

bassin et des jambes (fig. tA). 69. Veinos

.

-

Lesaeiæes sont

des vaisseaur qui aboutissent au cæur et y ramènent le sang. Elles vont toujours en se réunissant et débouchent dans une sont llasques. Les principales veines sont: les neines pulmonaires, Fig. 15. qui ramènent au cæun le sang Vaisseaux sanguins vus au microscopo. purilié dans les poumons; Ia a, artères; o, veines; c, vaisseaux

oreillette; Ieurs parois

capillaires, supérieure et Ia droite; la I'oreillette ueine caue inférteu,re, qui aboutissent à aeine-porte hëpathique, qui réunit les capillaires de lTntestin à ceur du foie. 70. Yaisseaur capillaires. - Les dernières ramifications des artères sont réunies aux premières racines des veines par un système de canaux dont le diamè[re ne dépasse guère celui des globules du sang ifig. {8), et auxquels on a donné le nom

ueine

c&1)e

de ooisseauæ capillaires.

III. Physiologie de la circulatlon. 71. Fonctions du cæur.

Le cæu,r, comme tout organe mus-

culaire, a la propriété de se contracter, eb d'erpulser aiqsi

lo

eang contenu dans ses cavités. On appelle systole $on mouvement de contraction,

et diasfole son mouvement de dilatation. Ces mouYements snaccomplissent alternativement, de sorte que la systole des oreillettes brrespond à la diasbolo des ventricules-

Les rleux oreillettes, ss contractant en mêmetemps, chassent lo rang dans los ventricuics, ct ia cotrLraction de ceur-ci, suc-

388

NoTIoNS suR LES sctgr\cus pHysreulls ET NÀTURELLES

cédant immédiatement à celle des oreillettes, le lance dans les artères. Les valvules mitrale et tricuspide s'opposent à son retour dans les oreillettes, pendant que d'autres valvules placées à la naissance des artères empêchent son retour des artères dans les ventricules (aala. sigmoïd,esj. L'orifice de la veine cave inférieure esL muni d'une valvule @alu. il'Eustachc), {ui empêche le sang de I'oreillette droite de eortir par cette veine. 79. tirculation artérielle. - La principale cause de la circulation du sang dans les artères est le mouvement rythmique du cæur, qui fonctionne comme une pompe aspirante et foulante. Le froid et certaines substances, comme le perchlorure de fer, ont la propriété de provoquer la contrat:tion des parois artê rielles. Le système nerveux peut protluire le même effet, ctest ce qui explique la rougeur de la face sous I'inlluence de l'émo-

tion.

73. Circulation capillaire. - Le sang traverse les capillaires en vertu de I'impulsion qu'il reçoit sans cesse par la circulation

artérielle, impulsion que les physiologistes nomment le ais a tcrgo (poassée par derrière)' 74. Circulation veineuue. Le sang contenu dans les capillaires -passe facilement dans les racines des veines, où la pression est moindre que dans leg capillaires. La circulation veineuse est aidée par le mouvement du cæur, qui aspire constamment le sang cnntenu dans les veines principales, et surtout par les contractions musculaires et los mouvements respiratoires. Des valvules, nombreuses dans les grosses veines des

membres inférieurs, empôchent le retour du sang en arrière (fig. {6). Quand les parois des veines se relâà certains endroits, le sang s'y accumule et occasionne ce qu'on appelle

chent

d,es uartces.

16' valvules des veines' Fis'

75. Mouvementcirculatoiro (fig. {?). - Le sang qui vient des capitlàiies de nutrition arrive dans I'oreillette ilroite, par les aeines caoes inférieure et supéneure; de là il passe dans le aentricule rlrodfo qui

CIRCUL^TION

389

par les o,rtères puhnond,ires le chasse dans les pournonc. Il est ensuite ramené dans I'oredllette guuehe par les oeirtes pulmo-

naires et passe dans le aentricule gauche, Qui, par l'artère aorter le distribue à tout I'organisme.

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Il{ouvement circulatoiro.

Circrafation dn saa$rnoil. . lou€er o

Capillaires tle rutTitionP......... Psumuns

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On appelle petite circulation celle qui se fait du ventricule droit à I'oreillette gauche en passant par les poumons, et grande circulation c,elle qui se fait du ventricule gauche à I'oreillette droite à travers tous les organes" Il faut remarquer que ces deur circulations se font suite I'une à I'autre, et par conséquent le mouvement circulatoire forme un cercle complet, dans lequel le sang noir et le sang rouge ne sont jamais mélangés, Gette sorte d0 circulation est rppelée double et complète.

æ0

NorroNË srrR LES scrrNcps pnysrQuns ET NATURELLEs

76. Systèrne

latoire sanguin,

lymphatique. - A c,ôté de I'appareil circuil existe tout un système de canaux particu-

liers., dont les vaisseaux chylifères font partie, et qu'on appelle le système lymphatique. Les vaisseaux lymphatiques ont des parois minces, transparentes, bosselées. Sur leur trajet, leur enchevêtrement réciproque constitue des amas nommés ganglions lymph.o.ti.ques, d'une structure très compliquée, Ils forment, d'une part, le canal thoraci"que. résultant de la réunion des chylifères et des vaisseaux lymphatiques des membres inférieurs et des partie,s gauches du corps, et, d'autre part,le grand aaisseaw lymphatique droit, qui se jette dans la veine sous-clavière droite. Dans ces vaisseaux circule la lymphe, liquide jaune pâle, composé de globules blancs et de plasma, mais moins riche que le sang en matières albuminoides. La Iymphe, qui provientdu sang, est beaucoup ptus abondante que lui dans le corps, où elle accomplit deur fonctions distinctes : elle reçoit les déchets de la nutril,ion des cellules, tels que l'urée, et ses globules défendent I'organisme contre I'invasion des microbes.

77. Itate. La rate est, un organe spongieux, d'un rouge violacé, ayant -Ia forme d'un croissant, sibué à gauche de I'estômac, et dont le rôle physiologique n'est pas bien déterminé. On la considère comme le foyer de multiplication des globules du sang. Sa suppression ne semble pas amener de changements notables dans l'économie. Lorsque la respiration est très active, la rate se gon{le et gêne la respiration. L'expression c courir comms un dératé ) repose sur une croyance erronée que, dans I'antiquité, les coureurs se la faisaient enlever pour prévenir I'essoufflement. Les anciens ne pouvaient pratiquer cette opération, qui est une cles conquêtes de la chirurgie moderne.

78' Notos physiologiques. *. Lo Ttouls est lo choc intermittent produit contre Ies parois des artères par I'rrrivée rlu sang dans ces vaisseaux à chaque contraction des ventricules. Chez I'homme, le nombre des puisations est d'environ 60 par rninute ; co nombre varie avec l'âge, l'état de santé; il s'accroît par I'exercice r-:usculaire, l'émotion, la lièvre, et dimi rue dans Ia s1'ncope, le sommeil , la diète. La syncope est la perte subite du serrtiment et du mouvement produite par la cessation momentanée ou le ralentissement de la circulation dang le cerveau. Leg causes gui la déterminent agissent donc sur le système circulatoire ou sur le ceryeau (émotions vives, chaleur excessive, fatigue, douleur, hémorragle). Ello est précédée de malaise, de vertige, de baillements, de nausées; la face pâlit, puis eurvieut la perto du sentiment, La première cboso à faire pour dissiper la ryncopo est d'éteudre le malade dang la positirrn horirontale , Ia tôto plus baare quc le corps, eûn de remédier &

dtRct

sgl

LÀTroN

le ruspcnrion ds I'arlvlc du sang danc lo cerv6lu, Ert ert l'cfiot le plut dange. reux de I'anêt du cour. Enguite on dergerre res v0tements of on lui donne dc l'air; on lui projette de I'eau froide à la flgure ou bien on lui falt respirer avoc précaution des odeurs fortes, comnre celle de l'acide acétique. L'hëmonogi.e est l'écoulement du sang produit par la rupture d'un vaisseari I elle peut ètre interne ou externe. Cetle qui provient de la rupturo d'une artère, ce quo I'on reconnait facilernent au jet intermittent qui s'en échappe, ne peut ttre arrêtée que par la ligaturo du vaisseau; en a.ttendant I'arrivée du médecin, il faut à tout prix, ne serait-ce qu'avec lo doigt, opposer un obstacle à l'écoulement du rang. La congestion est I'afflux du sang dans un endroit quelconque ordinairement riche en vaisseaut sanguins. Elle diffère de I'inflammation en ce que I'organe congestionné reste sain ; mais, si elle se prolonge , I'inflammation lui succède (congestion pulmonaire, congestion cérébrale ou coup de sang ). L'anéortsme est la dilatation des pa.roie artérielles due au relâchement de leur tissu ; la rupture en est toujours très grave, I,a, fi,èure est un état particulier caractérisé par une augirnentation de la température du corps et par une accélération du pouls. Si la température s'élève à 40 ou 41 degrés, lo danger est imminentl si elle atteint 43 ou 44 degrés,la vie s'arrète brusquement, La fièvre est ordinairement accompagnée do soif, do sueur, de perte d'appétit et même de délire. L'anëmie est une faiblesse générale do I'organisme occasionnée par Ia diminution de la partie riche du sang, c'est-h-dire des globules. On y remédie par lo grand air, vne bonne alimentation, I'emploi de toniques et do fortillants (vin de quinquina, ferrugineux, etc.). Le lymphattswLe est une allection produite par la prédorninance de la lymphe sur l€ sang dans I'organisme. Elle est caractérisée par la blancheur cireuse de b peau et uno grande tendance des tissus à la erippuration. Son traitement cst rnalogue à celui de I'anémie. QussrIoNNA.IRE.

Qu est-ce gue

la clrculation

?

Parlez-nous de

la composi-

- $orl, les substances qw'll, remfermeit tlon du sang, QweIIes se com- Comment porto le sang sorti dee vaisseaux? A rJuoi est due sa coagulation? euelle dif-

férence y a-t-il entre Ie sérum et le plasrna? Quelle est le structure du ctBur? Queiles sont lec séreuses qui tapissent set parois?- Que sont les artères? les veines? euels sont les yaisseaux qui réunissent les veines aux artères? Quel est le rôle du cæur? Comment fonciionne-t-il? sont les prin- euelles cipales causes de la circulation du sang dans leg artères? dans les veines? Décrivez le trajet du san6ç 1. de I'oreitlette droite auventricule gauche; 2. du ventricule gaucheà I'oreillette droite. .- Quand est-ce que la circulation est dits complète? Qu'est-ce quo la lymphe? - Que Bavez-vous des vaisseaux lymphaiiques? Qu'est-ce que

la rate?

Qw'est-ce quc ta

powkl A quoi est-it, itit,? - Qu,aat-ce qve lhémor.

Qu'est-cc que Ia syncogte? Comment la d,trssipe-t-onl ragicl b aomgestlont b fièore ? l'anémk I

392 NoTroNs sun LaB scrrNqEs

pnysreurs ET NATURELLTs

CHAPITRE

V

RESPIRATION

79. Définition.

La respiration est une

fonction pûr

laquelle l'organisme- échange l'acid,e carbonique contmu

d,ans

l'air atmoqthërique. Tout être vivant rejette clu saz carlrorri,luc e[ absorl-'c dc I'oxygène dans le rnilicu arnbiant I la r+-'spiration est donc une

le sang aeineuæ contre l'oæygène de

fonction commune à tous les êtres organisés.

L'appareil

I. Appareil respiratoire. respiratoire est contenu dans la

cique et comprendles

dcuæ

caaité thorapoumons,la trachëq-artère et les bronches. 80. Cage

thoracique. La - a cage thoracique (fig. {8) la forme d'un oône; elle est

en arrière par la colonne uertébrale, en avant limitée

par le sternum, et latéralepar les L2 paires iln

naent

côtes. Les côtes sont des arcs osseux inclinés d'arrière en

avant, s'articulant avec vertèbres

et

les

nattachées au sternum par des ligaments; des muscles dits intercostau,æ

les unissent entre elles peuvent

les rapprocher

et les

unes des autres.

La base de la cavité thoracique est formée par le dfa-

&-o

Fig. 18.

- Cage thoracigue. c. u, colonne vertébrale; c, côtes; r, sternum; d, diaphragme.

phragme, sorte de dôme qui repose sur le foie et I'estomac, et sépare la cavité thoracique de la cavité abdominale.

RDSPIRÀÎIOII

393

81. Poumons. Les poumons (fig. {g) sont des organes spongieur, d'un -aspect rosé, enoeioplpés d,une sèreuse ùince ettransparente, quolquetrès résistantà, la prèure.Ils sont touJours eractement appliqués contre les parois de la cage thoracique, et leur base repose sur la surface convexe alu aiaphragme, ce qui fait que leur face inférieure est excavée. T'es poumons laissent entre eux un espace libre dans lequel estlogé le_cæur; comme celui-ci est logé un peu à gauche de la Jigne médiane, il s'ensuit que le po,.'Ëon gâuche Ëst moins volumineut que le poumon droit.

89. Trachéo-artére. La trachëe-artère (fig. 1g)

est un conduit membraneux formé d'anneaux car-

tilagineur incomplets

en

amière, qui maintiennent son diamètre constant.

Elle

part du larynx et descend 4 devant l'æsophage; la mu{Jueuse (muqueuse respiratoire) qui la tapisse intérieurement est extrême-

ment irritable.

Au niveau de la partie supérieure des poumons, la trachée se subdivise en Fig. 19. Poumons et bronches. deur branches, qui vont 1, os hyoide; 2,-larynx (appareil vocal); 3, trase ramifier ohacune dans chée-artère ; 4, porrrnon droit; 5, bronchesl un poumon.

6, ramuscules bronchiques.

88. Bronches. (fig. 22), qui sont les ramiû- Les bronches fications de la tra,chée-artère dans les poumons, ont la même structure qu'elle I leurs extrémités sont formées par de petites ampoules , ott aësicules bronchiques, qui leur donnent I'apparence d'une grappe de raisin dont les grains seraient extrêmement nombreux et, très petits.

II. Physiologie de la respiration. 84. Inspiratiou. * L'inspi.ration est I'acte Ttar lequel l,air

atmasphëriqu,e pénètre dans les bronches.

Les poumons ne sont susceptibles par eur-mêmes draucun

891 NorIoNs suR

Er NAîuRELr.Es thoracique seule qui, pouvant aug-

LEs scIENcE$ PHrsIQuEs

mouvement I c'est la cavire menl,er sa capacité, détermine I'introduction de I'air dans les vési' cules brortchiques. En effet, comme les poumons sont toujours

appliqués contre les parois thoraciques, ils suivent celles-ci dans leur mouvement, et

'/ l\I ;l '''l ,t' i,,

I'air, sous I'influencs

I

.1- I

de la pression atmosphérique, pénètre dans ies bronches pour combler le vide qui tend à s'y produire

I

aumomentdelterPan-

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sion.

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L'augmentation de

BI

AI

la respilation. - Théone du mécanisrn'e de À, respiration costale. * c el c', position des côtes ayant et après I'inspiration I d, diaphragme I c, u, colonnê vertébrale. B, respiration diaphragmatique.- il' et d" positions tlu diaphragme avant et après I'inspiration; c. tr, colonne vertébrale.

Irig.

20,

volume de la cavité thoracique peut s'ef-

fectuer soit par

le relèvement des côtes,

ce qui porte

le ster-

num en avant, soit

par la contraction du diaphragme, qui

abaisse sa partie convexe, et entraine la base des poumons dans son mouvement (ûg. 23). Dans le premieicas' la respiration est dite costo'l', car le relèvement ïes côtes est produit par la contraotion des muscles intercostaux; dans Ie second cas, elle est dite iliaphragmatiEte.

85. Expiration. - L'eæpiration est l'eæpulsi,om il'e,Uoir renferrné ilaits les aésicules bronchiqwes pt,r le retour ile la caaité

thoracique à son aolume Primitif " cette expulsion s'effectue par le simple relâchement.des muscles contràptés, le relèvement du diaphragnne' et aus,$i en Yertu de l'élasticité propre du poumon. Il existe d'ailleurs des muscles dits erytùratenrs, qui activent t'expiration dans I'acte de chanter,

jouer des instruments à vent ett. ' g6. Phénomènes chimiques. -. L'air qui pénètre dans les vési. oules bronchiques n'est séparé du sang que par la fi-ne épais. seur de la paroi vésiculaire. c'est à travers cette membrane llue g'effectue l;échange des gaz qui détermine le phénomèno de I'hd-

de

ffiotose, L'orygèÀo de

tàir

passe dans

le sang pendant qu'une

395

RESPINATION

quantité à peu pris équivalt,nte cle gaz carbonique passe dans -'a vésicule bronchique, de sorte quc I'air expiré, moins riche en oxygène, est chargé de gaz carbonique ; on le constate en souffiant dans de I'eau de chaux : le gaz t;arbonique y détermine la fornration de carbonafe

de chaux qui trouble la linrpidité

cle

I'eau (fig'. 21). Le sang qui vient des capillaires rle nutrition est noir ; il devient rouge clans les poumons par cette absorption d'oxygène.

L'azote paraît ne remplir qu'un rôle secondaire dans la respiration; il sert à tempérer I'action trop vive qu'aurait

.

physi
8?, Notes

(iuz.",l'oIinlLl ror*o Oun, fu respiration. .

catlons des bronches, frotte contre les pa(uiù des cânaux en prociulsa,nt uq bruissement particulier qu'on appelle nturmuro vésiculaire. Ce bruit peut ôtrc mocliflé par l'état desbronches, ce qui perinet au médecin d'apprécier l'état du poumon eu appliquant I'oreille contre le dos ou la poitrino du malade; c'est en cela gue consiste I'awscwltattbm. Le ri,re ost une succession de petites expirations interrompues, bruyanbes, raccadées, aecompagaéee d'u! épanouiasement de la face oxprimant la gaiet6. Il ost I'exagération du sourire, dans lequel les phénomènee respiratoires ubnt

lucune part.

Le sowpir est une lougue et profonde inspiration, dont ta cause est souvent morale chez l'homme. On I'observe aussi chez les animaux eupérieurs. r-e bâ'ill'ernpnt èst uB Iong soupir accompagné d'un éeartement convulsif des mâchoires. C'est un signe d'ennui, de malaise, de besoin de sommeii; il est communicatif ot peut êtro produit en vertu de I'instinct d'imitation. L'ëtermuemer+t est une expiration brueque, involontaire, accompagnée de la conhaction des mugcles de la face, dans laguelle I'air eet erpuleé bruyamment par Ie Dez et la bouche. Il est déterminé par I'irritation de la mugueuse des fosses nasalee ou du voile du palais. Le hoquet résulte de la contraction brusquo du diaphragme, coîncidant avec la.fermeture de la glotte. L'émotion ou la surpriso suftit le plus ëouyent pour le faire passer. La towæ est une expiration involontaire sausée par I'irritation de la muqueuse respiratoire. cette irritation peut ètre produite par la présenco de corps étrangerg, mucosités, poussièreBt pal. inflammation de I'organe ou mème par nne action nerveuse. La bromehite eet I'inllammation de la muqueuse des bronches due to plus sou. vent au brusque passage du chaud au froid sans précautions sufûsantes, On donno lonom de rhvme à I'inllamrnation de lamuqu€us€ des voies respiratoires lorsgu'elle eet déterminée par le froid. Le rhume peut occuper les fosseg nasales (coryza ou rhume d,e cerveau,)r lo pharynx (pharyngite), la trachée ou les bronchee lbromeh.ite\. La pnewmonio est uno inflammation spécifique des alvéoles pulmonaires. Ftlo est due ru développement d'un microbe particulier, et débute ordinairement prr nn violent point de côté.

NOTIONS SUR LES SCIENCES PHYSIQUES

396 lra.

phurësic ert unc inflemrnation de

la plèwe

, qui

ET NÀîURELLËS à un épan$c'

don-ne lieu

ment'abondant dc sérosit6 entro Ees deur ieuillets èt rend la respiration doulou-

rsuto.

les :lj'-ph.isie est une affection déterrrinéc par la présence de tubercules dans poo*âo" ; ces tuberculu" r- p*aoi.*t une ingammation du tissu, déterminent la sur leg parois desquelles se développent iuppuratiôn et la forrnatioo'du

""o"*"c d'autres tubercules. poiLes principale8 causes déterminantes cle Ia phtisie sont les afiections de trine négligéis, le8 convalescences mal soignéeÀ, l'insuflirance de lalourriture' I'habitude de vivre Cans un air vici6, de riepirer des poussières-malsainet'lel excès de l,alcoolisme, ot rurtout I'inconduite et I'irrégularité de la vio. 88. Byqlène. - L'air pur est pour

I'organisme

le prerrler

élémenJ de vie et

la santé' s'il est

défavorable à de bien-ètre; tout ce qui ieut l'alt-érer est plus ou moins gurtout Infnancc il,c l,hwniil,itë. _ I]n air trop chargé d'humidité,

également fridl- p""t aétermincr des afrections de pôitrine. Un air trop 'ec est pourquoi il outro mesùre l'évaporation pulmonaire-; c'est

oùi"iifà en exagérant ert utile de mettre un

va"€te

rempli d'eau sur les poèles destinés à chauller ler

rppartements 'inpwenc, en hiver.

de pression favorise les mou-

ile La ytression.. - Une tugment+tion u"*é"t, respiratfires en facilitant le jeu der muscles.

Poussé

à plus d'unl

surdité atmosnhère (gcaphandrier travaillant sous I'eau), elle proùuit une et occasionne des douleurs articulaires ' des #r;;èJ;;;;t{uefôis permanente, ;;ËitrÉ:ùoà ai.inotion do pression amèto rapidement la fatigue; I'abatte*"if qou I'on éprouve quand le baromètrs baisso est drl en partie à la diminution dà la pression atmosphérique' sorteç Matières en susTtensiom dans t'ait. - outre les poussières de toutes quantité des germes animaur nrui sont répaudues-dans I'air, ou y rencontre en pu pas encoro qu'on n'a qui lc vicient. Parmi Ces germes, il en est "=f*lggt""i gui êont connun reulement pir teurs efrets; ce sont les tlofastn'es et leg isoler'et

ri.

cfflu,oes,

'ioutes

do

ces

matières, plus lourdes que I'air, s'accumulent dans les bas-fonds ; dans les lieux bas, surtout lu

là les insouvénients qui résultent du séjour

milieudesgrandesvilles,oùl'airserenouvelledifllcilement. air coniné. _ L'air confiné, cest-à-dire renfermé dans un milieu

où il ne sa pas, ne tarde pas à se vicier. Les^principales oauses d'altération sout diverses résuli"" ot"àrit-i do la respiraiion et des combustions, les émanations ii"fâi-it-nJation, d'à la transpiration, etc.Il est donc très important de renouveler I'air des appartements dans lesguels on séjourne' par la sup Asphyæie. - i'asphyxie est l'état dans lequel est ieté I'organisme p""r.ioi de I'hématoie. n1e peut être _lente ou brusque : dans Ie premier cas, d'oreilles t la olle s,annonce par ctes bâillàments, des vertiges, des tintemeûtsplus ou moins d'un temps. o"rt" au conn*îs""nce; puis la vie s,éteint au bout quelques minutes' ffi;; J;" là second c"s, l" mort -arrive. au. bout de suppression -de I'arrivée de la ôî app"rte asphgæt;a il.mple celle. qui résulto par I'engorgement,.des canaur ael,air'âans les poumons; eile peut êtio produite par la raréfaction de I'air lcroutrt'1, par strangulation, par subrnorsion'

a"oï"*1"

"àri"o" cdmsion aët

ti qu e

l. '--E11"peut égalemeit rÉsultel cle I'introc]trction dans les portntons de gazirrespirantei, .oËnl" I'azote et i'lr-vri|ogène pur. Le gaz carl_roniq"g. qg1 se dégage feràbonclamment des fours à chaùx ei d*. cuves t'enfetmant des liquitles en

( as

o st a

mentation,agitdelamèrnefaçon.Danscecas'c'estuniquementledéfaut

gaz resO;oxygÈ,ne'Iinie qui cause I'asphyxie, et non une propriété délétère des pireJ."car .uu*-"] n'ont par eùx-mêrnes aucune action funeste strr I'organisme'

troNcrroN

b'r.ssrutlAtlox

s9?

-L'asphyæie.toæique 1ésu_ltedo larespiration de gaz délétères ters quel'oxyde de carboner l'acide sul-fhydrique. ces gaz n'agissùt pas seulement àn supprimant l'action-de t'oxygène libre, leur influence s'exerce par absorption: ih pïoduisent un véritable empoisonnement. Les premiers soing à donner en cas d,asphyxie sont les suivants:

I'

Soustrair€ le malade aux causes qui ont àmené I'asphpie;

2' Le débamasser des vêtements gui peuvent gêner li éircuiation et le respiration : ceinture, cravate, jarretières ; .. 3' Exercer-avec précaution sur la poitrine et I'abdonen des pressions altorna.

tives imitant les mouvements do la rispiration ; 4' Réchaulfer le corps par des frictions, sans se décourager de I'insuccès apparent. Qu'est-ce guo la respiration ?

QuEsrroNNArRE.

euels sont les organes qui

- ? euelle est la structure limitent Ia cage thoraciquo ? que la plèvre - eu'æt-ce de la trachée-artère? Comment se terminent leÀ bronches? !u'e^st-c9 qu9 I'inspiration? comment s'effectue-t-elle? eu'est-ce que I'expiration ? modifications éprouve I'air inspiré dans la-respiration t - Quelles - eùet egt le rôle de I'azots ? est ilti lc rnwrmwre oésicwla/,re ? quoi En - a r,eqwoi conEcste la rirc., h sot4tir" bôiltcmenr, l'étcrmuernemt,le hoquct? - ewiilet tlmt ht fittcipahs ofections gui sc ragtportemt à tatrtpareil?esyÉrotoùrc? Fourquoi ttrët-olt ila teau sur tras poêles dastinés à chaifer ks afipartements?est I'ittfl,uemcc d,c rn Tnessiott sur r,o respirition? j'pourqwoilc -.Qu'eltra séjour habituetr d,ans lps bas-fomitrs est-il pernicieuæ? _ eu'est_cc que l,'oir eonftné? - Qu'est-ce q.we Nesphgticr euæ{les ca,uses peuoent tro proir,uîrc? Quiest-ca qua I'asphyæic toæiqucl - eucts sont les fircmiers soins à itronncr cn cæ il'osgthyæi.e?

CIIAPITRE VI 'ISSIMITATION

DËSASSI}ÎILâ,TION CATORIFTCATION SÉCRÉTION ET EXCRÉTION

-

-

-

I. Assimilation. S9. Définitiou. - L'assimitntion est le fonction qui tran^sforme en Ia substance mênxe d,es organes lei étémenti a,pportés par la circulation cette fonction est de toutes la piùs importante, mais son -mécanisme est encore peu connu. voici ce que I'on sait de plus certain : chaque cellule se nourrit elle-

rnême en puisant dans le sang les éléments de sa

vie; les prin-

cipes nécessaires à toutes les cellules sont I'oxygène

ei

les

albuminoides. L'oxygène est indispensable pour opérlr les combustions et entretenir la chaleui vitare; Ies arbuminoldes ne ront pas moins nécessaires, car ils doivent refaire la substance nême des cellules, le protoptlasmo.

s98

NOTTONS SUR LES SCrINCES PHTSIQUES

ET NÀTURELLES

Les cellules qui ont des fonctions spéciales olt besoin d'une nourriture appropriée à leur fin; ainsi les cellules musculairos

absorbent sùitoùt du sucre et des graisses, qui fournissent lur"roop de chaleur, laquelle est transformée èn travail; les

cellules osseuses absorbent surtout des sels minéraur I les cellules nerveuses, des matières azotées. D'autres cellules ne travaillent pas seulement pour ellesmêmes, mais font provision pour tout I'organisme : . ctest la mise en réserve. A.insi le foie emmagasine une partie du sucre amené par Ia veine-porte, le convert,it err glycogène et le restitue au sang quanù il est nécessaire. Les cellules adipeuse.s gardent I'ercis-de graisse jusqu'à ce que 1torganie.me en ait Ëesoin pour produi*iae la chaleur par oxydation. C'est.ainsi que les animaoi hibrrnants, pendant leur période de léthargie ' vivent de la graisse accumulée ant,érieurement'

II. Désasslmilatlon. est une fonctr'on qui' - La d,ë,sassirnÂlation l,organisme les proiluits d,euenus inuttles ou nuisiblea. ies substance* assirnilées qui font partie intégrante des tissus n'y restent pas indé{iniment,; elles subissent de nouvelles combinaisons qui modifienl leur nature; alors, _devenues inutiles ou même nuisibles, elles sont reprises par le torrent circulaioire en échange d'éléments nouveaux, de-sorte qu'il se fait un remplacerneit continuel de cellule à cellule dans tous les

90. Iléfiuition .

#pare

d,e

organes.

La désassimilation résulte d'une suite d'oxydations gui ont pour effet de convertir les substances absorbées en des éléments plus simples, incapables de servir à-l'organisme., f,es principaux lâ désâssimilation sonlL'urée, excrétée par le rei,n I iroduits'de '1" go, carbonique, excrété par les poutnons, et l'eau, excrétée par les glandes sudoriPares.

fll. Catorlllcatlon. 01. DéIinition. * La calorification est une fonction résulte

qui

ile liassimi.lation et, qui produit et entreticnt la chaleur

uitalc. La chaleur du corps est le nésultat de I'assimilation et de la désassimilation, quitoutes deur sont des combustions lentes' i;àiyà"tion des albuminoides produit bien de la chaleur, mais

IONCTION DE

CÀLORI'ICÀTION

SgO

c'ost colle des sucres et des graisses qui en dégage la plus grande quantité. c'est surtout dans les muscles, dânl les n'erfs et dans les glandes que la r:haleur se produit, parce que oes organes sont le siège d'une combustion très active. Température rnoaenne d,u corys hutnaim. - c'est un fait constaté

que la température du corps humain est à peu près fixe à toutes les époques de la vie et sous toutes les latituàe.. Lu moyunne de cette 'température est de 37o ; si elle monte prus haut g,r. 42o ou si elle descend.plus-ba.q.uu91.!40, la mort s'ensuit. La constànce de la temferature vie-nt de l'équilibre qui subsiste entre lss causes de production et celles. de déperdition de la chaleur. Les causes de déperdition sont surtout Ie rayonnement et la transpiration. Lutte contre le froi,d, et contri la, chaleur. doit se - L'homme préserver de I'excès de froid et de I'excès de chaleur pour maintenir sa température moyenne. L'organisme lutte de lui - riême contre le frord- par une respiration -plus intense et une combustion plus vive, conséquence elle-même d'une alimentation plus abondaitel pourquoi on_mange davantage en hiver, c'est pourquoi aussi"'uri les Esquimaux absorbent beaucoup d'huile ei rte graisse. L,enveloppe ertérieure du corps, la couche graisseuse sous-cutànée, forme un écran qui s'oppose à la déperdition de ra chaleur. L'exercice musculaire,

I'usage des fourrures sont des moyens artificiels de lutter contre le froid.

. L'organisTe leur. En

se préserve ausside lui-même contre l,excès de chaété Ia respiration est moins active, on mange beauco,rp T9lor, et la transpiration produit de I'eau gui, en s'évapôrant, refroidit le corps. Les moyens ârtificiels d'éviter-les excès de chaleur sont le repos (sieste) et I'usage des vêtements mauvais conducteurs de la cbaleur extérieure (vêtements blancs et amples). 92. anirnaux à sang chaud ou à tompératuro constante. ces -reste

- que animaux sont ceux dont. la température inva"iaile,luelle soit celle du milieu ambiant : ce sont les Manrmi,fères et ieâ olxeauæ. 14 lranspi.ration cutané,e est chez nous la principare cause qui _ maintient la constance de cette température lorsque des circonstances particulières tendent à la modifier. Àussi tout ce qui peut contribuer à accroltre. la température du corps, chareur extéiieure, travail mus-

culaire violent, détermine la transpiration. Chez les animaur dont la peau est recouverte- de poils qui s,opposent à l'évaporation de la sueur'{chien, Bæuf), ti tranipiratiôn cutanée est remplacée par une plus grande activité'âe Ia transpiration pulmonaire.

93. animaur à saug froid ou à températurs variabre. * ce sont ceur dont la température suit de près les variations du milieu ambiant (Poissons, rnsec_tes, etc.); aussi la vie est d'autant plus active chez ces animaux, que la température extérieure est plus élevée (Lézard,s, Serpents).

S4. Hibernation. - Les animaur

hi,bernants

sont des animaur

400

NorIoNS suR LEs scIENcES PITTsIQUES ET NÀTURELLES

àsangchauddontl'organismenepeutréagircontrefabaissement dans un de la tîmpérature extériËure et qr1i, pendant

qui

engourdissement

Chauue'Souri's)

ressemble

I'hiver, to*be_nt

à un profond sommeil (Marmotte '

'

gS.Estivation.-L'estivationestunengourdisseTgnt'analogue

intertroI iùl""n"tion, qu'éprouvent certains animaux des régions Tanrecl, le (l' J\chtd,né, chaleurs fortes des t'innou"âe pir"i*-r"", 96. Insolation. - L',iræolatioTr provientde I'action directe d'unetsoleil par sur la peau; elle peut occasionner des troubles nerveux' ardent

aér incônvénients graves (méningite, érésipèle, etcJ'

"-ô"-.i"t" "uài" coup de solell esi une simple iiritation de la partie """=àq"""t appelle ,opàrË"i"ii" àà t" p"uo, analogue à ta brùlure au premier degré.

bz. congelation. _La congéIati,on.estune action morbide dufroid ,dures. Les ,"i i., p.tt"ià, nioutrt"r, qui lés rend insensibles, ineftes,plus erposés' naturellement sont nez,y le o"éili*t, pi.ar,-fàr -;ins,les IV. Sécrétion et excrétion' 98. I!éliuition. - La sécrétion erl gëné'ral est une fonctt'on ,épor" ilu sang certat'n's prod'wits spè'cinuæ ut.iles. ou nui' q*i -rtU,t"r.' Lorsqu'eile extrait du sang de-s éléments destinés à fonction physiologique, on I'appelle sécré,tion proune ,r*prir

[ni"t"t

i1ite.

Ex.: laïéàrétioÀ du suc gastrig]e'de.la

salive.

Lor*quu, au contraire, elle élimine-des produits de désassimilation devenus nuisibles, on I'appelle sécrétion eæcrëmentielle

ii

ercretion. Ex.: I'excrétion de I'urée, du gaz carbonique.

glanduLes cellules oir s'effectue la sécrétion sont appelées cellules

Iaires.Crescellulesempruntentausangdesprincipesqu'elleséla. I-es pr-o-

et transforment thacune suivant son activité propr.e' tandis rtuits de la sécrétion proprement dite passent dans I'organisrne, de I'excrétion s-ont rejetés au dehors' qo* ""o* Glandes. _ [Jne gland'e est un orgd'ne qui,, interposé entre 99. lc sang et une cauité, né loirre pd,sse.F dans celle-ci que cet'ta,ins 'àertnîr* d.éterminés'et possàd,e même ta propriétë de rnodilier la com,posàti.on chirni'que de ces éLëme.nts' Au point de vue anatomique, on

;;;"ot

peut subdiviser les glandes en glandes samptes el en glandes contPosées.

Les glandes simples (fig. 23) sont

des organes réduits

à un tube ou

à

une uésicule qui vient s'ouvrir à la surface des membranes pâr un orifice très petit 1 tels sont les follLcules 94s-

simPles - Glandes intestinales ). glanrles

Fig. 23. (

:ri

tri,ques. Les glandes composées sontformées

de glandcs simples. groupées d'une

sÉcRÉrroN Er,

ExcRÉrron

40{

façon particulière. Elles constituent les glandes en, gr@ppes et les

glandes em tubes, Les gland,es en gra,ppes sont de petites vésicules dont les conduits, en se réunissant successivement les uns aux autres, finissent par n'avoir plus qu'un canal sécréteur commun (gla,ndes sari,uaires).îæs gla,nd'es en tubes résultent d'une agglomération de tubes simpies ou ramiflés (rer.n, foi,e). on ne eonnalt rien de positif sur le mécanisme des sécrétions I I'action du système nerveux y joue un très grand rôre; la sécrétion des larmes sous I'influence d'une cause moralè, celle de Iâ sueur sous l,impression de l'épouvante, en sont des exemples. Toute glande, pour remplir sa fonction, doit être en contact avec un grand nombre de-fibres nerveuses quiexcitent son activité, et avec des capillaires sanguins où elle puise res éléments â transformer.

-

{00. Rôle des

glandes.

-

Au point de vue de leur rôle, on dis-

tin_gue les glandes en glaniles

nutrttiaes eL grand,es eæcrétrices.

Les glandes nutritives sont toutes celles annexées à I'appareil digestif.; il faut y ajouter les mamelles qui sécrètent le lait, et la rate qui forqe les globules rouges du sang. Les glandes excrétrices so.nt poumons qui éliminent le gaz cârbonique, les -_

fes

reins qui éliminent I'urine, et les glandes Ëudoriparer qoi etiminent I'eau. Les glandes nutritives et les ,roumons ayant été étudiés précédemrnent, nous ne traiterons ici que des reins et des glandes sudoripares. lOl. Sécrétion de I'urine. Ànatomie de l'appareil urinaire. leins sont deux grosses glandes -en Les forme de haricot. situées dans la cavité abdominale et placées de chaque côté cle la colonne vertéhrale. Le rein est formé : {o d'une couche externe nommée substunce corticale,

renfermant un très grand nombre de corpuscules (glomérules de Malpighi),

çui sont les organes sécréteurs de I'urine I d'une couche interne appelée snà stance tubuleuse, plus rorrge, comprenant un nombre variable de pyramides, 10 à 15, (pyrarnides de Malpiglti), dont les bases adhèrent à la substance corticale et dont les sommets sont [ournés vers le centre d.u rein. Ces deux substances sont constituées par la réunion de petits tubes Fig. 24. urinifères ayant de 3 à 4 dixièmes de - Coupe d'un rein. de diamètre. Chacun de ces millimètre tubes commtlnc€ à un glomérule de Malpighi, se contourne en fonne cl'anse (anse de Henlé) et vient se terminer à une pyramide de t\Ialpighi. 2o

74

r*02 NorIoNg suR LEs

ScIENcEs PHTSIQUES ET NÀTURELLES

Les sommets des pyramides sont terminés par des cavités membraneuses nommées calices, lesquelles, en se réunissant, forment lo bcsûnct. Du bassinet partent les uretères, canaux qui conduisent I'urine dans la oessie, d'ou elle est ensuite expulsée.

tOZ. Physiologie dlc I'appareil urinaire. - Le sang arrive aut reins par l;artère rénale et en sort par la veine rénale, qui se jette dans la veine cave inférieure. L'artère rénale émet une foule d'artérloles dont les ramiffcations aboutissent âux glnmërules d'e MaIplghi.Là, un réseau de capillaires se forme et relie les artères aux -veines. Ces petits vaisseaur entourent les tubes urinifères de toutes parts. Comml I'urine préexiste-dans le sang, elle-passe par osmose des capillaires dans les tubes urinifères, qui la conduisent au bassinet. bn constate que I'urlne existe dans le sang de la manière suivante: on analyse le sangqui entre dans le rein par I'artère rénale, et celui qui en Ëort par li veine rénale. La quantité d'urine est plus grande dans I'artère : donc le rein a extrait l'urine du sang. {O3. Gcmposition de I'urine. - L'uri'n'e cst urù h'qui'd'. e iaunû'tre d,e $1-parti,es d,'eau, d'une petite qua,rùtité d'urée et dia,cidn formé urtque et de

sels m'inérauæ.

Lturée est une matière anatée qui résulte de la transforrnation des o/o de I'urine, mais cette quanmatières albuminoides; elle forme 2,5

beaucoup per une alimentation carnivore. Lorsque "og*.nte abandonnée à elle-mêrne, I'urée se transforme en carbol,urine'est nate d'ammoniaque sous I'action d'un ferment particulier. L'acide urique, moins abondant que I'urée, est aussi un déchet albumineux I

iité

ti,

lorsque I'alimentation est trop riche en albuminoides, I'acide urique, trop abondant, se dépose en cristaux dans les articulations et constitue la maladie appelée goutte. Les sels minéraux de I'urine sont surtout le chlorure et le phosphate de sodium. Si le sucre du sang n'est pas assimilé totalement, I'excès passe dans les urines: c'est le d.iabète sucré1I'albumine se trouve âussi quelquefois dans I'urine (o,lbuminurfe). Ces deux alfecctions indiquent une altération profonde des tissus.

{O&. S6crétion ile la sueur. -

peau. Fig. 9o. La peau renferme deux sortes de - Structure de la 1, épiderme; 9, dorme; 3, tissu con- glandes: les glandes sébacées sécni4, canal exrous-outané; Jonctif tant une matière grasse à la racine créleur de la glande sudoriparol

6,

glando sudoripare.

des poils, et les glandes sudoripares qui sécrètent la sueur. IÆs

glandes sudoripares commencent rlans le tissu sous-cutané et déverlcat

trONCTIONS

DI

- LI f,OI'VEMSNI {03 long de I millimètrres, qui traverse

RBIÂTION

la cueur par un oanrl ercréteur, le derme et l'épiderme. La sueur a presque la même composition que I'urine, et I'on peut dire que les glandes sudoripares complètent I'ercrétion des déchets azotés et notamment de I'urée. Le mélange de la sueur avec le duvet des vêtements est une causs de malpropreté dont on so préserve par deE soins de propreté assidus. QuEsrroNNArRn.

Qu'eet-ce quo I'assimilation ?

Quel est lo rôle rpécial

quoi-résulte la désaesimilation ? du foio ? est produite la cha- De - Par quoidile Ieur animale ? DilTéreac€ entro Is sécrétion propr€mont et I'ercrétion. Dé{inir Iel glandes. Commentprouve-t-on que I'urine existe daus lo eang? En quoi la sueur ressemble-t-ello à I'uriae ? -

CHAPITRE VII FONCT.IONS DE RETATIOIT I,E MOUVEMENT

tO5. Définition. nrouoenlent est Is, facwltë qrre possè(k - àLeson l'animal d,e pouaoir, gré, se d,é.ptacer ou effectuer des changements d,e Ttosition des d,iuerses parties de son corps les unes p&r raptport aua autres. Il a pour orga,nes les os et lq rnusctes.

I. Des os et des artlculations. 106. Détinition. - Lcs os sont dcs carps durs qui formcnt lo charpente du corps da l'homme et des animau,s supérieurE. 107. Structuro. Les os sont formés du périoste, du tissu

- de lamoellc. et quelquefois Le.périolte est uno membrane ûbreuse qui entoure et protège I'os. Elle est essentielle au développement et au renowellement du tissu osseux. Le tisau osseuiE est composé de cellules rarneuses lcorputcules_.osseuæ), empâtées dans une gangue calcaire et dispoiées régulièrement autour de canaux noumiciers qui traversent I'os dans tous les sens (carreuæ de Hauers). liantôt les celrules osseuses forment un tissu très serré et solide, le tissu compaet; tantôt elles laissent entre elles de nombreux interstices et constituent un tissu moins dense, le tæsrz spongieur. Le tissu compact.revêt la.surfaco des os, le tissu spongieur en occupe les osseuæ

partres rnterleures.

{0â NorIoNs suR LEs sclENcES PHYSIQUES

ET NATURELLES

La moelle est une substance rnolle, graisseuse, jaunâtre, qui remplit la cavité centrale de certains os, ainsi que les mailles d$ tissu spongieux.

Iig, 2I).- Coupo longitudinale d'un os. o, canaux médullaires;

Fig. 27.

-

Coope transversale d'un os.

b, tiseu osseux.

108. CompositioD chimique des os. - Au point de vue chimique, les os sont composés : {o D'une partie vivante, I'osséine (r/r environ)' qui se transforme en gélatine par l'ébullition; 2o D'une partie minérale, le phosphate et le carbonate de calcium.

Une solution étendue d'acide chlorhydrique dissout la partie minérale et laisse I'osséine intacte, tandis que Ia calcination à I'air détruit la matière organique et conserve la partie minérale.

109. Formation des os. - Les os passent par trois éta[s : l'état cellulaire, l'état cartilagineux et I'état osseux. L'ossilication des cartilages se fait très lentement, et chez I'homme elle n'est complète (u'à l'âge de 20 ou 25 ans. Àvant cette période, les os sont formés par des pièces osseuses reliées entre elles par des cartilages. Une fois I'ossification achevée, le squelette ne crolt plus : il a acquis sa taille normale, qu'il ne dé-

passera pas. Cependant, même après vingt-cinq ans, les oB âoivent slaccroîtie en épaisseur et s'entretenir. Des erpériences nombreuses, en particulier celles de Flourens, ont montré comment se fait cet accroissemelt. Au-dessous du périoste, il se forme sans cesse de nouvelles couches osseuses, tandis que Ia partie centrale se résorbe et disparaît. La substance osseuse se ienOuvelle donc incessamment de ltextérieur à I'intérieur. Si on

enlève le périoste d'un os, son développement s'arrête aussitôt: c'est donc bien le périoste qui esb Ie générateur du tissu

osseux.

LES

LlO. forme

OS

rles os.

Relativement en os lutgs, en os cou,rts- et en os plats. Les os lorrys se rencontrent surtout dans les membres. La plupart sont creut, et par conséquent présentent les meilleures conditions de légèreté et de solidité I car on sait qu'un cylindre creux

{05 à

leur forme, on divise les os

est toujours plus solide qu'un cylindre plein, de même longueur, formé avec la même quantité de matière. La cavité des os longs (canal médullaire) renferme une

substance grasse , la moella. Les os courts (fig. 28) sont constitués en g_rande partie par du tissu spongieux. On les rencontre le plus souvent réunis

plusieurs ensemble (poi,gnet, uertebrale).

colnmne

Fig. 28. - Vertèbre dorsale. a, co{ps dela vertèbre; D, trou médullaire

; c,

apophyses.

(b: fig. 29) sont formés d'une couche de tissu spongieux comprise entre deux couches de tissu compact I ils ont presqo" toojours des fonctions protectrices à remplir (os- du crû,ne, d,u bassin, om,optate). ' La surface des os présente souvent des Les os plets

lignes-saillantes appelées apophyses, qui sont les points d'attache des muscles.

:lLl. Fracture. - Les os longs sontnatu_ rellement de fracture plts facile que;les autres. Quand la cassure est nette, il suffit de remettre exactement en place les deux fragments de I'os et de les maintenir dans la plui complète immobilité pendant quelque temps. Il se produit alors un travail d'ossification supplémenFig. 29. taire qui a pour elfet de former, âutour de l'endroit fracturé, une sorte de bourrelet os- Articulation de l'épaule. seux (cal prouisoi,re), qui rétablit peu à peu o, clavicule; b, omoplatel c, humérus, la solidité de I'os. un second travail succède alors au premier, dans lequer re bourreret osseux. est rés-or^bé- peu à peu, de sorte qu'au bout d'ui certain temps il serait bien difficile de retrouver I'endro-it où s'est p"oa"it" iu fracture. t{2. articulations. --

articulations I'assemblage

de

-on -appelle plusieurs os. Elles peuvent ètreimmobiles (engrenage ae; osào crane;, m,obilcs (articulation de I'humérus avec le'cuËitusll oi *iil"r,reliétis par du tissu ûbro-cartilagineux (symphyses des "d"tCl""rj. Les articulations mobiles permettent aux os d'exécuter des mouvements étendus mais limités. Elles sont ordinairement formées de surfaces régiproguement concaves et convexes, glissant tes sur les a.utres. Des ligaments maintiennent les piècàs en place "nes et servent à limiter les rnouvements. ræs surfaces en contact sont revêtues d'une

106

NOIIONS SUR LEg

SCTBNCES

pHÏslouEs ET NÀTUn$LLEB

LES

[2

OS

e07

I

pariétaux,

de chaque côté cten haut.

lZtemporaux, ^ TiRANE ( ment.

_

etlaténale-

I L'os frontal, formant le front. I L'occipital en arrière. / 2 malaires ou jugaux, formant les pom-

1ÊTE

/

I

Fecn

mettes.

Marillaires supérieur et inférieur. I Les Z os nasaux ou os du nez. L'os vomer, formant la cloison des naf J

\

rtnes.

_._1119**" 1 7 cervicales : Ia ir" est l,atlas, la 2a l,axis. 1u"1ttey1r.1 | {2 dorsales s'""ti"ui"ni;;;. Ies côtes. 1.;u

vertèb.) ( 14 lombaires, sacrées et coccygi"nrr"r.

{ Vraies côtes : 7 paires reliées directement au sternum. rHoRAx I Fausses côtes : b paires reliées indirec{

I

tement au sternum.

\ Sternum, os en avant de la poitrine,

I

Èl Hl

I

DJ'

o\ u\

tOmoplate, appiiquée contre

Épaure.

J.,li,liTi,'l,T;il'Hî,"."-

sternum' | ,,",. |"JH:':: Cubitus, s'articulant

I

M. supÉnruu*r/

{

Avant-bt"r'

I

avec

nJaÏTïéffou"r,t

tourner autour àu cubitus. Forma de I petits os.

{.

I

JW

f

llain.

EMBRES

Bassin. Cuisse.

M.

TNFÉRIEUR9

Jambe. Cou-de-pied

ou tarse.

hanches.

Fémur : I'os Ie plus long du squelette. Tibia. Péroné.

Rotule : os rond en lvant du genou. Formé d.e ? os.

Métatarse:Sosportant Pied.

chacun un doigt. Doigts ou orteik.

4US Norr{JNs sIJR LES scIDNcEs

PHYsIQUES ET NATURELLES

grande couche cartilagineuse ertrêmement lisse, et glissent avec la.!tg!

,!:=-:.L

{=R .j$ -::

:.. .,r------.---.n*,. =.\iW

facilité les unes

;iâ"ii'iË:: i.r." d'un li' quideonctueux,

ffiffi i//,Wlt!!N W

d'une

"jl:li# 'i[ .,;", ) Y,ji'u,

.*.-

Bt. Fig. 31.

crâne Crâne

inflam-

mation des surfaces articulaires, la tête des ossecarierl'am-

"::,

humain. humain.

vrenl rret;cDiî:i',"ï'*i

nasal (È) ; b, maxillaire supérieur lzli lt ma'xillaire infé- saire'Cetteopéc,'rieur; à,'éccipital; e, tempoial (2) ; f, pariétal l?)i S: frontal' ration peut ceparties mapendant être conjurée par 9ne immobilité complète- des ai**"fuuyer, c'est)à-d]:" Iarles qui permet "ol*'À it" n liautre' La guérison est complète'

j:::j:1"1i

mais I'articulation ne fonctionne plus'

Parfois un faux mouvement' une torsion anormale, une chute, peuvent for-

cer une articulation et tirailler violemment f"t figu*""ts qui la maintiennent ou lesà i"naoi" q"i la font mouvoir I on d.onne

cet accident le nom d'sntorse quand ils'agit de I'articulation du pied, et celui de foulure 'lans le cas général. ll3. Carie. On appelle ca'rie la iles'

Fis. 42. - Figure théorique truction partielle et progressive d'un .os I montrant la disPosition des ri-f" .""i" s'étend à une portion considéséreuses sYnoviales. rable de I'os, elle prend le nom de nécrose' les os de I'enfant tardent ll4. Déviations, gibbosités' - 11Quand suite d'efforts musculaires exaà s'ossifrer, iI peut pu" le'poi'ds même du corps' les os fléchissent et gérés, ou simplem.ni""iiu"t!"u,,1 dàs membres, des déviations de la col.onne hefo**^t'iorr" à", ;;;;L;; affection le nom de ræhitisma' à cette î"tiÀb""f"; àn donne

LES UUSCL!!

II. ff6. Iléfinition. moùnernent

I

409

Des muscles.

Les muscl,es sont lns orga,nes actifs du on en compte enatron 460, et ils forment ce qdan

-

oppnlln Ia chair. Les muscles sont formés de fibres musculnires réunies en faisceaux, et enveloppées d'une membrane celluleuse ,l,aponéurose, qui les isole les unes des autres. Les tbres musculaires sont elles-mêmes composées de filaments très ténus (fibrittes musculaires); elles sont lisses ott. striées. Les muscles sont généralement renflés dans leur partie moyennel'à leurs ertrémités, les aponévros€s se transfoiment en tendnns, cordons fibreur, inertensibles et très résistants. qui les attachent aux os.

ll7. Gontraotion musoulaire. sous I'inlluence de oertains agents, dont le principal est le -système neryeur, les muscles peuvent se contracter, c'est-à-dire rapprocher leurs extrémités. Le mécanisme de la contraction musculaire n'est paË encole bien connu.

nS. 88. - Flerion de I'evant-braa aur le br.cs. ô, musele biceps; h, humérus; c, cubitus; r, radig!.

La contraction des muscles striés dépend ordinairèment

de

la volonté et peut ëlre brusqua, tandis que celle des muscles lisses, soustraite à I'influence de la volonté, est toujoum lenk.

4{0

NoTIoNs suR LEs scIENcEs PHYSIQUES

Et

NATURELLES

Bien que les mouvements du cæur soient indépendants

de

la volonté, cet organe est constitué par des fibres striées dtune

nature particulière. La puissance musculaire dépend du volume du muscle, de l'énergie de la volonté, de la surexcitation du système ner-

veux, etc.

tlB. Action des muscles sur los os. - Les muscles qui meuvent des os sont fixés par une de leurs extrémités à un premier os, et par l'autre à un second osmobile pa-I rapport au premier, de sorle que leur- contraction aura pour effet de déplaler les différentes pièces du squelette les unes par rapport aur autres (lig. 33).

{"19. Muscles antagonistes. - un muscle tl'a d'eiIet que dans sa contraction, et IIe peut par conséquent produire deux tnouvements contraires; il faut pour ôela qu'un second muscle, capable d'agir en

,!/

Fig.34.- Muscles antagonistes (flexion de l'avant-brar)' épaule; a, b, avant'bras; c, articulation du coutlo; E,'e, de I'avant-brasl fléchisseur de extenseur

f,

I'avant - bras.

le mouvement opposé (fig' 3a)-;. ce second l'antagoni,ste du premier, ainsi Ies {Iéchisseurs ont pour antagonistes les ertcnseurs. 1.2O. Station verticale. Marche. - Quand I'homme est irnmobile-dans la station uerticaler la tête repose sur_l'atlas; le poids du par i'intermédiaire de la colonne vertébrale, se transmet au "o"or. au fémur et au tibia, lequel repose sur I'astragale. Des ;;;;il,'puis ,".,,.t", Ln contraction perrnanente maintiennellt immoSilcs les diffé-

gens iuvense, produise

m"r"f" est âif

rentes '-i;; pièces du squelette'

!|"r.r., q;i agissent dans la station verticale sont : le les.muscles fest*i-lnrnbaire,\e taôro-tpinal ou long dorsal, ,ir"r, l. triceps crural, li tibtal gtntër,ieur et le péroni,er antérinur, -D"o'

|l

rn,o,rchc,le centre de gravité du corps est constammeDt

flt

LÊS UUSCLXS

porté cn ayant, et le corps progresse par le mouvement des deur iambes, qui se placent alternativement en avant pour empêcher la chute. Dans cette translation, la jarnbe qui se déplace se {léchit à demt pour se raccourcir et ne pas butter contre Ie sol.

Ftg. 35,

-dePrineipaux la jambe.

Fig.

muscles

I, I'un des jumeaux; 2, jambior antérieur; 3, soléaire; 4, extenseur commun deg orteils; 5, long péronier latéral; 6, péronier antérieur;7, court péronier latéral; 8, tendon d'Achille; 9, liganent annulaire supérieur du tarse.

3ô.-

Principaux muscles du bras. I, deltoide; 2, biceps huméral; 3, long aupinateurl 4, grand palmaire; 5, petit palmaire;

6, fléchisseur superficiel

doigls; 7, cubital

des

ant6-

rieur.

Pendant la marche, le corps, portant successivement sur les deur jambes, prend en outre un mouyernent de balancement à droite et à gauche, ce qui explique I'avantage d'aller au pas quand on marche serré les uns contre les airtres; can le balancement ayant lieu en même temps et du même côté pour chacun, on ne se heurte pas mutuellement. L_es

p-

principaux muscles de la marche sont

bic_9et fémoratr,

(ûS. 35).

le

trie,eps

æural, le

: les muscles fessiers, et la jumeauæ

sol,èaire

ttz

NOTIONS SUR LES SCISNCES PHTSIQUES

Moreurs de ra

rêre.

I iI I I t

Ë;iÏ:irL".

Orbiculaire des paupiérnr. Buccinateur. rl5uccrnateur. petit zvgomatique'. . it"Td.et I Orbiculaire des lèvres ou labial. -Moteur des lewes' Triangulaire et carré du menton. { | Élévateur commun de I'aile du \ nez et de la lèvre suPérieure. {

Appareil de la mastication.

{ Masséter. I Temporal.

f Sacro-lombaire. Colonne vertébrale. ( I,ong dorsal.

ul Èl

hl

I Trapèze.

o UI

p

NÀTURELI'ES

{g;ru$*:*plexus.

apparen de ra vision.l

TÊTE

EI

Région dorsale.

I Grand dorsal. tRhomboide.

Région pectorale.

I Grand dentelé.

TRONC

i Grand pectoral.

E H

p

tM.

inte"costaur.

I Grand oblique. Épaule. 1 Deltoicle.

Cavité abdominale.

È

o a l-a û

-

Petit obliquc.

l Biceps huméral. antérieur, ( Triceps brachial. l Rond Pronateur. I Long suPinateur. Avt-Bras.{ Grand et petit palmaire. I Raaiat externe. \Cubital postérieur. Main. I Inter-osseux, dorsaux, palmaires' ( M. fessiers (grand, moyen' petit)' Cuitse. { Biceps crural ou fémoral' ( TricePs crural.

Bras. i Brachial

Mpurnus

A

supÉnrnuns

MEMBR

I I I Mrunnns I tTibial antérieur. nsrÉnrruns\ \Péronier antérieur' I Jambes' { f,ong et court péronier latéral' I lJumeaux. I t Soléaire. t

QuBstroNx.uRE._-Qu'est-ceuuel^emouvemeut?_D'oùprovientletissu est-il'constitué?-- Qu'est-ce que le périoste?^- Qu'appelle-

""io*ïco*ment Quelle est la composition chimique des os? - comrnent t;aD.;ht'ses? gwérit-om wne fracture? il,iolse-t-on l,es os guamt--i t'*' forrnei - Cornment s-omt il'ues l'es it'éfotmations d'es os? Qrt'cst-ce gu,e l,a carie? - i qwoi -Adl"; U ,i*"to"" d\lne articuiation? - Faites le tableeusynoptique dee or du squeletto.

SYSTÈME NERVEUX

{{3

De quoi sodt formég les muscles? Comment se terminent-tls? - Qu'est-ce çre la contraction musculaire? - De quoi dépend la puissance musculaire? -Qwel's sorùt l,es rnuscles qwi agtssent d,ans l,a sto,tion oertôcal,e? il,ams l,a marchc? ' Feites le tablsau synoptique des principaux muscles.

CHAPITRE VIII STSTÈME NERVEUX

{9f . Définition.

système nerueut est l'ensemble des - ùLe Ia sensibilitë et d,u tnol.u)ement, et qui

orge,nes qui préside

sous sa dépendance les actes de Ia aie orgûni'que cornme Ia d,igestion, la circulation, la sécrë,tion. Il y a deux sortes de systèmes nerveux chez lohomme et les aninaaux supérieurs: le systènr.e cérébro'spinal, q:ui préside aux fonctions de la vie animale : mouvement et sensibilité; et le sys' tème du grd,nd sympathique, qni assure I'exécution des fonctions de la vie végébative : nutrition n circulation, sécrétions.

tient

I. Anatomle du système nerveux. Dans l'étude du système nerYeux' tgq. ÉIéments nerveux. il y a licu de considérer: {o-les cellules nerueu,sest qui, par leur

groupement, constituent les centres nerreux, ctest-à-dire le cerveau, le cerve-

let, la

moelle et les ganglions; 2o les

fibres nerr)euses, qui, réunies, forment les conducteurs nerveux ou les nerfs.

t93. Cellules nerveuses.

-

Les èellules

nerueuses sont composées d'une simple masse protoplasmique sans membrane et pourvue d'un noyau volumineux. Toutes sont munies de prolongements qui mettent les cellules en rapport les unes avec les autres. Les cellules wra euses, réunie s en masses éparses traversées par les fibres,, forment Fig. 3?. ce qu'on appellelasæbstance græe ou cortt- Un nerf et ses ramilications. cale. Onles rencontre dansles centres net'veur, Cest-à-dire dans le cervoau, lamoelle épinièreetles ganglions'

t4'

{ti NorroNs suR LEs scruNcts pnrsl0uns ET NÀTURELLEs ftd. Fibres nsryoussr. - Les fibes nerrlteuaet, pâr leur réu-

nion, constituent les nerfs l elles sont si ténues, qu'il en faut plus t0000 pour former un filet nerveux de { millim. 4e diamètre. Ces fibres se soudent parfois leg unes aux autreg et forment en certainsendroits des næuds enchevêtrés, sans ordre apparontl ce sont des ganglions nerfleuæ. tPS. Composition chimique de la substance nerveuse. - La substance nerveuse renferme environ 87 p.% d'eau; elle contient en outre d,e l'albumi,me, et une matière grasse phosphorée qui, dans les lieux ori sont enfouies des matières animales, donne, par sa décomposition, du phosphure d'hydrogène s'en-

de

flammant spontanément à I'air; telle est la cause des feuæ follets.

II. Système nerverrx cérébro-splnal. Le système nerveux cérébro-spinal, qui préside aux fonctions de la vie de relation, est formé del'encëphale, d,elamoelle épinière et des nerfs. L'encéTthale comprend le cerlealal,le cerl9G. Encéphale.

wlct

eL

la moelle allongëe;

il est contenu tout

entier dans Ia

Fig. 38. -- Coupc tongitudinale du cervcau humaln. 1, moolle alldttgée; 2, prohrbéranceannulairo;3, arbre de vie;4, corpscalleux.

cavité crânienne, et enveloppé rte trois membranes superposées formant lesméninges. Ce gont : la dure-mère, membrane fibreuse nacrée, tapissant la cavité

ténuité a

fait

il'arachnoide, séreuse que son extrême

compârer à une toile d'araignée

; la pb-mère,

sysîÈME

NEnVEUX

4t5

membrane vaeculaire qui recouvre immédiatement I'encéphale. Entre la pie-mère et le feuillet viscéral do I'araehnolde se trouve un liquide, appelé liquide céphalo-rachid,ian, qui baigne

le cerveau et la moelle épinière. La fi.èare cérébrale oa méningdie est une maladie qui

affecte les

méninges, et par suite le cerveaului-même. L'apopleain est produite par la rupture ou I'engorgement tles vaisseaur sanguins du cerveau. {97. Gerveau. .- Le certseau ocrupe la partie antérieure et

supérieure du crâne; un repli longitudinal de la dure-mère (fauæ d,u cer.ueau) le partage en deux moitiés oa hémisphères cérëbrauæ (fig.38)reposant, sur une sorte de plancher,le corXts calleuæ. Sa surface, ondulée, est formée par une couche do substance grise pénétrant irrégulièremont dans le reste de la masse, composée entièrement de substance blanche.

l9B. Cervelot. - Le centelet, situé à la partie inférieure et postérieure du crâne, est placé à cheval sur la moelle allongée. Il est divisé en trois lobes, deur latéraux et un central, plus petit, nommé pertnis, Un cordon de substance blanche (Xtrotubé,ranee annulaire otpont ileVarole), réunissant en avant les deux hémisphères latéraurrforme avec eux une sorte d'anneau entourant com. plètement la moelle allongée. Intériourement,

Ia

substance blanche, pénétrant irréguiièrement dans la substance grise de la périphérie, forme des arborisations visibles sur

B

G

une section dù cervelet (arbre de uiel. {99. Moelle allongée ou bulbo rachiilion. - La moelle allongée se présente sous la forme d'un renflement situé à la partio inférieure du cervelet. Les fibres nerveuses venues de la moelle épinière s'y ontrecroisent avant de pénéFig. 39. trer dans le cerveau. La subSegment de la moelle éplnièro. stance blanche est au dehors et la substanco grise au de- B, rubstance blanche; G, G, substr^ucc griso; P, P, racinee postérieures; A, A, ndans, à ltinverse du cerveau cines antérioureg. et du cerYelet. til0. troelle 6piuiôro" On donne le nom de moelle épi-

-

4{6

NorroNS suR LEs scrgNcns pursrours ET NÀTURELLEs

niére au long cordon nerveux renfermé dans le canal rachidien,

et qui s'étend depuis le bulbe jusqu'au commencement de la région lombaire; il occupe environ les 2f , de la cavité rachi-

dienne. Dans Ia moelle épinière, la substance grise est intérieure et la substance blanche extérielrre, cornme dans la moelle allongée. La moelle est formée de deux parties s;métriques 4eliées

par des

commissures

;

son volume n'est pas uniforme; ello

présente deux renflements appelés renflement cervical et ren-

flement lombaire, d'où naissent

les nerfs des bras et

des

jambes.

l3l. Nerfs. Les nerfs, formés par la réunion des fibres nerveuses, sont- de petits cordons blancs, mous , isolés les uns des autres par une enveloppe celluleuse, le névrilème, qui les rend comparables aux fils électriques isolés. Les nerfs issus du cerveau sont appelés nerfs crd,niens, et ceux qui partent de la moelle épinière nerfs rachid,ietus. Les principaur nerfs crâniens sont d'abord les nerfs olfactif, optique, acoustique, auditif et glosso-pharingien; puis les nerfs moteurs des yeux et de Ia langue, et enfin le nerf pneumo'gastrique, allant aux poumons, au ccÊur et à I'estomac. Les nerfs rachidiens ont chacun deux racines, la racine an[érieure, qui est motrice, et la racine postér;9ure, sensitive. Les deux racines se réunissent en un nerf unique qui, aussitôt sorti de la colonne vertébrale, se ramifie en deux branches, dont I'une va aux organes intérieurs et I'autre aux muscles de la périphérie. On compte douze paires de nerfg crâniens et trente et une pairos de nerfs rachidiens. III. Physlologle du système rrêrveux. 139. Aotes rétloxes.

Nous étudierons le rôle des nerfs, puis

mais il faut d'abord expliquer le celui des centres nerveux; mode suivant lequel s'opèrent les phénomènes Derveux. Un exemple fera saisir le mécanisme. Si on pique le doigt d'une personne, instinctivement elle retire le bras. L'excitation s'est transmise aur centres nerveux par un nerf sensitif ; le centre

nerveux a transformé cette excitation en sensation; immédiatement un ordre a été donné, qui s'est transmis aumuscle par un nerf moteur. Cet acte, appelé acteréfleæer peut aider à comprentlre conrn:enI g'elér]ilt,ent tous les phénomènes nerveux.

417

SYSTÈME NERVEIIX

Ltacte réflere est volontaire quand Itordre de mouvement il est involontaire quand la sensation ntest I allée qu'à la moelle et que I'ordre I est parti aussi de la moelle. Tous

vient du cerveau;

les mouvements exécutés pendant le

sommeil sont des actes réflexes involontaires. L'ordre, parti du centre nerveux, peut se transmettre à un nerf du grand sympathique et provoquer un changement dans la

respiration, la circulation du sang ou les sécrétions. C'est ainsi que

*-. )

s'erpliquent la pâleur du visage, l'éooulement involontaire des larmos, sous le coup d'une émotion, etc.

133. Physiologio des nerfs. Àu point de vue de leur rôle, on distingue les nerfs sensitifs, les

vt

!t

YI Y{

B*

L

t

=l

Fig. 4{. de

À

Figure théoriquo

- des impressions la marche

dans les mouvements réflexes.

nerfs moteurs et les nerfs mixtes. A,

1[,

organe sensitif cerveau

; B,

musclel

2, cellule nerveuso;

; 134. Nerfs sensitils. Les nerfs 3, nerf sensitif; 4, nerf moteur. ættsitifs ne sont aptes -qutà transmettre les sensations : impressions de toucher, de froid, do chaud, eto. Dans ces nerfs, les impressions cheminent des organes deg sensvers les centres nerveux, ctest-à-dire de I'ertérieur vers I'intérieur; on les appelle'pour cette raison nerfs æntrdpètes. Eremple : le nerf optique, qui transmet au corveau les impressions lumineuses regues par l'æil. Cbaque nerf a sa sensibilité spéeiah el na peut être excité que par une seule sorte de phénomènes.

tBS. Nerls Eotsurs. - Les nerfs moteurs sont ceux qui déterminent la contraction des muscles. Dans ces nerfs, I'action nerveuse chemine des centres nerveux vers les muscles qui doivent agir, c'est-à-dire de I'intérieur vers I'extérieur I on les appelle pour cette raison nerfs centrifuges. Eremple: le nerf qui fait mouvoir la langue.

{36. Nerfs mixtos.

Les nerfs miætes sont à la fois sensitifs

êt moteurs. Tous les -nerfs rachidiens sont dans ce cas : leur racine antérieure est motrice, et, si on Ia coupe, le mouvement devient impossible; la racine postérieure est sensitive, et si on vient à la couperr l'aninal continue à se mouvoir, mais no rent plus rieu.

418 NorIoNs suR LEs ScIENCES

PHYSIQUES

ET NATURELLES

Les nerfs n'agissent que s'ils sont excités, et ils peuvent l'être par I'action des centres netveux' par les impressions venues du àehors. comme la lumière, le sotl, ou les courants électriques incluiis, L'cxcibirbilité cles trerfs est al,ténuée ou même anéantie par cerLaius itgctrLs tcls tlLLc l'éLher cl ie uhlc;r.ofot'rne.

t37. Physiologie

deg centrss nerven:x.

dc

- Q lAte -lamoelle substance blanche extérieure, la moelle jôue un rôle conducteur. Elle transporte aux centres nerveux ies impressions venues du dehors et transmet dans ltorganisme les ordres partis du cerveau. Par sa substance grise intérieure, la moelle eËt le centre nerveul des acfes réfleæes inconsei'ents: si I'on pique une personne endormie, elle retire le membre piqué raor que le cerveau ait_p.art à cet acte : c'est la substance iri*e a" la moelle qui a reçu ltimpression et transmis I'ordre de cpinière.

pui sa

mouvement.

Rôte d,u bulbe rachid,icn. - Le bulbe rachidien est une très importante de I'encéphale: car en un de ses points, âppàfg nàuil oitot p.t Flourens, Ie nerf pneumo-gast'riqû* p'rônd son origine. Comme ce nerf commande leg mouvementg

b)

p.tiir

àu r*or et des poumons; toute section ou piqtre faito en cette région amène la mort par ltarrêt de 1a re_spira_tion. Leg cordons-de la moelle épinière se croisent dans Ie bulbe avant d'entrer dans Ie cerveau; il en résulte que I'apoplexie cérébrale

du côté droit amène la paralysie du côté gauche du corps, excepté pour le visage, dont les nerfs partent directement, du cerveau. ' cl Rôln du censelnt. Les fonctions du cervelet sont peu est la coorcoono.*; le seul rôle bien spécial -après qu'on lui sache son ablation, I'intelligence dination des mouvements;

tàrtrintu.te, mais les mouvements deviennent désordonnés ou sont abolis. d) nôIe d,u centeau. - La substance blancho et intérieure dU ôerveau est conductrice et met la substanco grise en rapport avec ta Inoelle épinière et les nerfg. La substanco grise de la oétiohétit est le centre nerveux des actes connus et volonDee [ri"ir; elle est I'organe de t'intelligence et de la volont6. qo" toute prouYt ont autopsies, des nombr;uses, erpéri'encee altération des facultés intellectuelles résulLe d'une lésion du cerveau. on est même arrivé à constater que certains actes de I'i4telligence semblent avoir pour organos certâines circonvolutions àur ié*irphères cérébraux. Ces observations ne- prouvent pas'

le'disent les matérialistes, guo la pensée Boit un promais seuleuaent que , dans l'état actuel, notre àoit "e*eUral,

.ô**u

BrsrÈtrt NEnTtrÊ fiS unie au corpt. ne penser sans lo cerîeau, comme ellc 9: .peut ne peut voir ou entendre sans l'æil ou lroreille. _

l3B. Système.trerveux ganglionnaire ou du graud sympa_ - c'est à cause de*ses- fonctions iro, ,pËri-res que le

tbigue.

système_du grand sympathique est étudié à pas isolé du système céré-brô-spinal :-en réaritg,

fuf;;;is il n,est t.r-àr"x

sys-

tèmes n'en font qu'ul: Le grand sympathiquo se compose do deux charnes de ganglions c"ituées *yoiet.iq,;u*ô"t-àL chaque côté de Ia colonne vertébrare, et reliés res uns aur autres par des nerfs. 9ltqlg. gangiion est rattaché à la moeile épinière par des nerfs, et il envoie des ramifications nerveuses rlans viscères: le système sympathique est donc en relation,resd,une part avec les centres nexveux, et d'autre part avec les viscères. Les nerfs du sympathique conduisent ùs ordres de mouvement venus des centres nerveuxet destinés à. réguraris*.l" .i..oration et les sécrétions: ainsi ils agisseni sur reîparois àà*-ori*ruro, pour les dilater ou les compirimer c'est poir.qroi I oo f., appelle nerfs vaso-moteurs; de même iis font' ouri*. res sécrér,ions glandulaires suivanl les besoins de I'organi*.*. rrlri* les nerfs du sympathique ne dépenden[ pas de la volonté. {39..Remarqu9s physiologiques. qu,un neû. est paratysë -On dit quand il ne fonctionne-prus,-c'àst-à-dir. qouià ir *"auit pîus _

I'action nerveuse. "" Nous rapportons instinctivernent Ies sensations aux extrémités des nerfs .par lesquels ces sensations nous arrivent; àu r,l iiilusion des amlutés, qui souvent croient soulfrir cruelrement a"", a"" membres qu'ils n'ont plus. certaines sensations sont parfaitement locarisées, comrne ceile d'une brùlure, d'une piqrire a'aut"es -"ont vagues, mal définies, et paraissent affecter le système inerveur tout entier, comme la joie, la tristesse, Ie rnalaise_quï précède Ia syncope, etc. on appelle nerfs dè seîrsioitite spiciar,à céui f"i ne peuvent transmettre qu'une seure espèce rrrmprèssion, commê Ie nôrf acoustique, le nerf optique-; une lêsion afrectnt cls-ne"ts ,e i"aauit p"-" a", tir,tements d'oreilles, des ébrouissements, etc. c'est;i;;i i; vurgairement nous disons qu'un coup viorent sur |ceil nous fait r voir

hente-six chandelles >. La distinction des nerfs, en nerfs rnoteurs et sensitifs, explique res phénomèncs Httnrgi.ques, et fait .orpo"a"* ;;;;i iT irraiuiao peut fort bien avoir èons-cience de ce'qui se passe autour de rui, bien q''il soit dans l'impossibilité absorue de produir* uo"or, -oovement; il sutHt mre les nerfs moùeurs soient PvsrÈ sl*urr rrqYYçJ r"appa. de para-

lysie.

on

appelle dnesth&ie ra privation complète ou ineomprète de rr

420 NorIoNs sun LEs sclnNcts

PHTsIQUES ET NÀTunELLEs

sensibilité; elle résulte de I'emploi de certaines substances (unasthë' le chloroforme. On leg ,liiol, dânt les principales sànt l'éther et d'ouleur, dans Ie cas de en intrâtatiorrt poo" supprimer la "AminiJtte certaines opérations chirurgicales.

centres ou Les mu,rcotriques sont des substances qui agissent sur les notableIes conductuo", ,r..r'"ox,, de maniOre ar àtrotii ou à diminuer ,*rrit", fonctions du syÉtème nerveutr. L'opium tient le premier rang

;;;i tr; ;arcotiques.

Leur abus peut arôir de très graves inconvé-

nients.

Èn général,lorsqu'un point de I'axe nerveux est soumis â un travail points tendent à I'inaction. Ainsi une tension consid-érabl", te, "ol""r n la digestion; aussi I'hygiène prescrit de ercessive du cerveau -cerveau "oit tout de suite

trop fatigant se livrer à un travail de repas. Le ctragrin qui surmène le cerveau s'accompagne d'un "prô,l*., brisement des membr"Ë. l"i syncopes, les vertiges résultent souvent d'un arrê|. de la circulation des capillaires du cerveau'

;il;

quels éléments se Qu'est-ce que le système nerveux? - De de la substance.nerveuse? subdivise-t-on - Comment rôle du cervelet? Quel est le rôle de la moelle? - Quel est le grise ? la substanco de ? finction a" fu tol.tnnce blanche du terveau

QunsrroNN.lrnn.

-

.oipor"+-iii - eueuà est h càmposition chimique sont lôs fonctions des liùres nerveuses?

-res ô;;1"" ierr;t _ bîJË*.tf*

QuelsorganescomprendlesystèmenerverD(cérébro.spinal?._Décrivez|,eî.

grand sympa,oirr"ru,-iu"""rvelet,^ ta moerte -epinière. -.De quoi est formé. le tniluet'- euel est son rôle daïs forganismei - Est-il séparé du système cérébro - sPinal ?

auorna

ail-o* qwwn ncrf est paratysë? - Comment peut'om t - Qu' o"ppell'c' t - o* erÙas thé e ?

tot- p i,enomarcs Uî har g tqut i

cæpl'{qut

sù

CHAPITRE IX I,A

VTIE

*

La aue e|t le sens quinous fait connal'tre, la lumière,la couleur, lg,forry9,la grande par Vintet'méd,iai're 'àeur relatiae et le rnou,aenllent iles corps. L'æil est ltorgane de la vue. f 40.

Définition.

I. APPareil de la vision' ,|,4|.Compositioû.-L'appareildelavisioncompretrdl'ædl' le nerf optîque et quelques organes annexes' Le globe de l'æil $g.a2)est.sphérique-etformé.detroisenveloppesconceni.iî"ut'qui soït, dË dehors en dedans,la cornée' la choroid'e alla rétine.

LÀ VUE

La cornée donne à l'æil

sa forme

{,91

et sa solidité; elle com-

prend deur parties qui se complètent mutuellement; ce sont : lo la cornëe opd,que ou sclérotique, membrane fibreuse, blanche, résistante 1 c'est le blanc de l'æil; 2o la cornée transparente I elle forme la partie antérieure de l'æil et oontinue la cornée opaque, dans laquelle elle stenchâsse comme un verre de montre dans sa monture.

Fig.

42.

-

Globe de l'æil.

1, sclérotique; 2, choroïde;3, rétine;4, nerf optique;5, humeur vitréa; 6, chambre postérieure; 7, cha.mbre antérieure; 8, cornée transparenùe;

I, pupille;

10, cristaltin.

La choroîile esI une membrane vasculaire,

ordinairement

colorée en noir par un pigment; elle est appliquée contre la cornée opaque, et se complète en avant par un disque, Itirzs, situé en arrière de la cornée transparente et percé au centre d'une ouverture circulaire, lapupille. Des {ibres contractiles permettent à I'iris de diminuer ou d'augmenter le diamètre de la pupille. La rétine est une fine membrane de tissu nerveux, appliquée contre la choroïde, et forméepar l'épanouissementdunerf optique.

I49. Milieux transparents. Les milieux transparents de ltæil sont le cri,stallin,l'humeur- o,queu,se et l,humeur û,trëe. Le erintalli,n est une sorte de lentille bi-convexe placée derrière la pupille. Lthumeur a,queuse,liquide analogue à I'eau, remplit I'espaeæ compris entre la cornée transparente et le cristallin. Cet espace est partagé par I'iris en deux compartiments communiquant par la pupille : la chambre postërî,eure entre I'iris et le cristallin, eI la chambre antérieure entre I'iris et la cornée transparente. L'humeur uitrée, masse diaphane comparable au blanc d'æuf cru, remplit toute la partie limitée par la cornée opaque et le cristallin. Elle est entourée d'une fine membrane transparente ,la membrane hyaloiile.

lût ilofloNs guR f,Es sclsNcas Pnrslcurs E? NÀTuR"Er.r.Ëg t&8. 0rgrncr protcctouu. - Votbiu (fiS. {8) est unc cavité

.!!!Guser conoîde, dont le globe de I'csil occupe la partie évaséel le reate contient les muscles qui

meuvent les yeur (1 droits et 2 obliques), des vaisseaur sanguins, le

nerf optique, et

une eouche épaisse de tissu

7-

I

cellulaire sur laquelle le globe de l'æil roule ,, -- comme sur un coussrn.

6 9d0'

Les sourcils forment

, une ligne de poils om-

LI,

brageant la partie frontale, et dirigds en dehors de manière à dê tourner la sueur qui pourrait couler du front

t2; 3,I4

dans les yeux.

Les paupi,ères sont des voiles rnobiles des' Organes protecteurs et muselcs moteurs du globe de I'qiil. ûtuse.le droit supérieur; 2, muscle. interne; 3, muscle droit inférieur; 4, muselo droit externe coupé; 5, muscle petit oblique; 6, musclo grand ob.lique; 7, aourcils; 8, muse,les élévateurs de ld paupière supérieure; 9, conjonctive; {0, paupièro supérieure; fZ, paupière inférieure; rl3, sinus maxili{, "il"; 14, nerf optique; {5, sinus hontal' laire;

Fig. 43.

l,

-

tinés à étendre les larmes sur Ia surf'ace libre de l'æil ; elles sont bor-

dées d'une ligne de poils, les cils, et tapissées par

une muqueuse, la cotjorætiue. Les cils ont

pour fonction de mettre le globe de l'æil à I'abri des petits corps étrangers qui llottent dans I'air et qui pourraient s'introduire sous les paupières.

lrr/r,. Appareil lacr;mal'

-Les

larmes sont lirttrnilsparles glandes

bite et à la parli,'supérieure de I'angle externe des paupières; elles sont destinées à maintenir constamment hurnide la partie apparente de l'æil. Ordinairement les larmes suivent le b,rmier, pe' tite dépression que I'on remarque sur le bord de la paupièrc, et s'écoulent par les conduits lonrym,a.un et le soc lacry' le cana'I rwal.lout près de Fig. 44. - APPareil lacrymal.la- mol dans I'orifrce du canal d'écoulement (paints l, glande lacrymale; 2, Points crymaux;

3,

caronculo lacrY-

malel 4, condults lacramaux; 5, rac lac4gmal;6, eanalnasal'

l,anrymauæ), on remarque nn petit amae

glanduleur de couleur rose I c'est la ea' rmrcule.

{13

LA VUI

La sécrétion des larmes peut être ercitée outre mesure per certaines substances agissant, soit directement sur les yeux ( oignons ), soit sur I'organe du goùt (moutarde), ou par une cause tout à fait morale: chagrin, douleur, etc.

II. Physiologie de Ia vlsion. {45. tarohe des rayons lumineux. rayons - Une partiesedes lumineux qui tombent sur la cornée transparente rélléchit, mais I'autre partie pénètre dans l'æil1 la convexité de la cornée et I'humeur aqueuse qui occupe la chambre antérieure disposent ces rayons à converger vers le cristallin, qui, agissant à la manière des lentilles bi-convexes, forme en amière une image renversée de I'objet (Physique, no 341). 146. Conilitions do nstteté de la vision. - Ces oonditions sont les suivantes : lo L'image de I'objet d,oit se former eæactemutt sur la rëtine, c'est-à-dire à une distance invariable du cristallin. Cette condition est remplie par la faculté que possède le cristallin de modilier sa courbure, de telle sorte que I'image soit amenée sur la rétine; il s'apiatit pour les objets éloignés et s'anondit pour les objets rapprochés. __Cette propriété particulière de l'æil de pouvoir s'adapter à diflérentes distances est appelé Ttouooir d,,accommod,atioi. ilvidemment l'æil ne peut être accommodé en même temps par deux distances différentes. 2o Il doit pténétrer d,ant l'æil une quantité conuenable d,c lumière. Trop de lumière rend la vue douloureuse, trop peu la rend confuse. C'est I'iris qui, par ses contractions, agianait ou. rétrécit la pupille et règle ainsi la quantité de lumiére gui doit pénélrer dans l'æil. 3o Les ravons lwmineuæ d,oiaent pénétrer d,ans I'æil suiuant Ia

--,---\

d,irection des

q,æes

ai-

I aussi les mouyements de la têbe, aurquels s'ajoute I'action suels

il

des muscles de llæil. (Eil myope. Fig. 45. tendent-ils à orienter c, images dee objets dans le cae ordlnalre; a., cet organe d'une ma- irnages des objets eprès I'lntèrposition d'une nière convenable.

lentille bl-concave.

l{?. La nyopie, - La myogsie résuite

de

la trop grande

124 NorIoNs sun LEs scIENcEs Pllvslours ET NATURELLES converité du cristallin, ce qui fait que les images se forment

ordinairement en avant de la rétine (fig. 45). Le myope est donc obligé, pour voir distinctement, de rapprocher les objets de ses yeux jusqu'à ce que leur image se iorme à ta distance voulue. On remédie à la myopiepar I'emploi de verres concaves; elle s'atténue souvent avec l'âge, car les sécrétions diminuant peu à peu,le cristallin lui-même perd un peu de sa convexité.

l,[8. La preebytio.

-

La presbytr,c est causée par

le

troP

grand aplatissement ducristallin. Lesima-

.b

gesseformant audelà delarétine (fig. 46),le presbyte est doncobli'

gé d'éloigner les obles voir distinctement.On reméFig. 46. - CEil presbyte. images des objets dans le cas ordinaire; c', imagor die à Cette affeCtiOn o,'aes

jets pour

ôulets apies tinterpoeition d'uno lentillo

bi- par Inemploi de lunet-

convexe.

tes àverreË convexes.

La presbytie s'accentue avec l'âge, pour la même raison qui

tend à faire disparaitre la myopie; aussi presque tous les vieillards sont presbytes. 149. Prinoipales affectiong. - On appelle laiæ des, taches blanches produiteJ par des granulations opaques qui se forment dans l'épaisseur de la ôornée transparente, et proviennent presque toujours de cicatrices résultant d'ulcérations lentement guéries. Le catarocte est une maladie causée par I'opacité du cristallin ou de son enveloppe. -sous le nom d'ctncrnocc lt diminution ou la perte de le On désigne vue déterminde par la paralysie du nerf optique. Le strabx$nc ést une disposition vicieuse du globe de l'æil détruisant Ia convergence normale des deur ares visuels (yeur louches). Le d,altonisrne est une affection singulière qui rend incapable de juger des couleurs, ou du moins de distinguer certaines souleurs. Dalton en était affecté, et I'a minutieuse,rnent décrite. Les personnes atteintes de daltonisme distinguent très bien les contours des objets, les parties claires ou obscures, mais non les teintes; le rouge, pàr erernple,leur semble uert. t Pour ces personnes, a dit ' Arago, les cerises ne sont jamais mùres.

)

Qunsrrolfi.lrrnE. - Qu'est-ce que la vue? - Que comprend I'appareil de lr sont les milieul transparents qu'll vlsion? - Décrivea le globe de l'æil. Quele renlerme? - OuÛe lc glnbe ùe l,'uil, quc contàent l"orbite? - A quoi lfrËetrl qui ht topittcl - QuçLt wm( lct las paugtièrcs? - Quell,c ast Ia mwlveute ergcnec gwi aonstitwcnt tr'aûpar.il lqeryna$

L'ouiE

425

Quelle marche suivent les ray-ons lumineux gui pénètrent dans l,æil ? _ ewettpt nctteté ita ta,visi.om, ei commemt sont-eues retngtt;ies par Yr^.!:-t:?ù:!i?:t,,q" .es organes d,c l'æil? quof, résultent La myotrtl,e et lû, -_De samt ks primcr,ytaresâf,ecttons trresbyti.e? Commemt u.reméd'ie-t-on? {wi peïnent attÇrnir,rc - Qweiles I o,ppareàl il,c h, tstsion ?

CHAPITRE X t.OTIiE

-

I,'ODORAT

_

I,E GOÛT _ LE TOUCHER

I. L'ouÏe. tbrO. I)éfinition. L,ouie est Ie sens cyui nous donne connaitsance d,es bruits et- d.es sons qui se prod,uisent autour de nous, L'oreille est I'organe

de I'ouïe; elle comprend trois parties: l' oreille eæternn, l, o,

reille rnoyenne

et I'o-

r eille i,nterne (frg.a1

).

l5l. L'oreille erterne.

-L'oreilleenterneesl,formée: {odu 7t

ot:illon, partie carti-

lagineuse particulière

à

certaines

animales

espèces

;2o du

con-

duit auditif, canal

oblique creusé dans l'épaisseur de I'os temporal.

159. L'oreille moyenne. -L'oreille rnoyenne est séparée de I'oreille externe par le tympan, fine membrane tendue obliquemont en travors du conduit auditif; quatre petita osselets;

I

Et NÂTURELLES lemorteau,, lrcnclume, Itol lenticutairc et l'étricr ({ig. 48)' disposés en arc' forment une châîne qui va de la membrane du tympan à ta Paroi de I'oreille

,126

NOIrONS SUR LES SCTENCES PHYSIQUES

interne.

L'oreille moyenne est remPlie d'air et communique avec le Pharynx par la tromPe d"Eustache, ce qui fait que les deux faces d.e

la membrane du tYmPan sont

toujours soumises

à la

même

pression atmosPhérique.

'

Fig. 48. - La chaine La libre commùnicatiôn de I'oreille des osselets ds I'audition. avec le PharYnx Pegt êtr-e moyenne lenos c, malteaul b, enclumel c, sufmise en'évidence' faciiement étrier' ticulaire ; d, de un

fit.

salive en se bouchant les narines.

en effet,

ffivaler

Le contre-coup que I'on

Il

Peu

ressent

a""r t". oreilles provient de I'air qui,

se trouvant cnmprimé dans le pharynx au moment de la déglutition, ne, qeut s'échapper par les for'ra. nasales et s'introduit, par la trompe d'Bustache, dans I'oreille moyenne.

ls:t. L,oreille interne. - T,'oreille intertte est séparée de I'oreille moyenne par deux fenêtres : la fenêtre oaale, e,ontre fev iaquette s'applique le pied de- l'êtrier, et la fenêtre._rond,e, cavité oestibule, le comprend Elle membrane. une par mée débouoooiaà placée derrière la fenêtre ovale, et dans laquelle atrot les trois c4nau,æ semi-circulai,res el,le limaçon. Le limaspirale comme la ço" e.r un long tube conoTde, contourné en coquille de I'escargot.

i'oreille interné est remplie d'un liquide particulier danr lequel llottent les dernières ràmifications du nerf acoustique. {s4. Mécanisme de I'audition. - Les ondes sonores recueillies par le pavillon sont concentrées dans le conduit auditif et liri*é;r vers la membrane du tympan, qu'elles font vibrerdeà leur"unisson. Ces vibrations, transmises par I'intermédiaire ia chalne des osselets, ébranlent le liquide de I'oreille interne' et les ûbrilles nerneu.e*. ainsi excil,ées, donnent la sensation du son. surditipeut provenir de l'épaississement de I'ankylose de la chalne des osselets, de I'oreille interne. Sa cause la .ottfo.*"tiond" vice d'un rt"*à"t de la trompe d'Eustaehe. Le I'oblitération dans est nluc fréquente il;;;;Ër d" t'"i" dans I'oreille moyenne est, en el1et, une condition 1,55. La surtiit6.

-La hïembrane du tympan, de

L'oDoRAT *27 - LE eoul ersentielle à la finesse de I'ouïe1 aussi n'est-il pas rare d'ouvrir la bouche quand on désire-entendre parfaitement, àt ae se ro"prena"o à écouter ainsi bouche béante. Quand la surdité est une infirmité de naissance, il est évident que I'enfa.t, pas, ne peut apprendre e parter ; it sourd''e'terldant nruet. "*""

XI. L,odorat et te gorlt. 156. Définition. ti.on d,es od,eurs.

-

L,od,o,st est le

serus

qui

nous

d,omme

l,a senso.

{57. Les odsurs, que les odeurs sont produites - On admet par des pârticules extrêrnement ténues, qoi *'é"hupp""t a"r càrps odorants et se répandent dans I'atmosphère ce qui'll p*oou", c'ôst que ; les corps sont d'autant plus odoran'ts qu'ils sont prus votatiis, et que les causes qui fàvorise't leur voratilisatiôn augmentent lèur 1"llT.: odeur.

Fig. 49.

- Appareil de I'odorat. 2, sinue frontal; B, sinus ephéuoidel; ô, b, 8, cornets supérieur, moyen, inférieur; z, ouverture de la troftpe *uo"t"cuo i

É, nerf olfactif et ses ramitications;

8'

voûte du

palais;9' pl'utY*',

n.,,,. 1..,r,,*rl#)^,r, "12. (ns. 4e) comprend le nez, saillie ertérieure formant les /osses nasaieî, tapisséei par le rrùuqueuse pituitaire, qui plesente plusieurs replis , ei dans I épais-

tb8..Âppare' orra*if.

iÏ;;ip#ii"liii-ti

{98 NorIoNs suR

LEs scIENcEs PHYSIQUES ET

NÀTURET,LES

seur de laquelle se ramifi.e le nerf olfadtf . Les particules amenées pàr les odeurs.

odorantes'

I'air au contact de ces filets nerveux, nous font percevoir

La finesse de I'odorat est favorisée par l'étendue de la muqueuse I aussi, chez les animaur qui ont ce sens très développé, le Chien, par exemple, cette muqueuse-forme un très grand nombre de replis (ui en augmentent considérablement la surface. des fosses nasales

|

,1.59. Substances sapitles..- Le goûr,t nous donne la notion des saveurs. Pour qu,une sirbstance soit sapid,e, il faut qu'elle soit liquide ou soluble dans les liquides de la bouche.

t6O. Organe du goût. - L'orgame d,u goût.est la- langue (fig. 50); elle est forrnee de fibres musculaires entre-croisées dans tous les sens, qui lui donnent une ertrême mobilité. Sa surface est couverte de

. n,

50.-

La langue, organe du gotlt' Fig. muscles de la langue; p , papilles Iiliformes; p" papilles fongiforrnes nerf lingual; 2, nerf glosso-pharyngien' e, épiglotte.

i,

;

papilles, dans Iesquelles aboutissent les nerfs du goùt. ces papilles '.o"t pt"é nombreuses à la base de Ia langue I chez certains animaux, elles sont recouvertes d'un étui corné qui la rend très rugueuse. La mastication vient en aide à la perception des saveurs, en contri'

buant à Ia dissolution des matières solides dans les Iiquides buccaur. L'odorat la favorise singulièrement I aussi, quand celui-ci est atténué, oomme dans le cas du rhume de cerveau, Ie sens du goùt est beaucoup moins développé. La Provide-nce a placé les organes du goùt à I'entrée des voies digestives, comme côux de I'odorat à I'entrée des voies respiratoires, anî ae surveiller Ia qualité des aliments ou de l'air que nous introduisons dans I'organiJme. Le merveilleux instinct qu'ont les animaur pour repou.."" i"r aliments qui leur seraient nuisibles ne dépend pas du goùt, mais de I'odorai, puisque cette répulsion précède la préhension.

LE ÎOUCHTN

430

III. Le toucher. t6l. Définition. Le toucher est re_sens qui nous juger fait l" prësence, il,e -ta forrne, d,e l,étend,ue et''d,e la temltérature *dns.corps; il a pour organe général la peau,

[out la même délicatesse; ciest ainsi lue surtout

-ui"

n;u pas par-

étrez t'nàÀme

il

est

localisé dans I'extrémité des d,oigts et de la ioÀgur. 169. Structure do la peau. - La aeau (frg. b{ ) est formée de

deur couches distinctef: r'une, Ie derme),Ërutiur-unt épaisse, est de beaucoup_ la prus imporianto; l'auire repia"nie, forme , la couche superficielle.

f68. Le dorme. Le derme a uneterture fibreuse;il repose sur une couche de-tissu cellulaire, et sa partie en contact avec l'épiderme est couverlg dr papilles dans^lesquriÈr-riloutissent les nerfs du toucher. Il contient dans son épaiss.* r., grand,es

sébacées,

qui donnent à ra peau sa souplesse, et

tes

gtaiaes sudo-

lpayst qui sécrètent la sùeur. Lorsque sous I'inflrience dufroid la sé*étiol glandes sébacées s'airête, la peau sÀ-àessèche, 9-ur se gerce, et il survient des creuasses. c'est le derme, qui, par ltopération du tannage, fournit le cuir. -{94. L'épidermo. - L'éTtidernæ est une couche protectrice généralement mince qui recouvre les papilles. un nodnre incalculable de nerfs de sensibilité sillonnent le derme et viennent se terminer à sa surface. . 9ora l'épiderme est enlevé , ces nerfs, se trouvant en con-

tact direct avec les objets, donnent la sensation de la douleur et non celle du toucher. par le-frottement, acquérir une épaisseur consi_ ,,"_^*t-ù"T".p"yt, rll_q"i constitue tes cors aur pieds et lei cailosités qae ffï::i^::-:l ron remarque aur mains des travailleurs.

. Ilru ampoulen'est

autre chose qu'un peu de liquide interposé entre

le derme et l'épiderme.

On appelle pigment la matière colorante de la peau. Le pigment consiste en une multitu.de de granurations microsrôiq";;plfqoe", immédiatement sur.lq e-t qui, vues à rraversTËtid;;., don_ {eqe peau une teinte plus ou- moins foncée suivani ta-race et tes l"lt.",la ln(uvrous. :165. PnooucrroNs ÉrrounurquEs. parmi les productions - onresrange épidermiques: les ch.eueux, rcs poirs, p"runrcs, rciïiames, res Wb,les contes et les saàotr.

ç,

{g0NofloNssURLEsscIENcEsPHTSIoUESEINÀTUREI.LES et prennent-.racine danr Les poils sont implantés dans le derme une cavité tubulaire (bulbe pilifère)' P

Les ongl,es sont également constitués (fie. 51) par des cellules épidermiques àu"i,

au lieu de se réunir en une tige

Jllongée, s'aplatissent pour former une

lameiie cornée, qui se moule ex-1cJernent sur le tissu sous-jacent et y adhere

fortement. Les Plumes,

et les

sa'bots

les ëcai,l,les, les

cormes

ont une origine et un

mode d'accroissement analogues à ceur ries poils. Qu'est-ce que I'ouie? QurgtroNr.TÀrRE. Décrivez I'oreille externe, I'oreille moyopne À quot sert la memet I'oreillo interne.

brane du tympan? Comrnent transmet-ello *À* vibratiolr-à I'oreillo inteme? ' D'où

proÛemir la swril/ùté? Fig. bl. - Racine d'un poii. ftewt -.Aw1s1-c1quoù sont qwe l'odorat? - A Tapparell P, poil; E, épiderme,"],tt=o '^ï] a"t tes^od'eirs? - Que compremil'

cellulaire

"our-iu.eii ù, nom" ;;;;f ;nireili tÏti ";y""grl,;-?ïf,*i,i"';:#i"ikyo'tr'tt glandes sébacées'

-

i" to""ner? - fiueile est la gue l'é'pistf,ucture du derme? - Quelles gf"na". contient-il? - Qu'est-ce pigQu'apytet'le't'on col'losités? bs coîs? ùs aii quoi ro*t A derme? éptid'ermioues? ment? - Qwel,l,es sont las prdmcipales proil'wctioms eu'est-ce q"u.

CHAPITRE XI

tA YOIX 166. Définition.

-

La

ooi,æ est

tu facwlté quc -possèilÆnt lss

produire des sons oi;*"ro rupéncwrs ile pouuoirr. ù aolonté, euæ' entre communiquÊr ile permettent ouil,eur 'ï;; Ë"t pt* la confondre avec la parole' qui est.la voil et dont I'IIomme seul se sert pOUr exprlmer sa artioulée,

pensée. 187.

Appareil Yocal.

rcîiryâ,partie

-

L'apllareil uocal (fig: F?) comprend

supérieure

et-

élargie ds la trachée-artère.

LÀ VOIX

431

.Lelarann (fig. 53) est composé de pièces cartilagineuser réunies par des ligaments et mues par âes muscles;- il forme en avant une saillie, connue vulgairement sous le nom de pomme

Fig. 52. Fig. bô. verticale - Appareil vocal humain vu de face. - coupe 1, os hyoidel 2, saillie ducartilago thyroide, du larynx Ëumain. formant 99. gu'on appelle vulgairement la 1, :1, cordes v-ocales supérieures; pommo d'{dam; 3, cartilage thyroïTe; 4, 2, 2. ventricule du larynx; cartilage cricoido; 5, trachée-artère. B, B, cordee vocales inférieures.

d'adam- Au-dessous de cette saillie se trouve un organe sanguin spongieux, rouge-brun; ctest le corps thyroiilà, dont le

développement exagéré constitue le goitre. La_ muqueuse du.larynx recouvre, de chaque côté, deur replis mem-braneur dirigés d'arrièreen avant. et qui forment ce qu'on appelle les cordes oocales. La paire supérieure (rigarnents âupérinury de la glotte) est impropre à la productiôn de la vo-ix; la paire inferieure (ligaments i,nf'érteurs-d,e la gtotte) constitue

seule I'appareil générateur du son. Des musclàs peu.rent rapprocher-plus ou'moins les ligaments de droite desligaments de gauche jusqu'à obstruer le passage de I'air I c'est ce qui arrive, par exemple, quand on prononce des voyelles en les détachant Ies unes des autres. La glotte est I'espace libre que les cordes vocales laissent entre elles. une membrane cartilagineuse, l'ëTtiglotte,surmonte le larynx , et, en se rabattant, peut en fermei liouverture.

lGB. Production de Ia voir.

sous I'action des muscles du

larynx, les cordes vocales se rapprochent, et I'air, chassé

des

poumons par la contraction des muscles de la respiration, force le passage et les fait vibrer comme vibrent les lèvres de I'instrumentiste dans le jeu de la trompette, du trombone. L'erpira-

432 NoîIoNs sun LEs

scIENcES PHYstQUEs bT NÀTURELLES

tionétantalorslenteetlesmusclesencontractionpermanente,

i;uppàttil respiratoire se fatigue facilement' cordes vocales, ott La tension ptus ou moins ëonsidérable des d'une fracpar le..contact vibrante f" ai*ifii,on'de leurJartie

augmente la- rapidité du mouvement it donne naisJance aux sons élevés; [bres vibratoire des Uoràs du son est très fation devine que, aaïs-r","*, Ia production

tion de leur rongou"i, gante.

bien distincts : la aoiæ de L'homme possède deur. registres de sons et la aoiæ de fwsset ordinaire' p"rter aÀt1Ë poitrtne, clont it ut" -ou et dans laqueile les cordes de tête, plus n'iià" q* ia--ireceaente' vocales ne vibrent que partiellement' --:L--^-. i^qul -Dlarrs

le chuchote*"it,Ies cordes vocale.s nt

ce

-"i!-i"Lt-pas; .r"pË;;;ô;i ii;;'il;"rrinrl de fredonner un air en chucho' la parole. est le son articulé' '^lï oorote, -Lavoix n'est qu'un sonl qui so"montent Ie tuyau vocal , par les organes

",":#f:di;!'*olihe , t", lrtt'i-"'aiot"t,-ta

"t'ôit"*

boiche et les organes qu'elle ren-

ferme.

divisent en aoyelles et en Les éléments de toute langue parlée se qui à leur tour comdont la réunion firmà les svltrabes' par les "oît*Âii, posent les mots, ,ig"*-âut idées' Les viyelles'sont-produites civité buccale, et les orsanes i;;t",i*;d;-f";*;';;-ae-iotume de lales consonnes' qîi*"ain"nt le son rendu font naître Que comprend I'appareil vocal?que QunstroltNrrnp. - Qu'est-ce '- ]a.voixZ 1 que la glotte? pno' Qu'est-ce - Comment se Décrivez les organes ai farynx' q*"ù"rià-* lesions étevéi? - Q1t'êst'ce que lo porobl la voix? rtuit 'C*rlc-

" tiàt bt éIôme*tt

itrc

toûte lun'gue porl'ëcl

DEUXIEME PARTIE y.,OOLO

GIE DBSCRIPTIYE

NOTIONS PRELIMINAIRES 169. classification zoologique. pour feciliter l'étude et !a connaissance des différentes espèces animales, on les a sectionnées en catégories, qui se s'bdivisent elles-rnêmes et successivement en plusieurs autres. De cette-,façon, toutes ces espèces se sont trouvées réparties en groupes suffisamment nombreux pour gue chacun d'eur

ne. compren-ne

qu'un nombre relativement restreint d,espèces. on a eu reeours à Ia considération de

Pour établir ces catégories, différents caractères.

Un caractère est une disposition organique ou physiologique, permanente, particulière à une espèce ou â un-groupe .iiespèËs. La forme des dents, le nombredes membreî, leïode de respiration, nont.par .conséquent des caractères et peuvent être utilisés-pour li classification des espèces. Les caractères devant et"o p"rÀu"ents, il s'ensuit que la taille, couleur, qui ne sont souveni qoe des états passagers ne peuvent_la servir de base à l'établissement â'une crassitication. ' classifications orti'fici,etles ou sgstèmes sont basées sur la con.I'es ridération des caractères tirés excruJivement d'un seur organe. ce mode de classification, facile à appliquer dans la pratique. a l,incon_ vénient de ne rien apprendre suf i'organisation d"i';;il;i en du caractère fondamentar dont on s'Ëst servi pour le classer,dehors et de rapprocher souvent des- espèces qui ont ce même caractère commun, mais qui diffèrent considérablenùnt l'une d.e l,autre à tous les autres points de vue.

cl'assi'fica'tion natureile s'appuie

sur des caractères tirés, non mais sur l'enùmbre a** peuvent -o"g1r-9r présenter les dilférents organes de I'animal, "r""ciJ;;;-G en attribu"i.i à de ces ca*ctères une importance rerative ptus ou "h**on --La seul d'un

-"ir, î"""a". {5

sclENclls ET PHYSIQUES NaTURELLES Le grand principe de la classification est done basé sur la subord'i' rultion d'es ca,ractb*t, q"i attribue à certains organes et à certaines s'y ronctions ot" i*poriu'rrô t.tt", qu'aucun changement ne- peutà szr iuiie des changements notables dans introduire ,"rr, "ot*ui"r.r toute I'organisation. 1.7O. Nom€nclaturs zoologique' - Le règne animal se subdivise class es, or d'r es, f arnilles, trt'bus t guccessivement en *W"*tii*ints, gsnres, esytèces, ra"ces uariétës, i'rud-i'aid'us' ' on emploie deur mots latins : le premier 1 po,r* aesigner t'erpOce, qui ct le nom au gen"e'"uqo.t I'espïce appartient, et.le,Iedeuxième'Canis oi ,lou"tt un''acljectif,'caracterise l'àipèce' Ainsi (le Lenre Renard) renferme les espèces C;"i* tuTtus (le Loup) , C' aulpes domestique),-etc' Chien (le Q. -'ôn fanritr,aris des autres appette iariété un groupe àont't*t individus dilfèrent par des caractères de peu d'importance' indivitlus de la même "t[è"" i'est ainsi que dans I'e1gi9e à laquelle .o**" la taille, t* .o"iâo". àpp""ii""t le chien domestique, ort trouvd eomme variétés : le Dogue' le^Griyonrle Terre-meu,uerle Chien d'e berger,, etc' peron frorrne le nom de race à une variété dont les caractères se pei"""t p"" t'troroaiie,li q"e a*s soins particuliers peuvent modifler

{:t4 NorIoNs suR LEs

(él,eoage), L'i,nd'i'ui,d'u est

le dernier terme de la subdivision; c'est un animal

considéré en Particulier.

qui d?{. Caraetères spécifiques de I'honnme' - Les caractères psycho' distinguent l,homme ôe I'animal sont surtout d.es caractères log|ques et"morau'æ.

Fig.

54.

Crfuro d'EuroPéen.

l-ig.

55.

Crâne de Singo.

iI -s'en distingue -cerneaw' Au point de vue de son organisation physique, I'ouverture de princiialement par le dévelofpement do la n1,a,im et la sta,tion aerti' de .oofo"*ation' [" i;;gù fsÆinl,,

eole. --ôn

par deur appelle onglc fa,ci'a, (fig' Y-55J.t'angle ÀBC. torraé aE niveeu droites partant toutés deui d-e la mâehoire supdriere,

IIOTIONS

PRÉLIUINAIRES

TITS

la base du nez, et passant, I'une par le milieu de la droite qui joint les deux contluits auditifs externes, et I'autre entre les deïr de-

sourcils. Pour I'Homme civilisé, il est de B0 à Ebo; chez quelques peuplades,-il deseend jusqu'à 64o1 chez les singei, il est $1e^ra.nt^et de 60 à 30o I chez les Chats, de 30 à 26o. Ra,ces humai,nes" hurmçine est unigue. La tradifion, - L'qfègg I'histoire, la comparaison d.es différentes langues, I'examen approfondi des ossements trouvés dans les eouches géologiques, tout-ôonfirme ce que la Bihrle et la foi chrétienne nous enseignent au sujet de I'ap. parition de I'Homme sur la terre. malgré- cette unité d'origine, des causes particulières, -cependant, telles_que Ia nature du climat, la manière de vivre, oni à la longué introduit dans I'espèce hnmaine des difiérences physiques qui ônt nécessité sa subdivision en races. cæs dif,érences porteni surtout sur la couleur de la peau et la forme du crâne. Les races humaines sont : la racc blanche, européenne orr ca,Ltcùt!qy";.la ,race jau,ne, asùatiqun ou. nntmgoli4uef la race noire oa éthi,opi,que, et la race rouge ou améri,ca,i,ne. L'ethnographie est une science qui étudie les mæurs et les habitudes des differents peuples.

179. Divisiou du règne animal en embranchements. - Le règne animal a été divise en embranchements d'après les carac-

tères tirés

de_ la perfection plus ou moins grande des divers organes et spécialement du système nervellr-. La classification actuelle comprend neuf embranchements :

Système nerveux cérébro-spinal renfermé dans une enveloppe osseuse, le crâne et la colonne vertébrale . .A

H

z

Êl

E

'Êt

F{

FI

(J

z

VnnrÉeRÉs.

Corde dorsale, rudiment d'axe c&éJ

bro-spinal

.

Système nerveux formé de trois paires

3

de ganglions, corps mou générale-

Fl

ment protégé par une rnembrane

3

É É

ts

FI =

t=

P.

f\

TuNrcrcns"

calcaire

MoLLuseusil.

$rystème neryeux formé d'un certain nombre de ganglions réunis en une chalne médiane. Membres articulés.

Anrnnopoons,

Système nerveux composé d'au,tant

de paires de ganglions qu'il y

a

d'anneaux dans le corps de I'animal. Pas de membres articulés. VEnH.

#}6

NOTIONS gUR

LIS SCTSNCES PHYSIQUÊS ET

7 Système

nerveux comPosé d'un an-

v2

fl z z o

I neau central et de cinq nerfs I disposés en rayons. Peau incrusI iJ.'ar calcaire it a" piquants.

FI

g

1

trl = tr (J

F

E4

N

H

4

I tion et de la circulation confont aus

E

û

É

.r{

\

F{

ra 'r:l

ti-on

d'organes.

1 { û

\

Ccnr-nnrÉnÉr.

/ Corps formé d'un sac sans distinc-

Êt

ttl

ÉcnIxonERMEÈ'

nerveux rudimentaire et Svstème 'tuyooné. Appareils de la digesJ

,1

à

NÀTURELLT8

I tutes sans aucune \ ganes

H

SPoxclr'Rns.

cel-

distinction d'or-

-

Les huit derniers embranchemente forment

PnotozoÀlRns.

le groupe des

imtertébrés. Qwsltp est l]lttilité det cl,assifrcations? - Qùest-ce qu'un baséoe les cla,ssl.lTcations o't'tifictellps? Quel' 6st lcur sa notwrelle? Sur qwoi p'ayttrtwie lslHjomaémientl 'Qwets ta cl,assifr,Cotton - Comment sont tres carætèret spécifiqwes il,e-IiHommc? tubùitsise tc règma animal? sonl, les prtncipales tanes hurnaines? amgte facial,? - Qwettres - Qt'appelle-t-o* Faitài le tqbleaw synoyttique d,e ta swbd,iuision il,u règme animal cn ernbram'

QunsrroNr*lrnE.

æiiactèra?- Sur qwoi sont

-

chêtnents.

CHAPITRB I LES VERTÉBRES sont pourvus f 73. Caractère des vertébrés. - Les vertëbré,s d'rrrr squelel,te dont la partie principale est la cola+tne aertéirl,otr. ils possè.ient un systèrne nerveux cérébro - spinal, Prol iegé pu" dàs elveloppes ôsseuses et situé au-dessûs ctu canal ai[.*.tit. Er. : ic Clii'en, Ie fuloineau,la V'ipère, la Grenou'ille, la Carpe.

On sous

(

ies divise en cinq classes suivant le tableau ci-des-

:

,t.

toujours pulmonaire'' sang

(

Respiration = E \ 4 \ a't"*pératurô constante' corps couE I | ) vert dè poils, mamelles, quatre mem-

Ftt(

b..*

..

'

Me'uutr'ÈnBs'

CLASSE DES

I

-l

É1 I F4 l^

MÀMMII'ÈRES

à température variable, corps couvert

d'écailles, quarie membres bu pas du É /!i +1 I tout E:{ \ ri É l7 Respiration branchiale puis pulmonair.e,

f.l l-

"l \

437

Respiration toujours pulmonaire, sang à température constante, corps couvert de plumes, quatre membres dont deux [ransformés en ailes OlsBeux. Ilcspiration toujours pulmonaire, sang Rnpurus.

sang à températurevariable, corps nu, quatre membres; métamorphoses B.rrn.lcrBr.ts. Respiration toujours branchiale, sang à température variable, rorps couvért d'écailles, membres transformés en na-

geoires

porssoNs.

CLASSE DES MAMITIIFÈRES 174. c'aractères des Mammifères. Lcs Mammifètes sont - cæLu. à sang chaud. Its ont un à quatrô uavités, une respiration pulmonaire ; leur squeleiie se ôompose à pcu près cles mêmes pièces que celui cle lthomme. Le caractère particulier qui seur suf{it à les déterminer consiste dans la présence desmamel,les, organes sécréteurs dulait, clestiné à nourrir les petits pendant les prerniers ternps de leur existen,..l. on les subdivise en t6 ortlres indiqués dani le tableau suivant : d,rs animaux

I | 4 mains, dentition analogue à celle de Srncns. | / I'homme. I ai 4 mains, dentition d'insectivores.. LÉnrunruNs. I Ë I Dentition conrplète, canines très fortes, Cenxrvonns. frl il griffespuissantes.. tr g ; lDentition de carnivores, membres prxllrpÈnns. H & E" 1 transformés en nageoires. H H e )Dentition complète, molaires hérissées lNsecnvonns. Ë f Ë i ar tubercules aigus E IE f Dentition d'insectivores, ailes membraneuses CuÉnoprunus. llt 5 | Dentition incomplète, pas de canines. Roxcnuns. J / \ Dentition incomplète, ni canines ni in/ \ cisives ÉnsN rÉs.

438

NolIoNg sun I,,ûs scrDl{tEs PETSIQUES ET N^TURELLES ,û

o

PnososcIDIENB' N'MBRE (Sdoigtsaupied,unetrompe. RuuocÉnos. pied, une corne" rMpÀrn l3 doigts au

"o Dorcrs

û tt)

?t) È1 Êq

f4 Fr{

Fl

z

(t

aoigt au pied. f 4- doigts au Pied,

\ -iÀir.. or*ioît" Jz aoigt* au pied, estomac ( multiple. N'MBRE

E

g Corps en forme H

SorrpÈp"t.*

i*. estomac Poncrns.

pôits, dents

I

Ruunventr.

de poisson et dépourvu de

sembiables

2 os marsupiaur eoutenant une poche nnar-

supiale, hentition

variable.

CÉt,lcÉs'

ùflnsupl'lux'

2 os marsupiaux soutenant une poche mar-

supiale, pâs de dents, bec corné, ovi-

pares.

MoNornÈlrss '

aussi appelés quadrumanes {75. Singes. - Les singes sont parce que lé pouce de leurs pieds est oytltosable aux autres doigtst

Fig. 56.

- Ilagot

rt'Àlgérie (Singe de I'Ancien Continent)'

qul fait ressembler ctrs rncmbres à des mains. On les divise r:n deux familles,, les Singes de l'Anclen Continemt et ceur du Nouueau Continent.

ce

CLÀSSE DEs

!{AMMmÈRES

439

tl,o

Les-Singes d,e l,Ancien Continent ont trmt*d,euæ dents, cùmme l'homme, et leurs narines sont séparées pû,r ine cloison. t..'. distingue les singes anthropomo*pi"r qu1 ,"rr**blent à , I'homme par Ia station verticare .lt l'ubrèn.e de queue tels sont : ; I'Orang+utang, le Chimpan zé, le Gorille et le Gibbon. Ces,singes, qui atteignent la taille humaine, habitent surtout les

_ pays chauds, comme les iles de la Sonde et la Guinee.

Les singes ord,inaires ont aussi trente-deux dents, mais ils sont,de petite taille ei ont une queue. Les principalx sont :

(fis. 56), ie Nlacaque, le Guenon, q;i- habitent

f,e. ^NJasot I'Afrique.

2o. Les singes rlu Nouueau continent ont trente-siæ rlents, reotrs narines sont très écartées et Leur qucue est prena,nte, c,est_ù_dire

Tteut s'enroul'er

autour

d,es brunclTes

et ser-rsir ainsi comme un

cinquième membre. Les plus remarquables sont; les Sajous, les r ' Sapajous, Ies Sakis et les Ouistitis.

176' r'émuriens. se disttnguent d,es singes - Les Lé'mu,rtens Ttar leur dentition comparuble ù, cerle des inseîti')ores ils teur ; ressernblent par leuri quatre mains. Ex. : Ie Ntraki Oe ilta_ dagascar et ' le GaléopitËèque ou singe uotanl àe i'arcnipet Malais. 1,77. C'arnivores.

mttre d,es incisiues,

des canines

*- La ilcntition

des cqrnusore,s cornprend,,

très

d,ëaeloppées, for-

tement implantées

d,ans lesmd,choires,

et des molaires atguës et tranchontes, d,estinées ù cou-

gter la ehair dont i{s te nourrissmt

(fiS. 57).

Leurs

doigts sont terminés par des griffes puissantes rées.

et

acé-

Fig. 57.

--

Crâne de carntvore (Lynx).

Lesuns marchent^le talon relevé, ne posant à te*e que l,ex_ trémité des doists (.ns. ïs) , .. *onî :*s'ntjiitsr;;;;;=d,aurres appuient la plante deJ pieds tout entière ,,r"r Ie sol: sont les

é

&40

NOr'rONS SUR LES SCIENCES PIIYSTQUES ET

Ptantigra,itns

Frg. 58.

-

(fis: 59). 4

Pied de digitigrade. t,

NIfUIIILLËS

côté de ces deur 9l9iq::-t:,,119,t

tahn.

Fig. 59.

-

Pied de plantigrade. t, talon,

les iambes courtes et le museau pointu. Ces animaur tterrni. formes, tous avides de sang et de carnage, sont le fléau des basses-cours.

f.78. Tribu des lligitigrades. I-a tribu des Dt'gr'tlgrades com' prend les Fétins, les Hyltes e.t_ les Chi'ens. Les Félins ont les àngles rétractiles, c'est-à-dire,qu'ils peuvent, à leur gré, les faire saiilir ou bien les retirer dans I'intérieur de la patte et faire, comme on dit, patte d,e telnars. Cette curieuse disposition des griffes les garantit de'l\rsure par le frottement sur le sol et les empêche de s'émousser. Les principales espèces sont: le Lion, le Ti.gre, le LéoPo'rd,

-

:

la Panthère et le Cha,t, Les Hyènes comprennent un certain nombre d'animaux que I'on reconnalt facilement à leur démarche gauche et emi:arrassée,

résultant de ce que leurs mem-

bres postérieurs sont

moins

longs gue les antérieurs. Ces animaux se nourrissent de viande

corrompue, qu'ils recherchent pendant la nuit. Ils sont lâches et attaquent rarement I'homme. Les Chi,ens n'ont pas d'ongles rétractiles I leur langue estdouce:

ils ont I'odorat très dévelopPé. Il existe un très grand nombre de variétés de Chiens domes-

tiques, toutes remarquables Par le développement de leur intelligence et les services désintéressés qu'ils rendent à I'homme. Les prinFig. 60.

Ëipates sont : le

le Léari,er, etc.

C

-

Renard.

hien

d,e berg

er, le Teffe-Neuue, le Dogue, le Cani.che'

Le Loup, le Rermrd' (fig. 60) et le Chacal appartiennent à ce mêmo groupe.

CLÀSSE DES MÀMMITÈRES

447

'179. Tribu des Plantigrades. tribu des plantigrai!,es, - Lacomprend moins nombreuse que la précédente, les espèôes qui, d3n5 11 marche, appliquent sur le sol toute la plantè de leurs pieds. Les plus remarquables sont les Ours et les Blar,reauæ. {8O. Carnivores à corps vermitorme. principales espèces - Les ce groupe sont : la Martre, la Zibeline, l,Hàrmi"à $9.611, la {e Fouine, l'a Belette,'l,a Loutre et le tr.uret.

Fig. 61. - Hermlne. La plupart de ces bêtes erhalent une odeur désagréablel

toutes

ront très nuisibles en raison des dégâts qu'elles causen-t dans ies poulaillers. cependant l'industrie tire un s""od parti de leur fourrure, spécialement
f.ig.

62.

-

Morss (atteint jusqu'à 5 mètree de

longueuf

La Loutre a les doigts réunis par une membrane I elle nage facilement et dépeuple les viviers; le furet cet utilisé pour chasser le lapin.

{49NotIoNssI'RLEgScIsNcESPHYSTQUESETNÀlUREt,LFs aont oilsrd fgt. Amphibiet ou Piunipèdss. - Iæs amlthi.btpstransformés ooerùr piirnipèilcs p&fce que lcurs -mcmbres sont dans I'eau, oir ffit""i"o4rr.'C** animaux *ivent généralement se meuYent difflcilement à terre' ii. -r"t très agiles, tanrlis qu'ilsque celle des carnivores et leur i,Ë"r î"otitioi est la même ' mollusques' et poissons en iàurriture consiste

le Phoque ou^Chien d* T:"t que l'on chasse Ceire-Neuve, et le Morse (fig'. 62) ou llléphant de mer, qui ="ï;"i-t Le Ptroque est estimé pour sa graisse et sa fouril;;;;i" C""enland. *.", "t le Morse pour I'ivoire de ses défenses' de petitc tai'lle: !g2. IsSrCTrvOREs. - Les Imsectiaores sontuLtotn in'sectes enige umc tet rl nottriture, qui' consiste princ't'Ttalernent ' Les principaux sont

;;

r-'-.;'l tl :j,= "t.,. \ :.t iÉ ,,t1,-ffi

, _--i.-

tltsposition partim,liè.re du sgstème dentai.re. En effet, ces anun'a,uæ d,æ ntotni,res hérissées d,e twberatles pointus s'engrena,nt lcs uns dans les autret. Ce sont des animaur hibernants, qui rendent les plus grands services à I'agriculture, en détruisant un nombre considérable de larves et d'insectes nuisibles. Les Insectivores

ooi

Ies plus

remarquables sont : la Taupe, le Héns-

nn (fr9.63) et la Musarai,gne. {.83. CuÉmop-

rÈnns.- Les0læiroptères somt Fig.

64.

-

thauve-squris.

d'es

Insectivores ad'ap'

tés

ù la aie q,é-

filênne, Les d.oigts des tnembres supér"wrtrs, très déaeloppés ' somt râtnis mtre ani et $tæ tnevmbres inféricwrs pc''r uwrnzmbûrw sat*

ctasgË DËs

tdÀilËrrËRËs

&s

es espècés s ô ût res C hauu e s-saurûs- (ff s. 6&) er iles Houssettes. :?!- -t:l :i.o "ipat Les chauves-souris de nos-régions ne sortent goë*u {"e lesoir, d'ou leur nom de uesptertilions. Elles"se de mouches et de larves; aussi le cultivateur doit les considéru".o,nrrr* des auxiliaires et ne pas les erterminer. penda"t r;rriu*., ori tes insectes sont rares, elles se suspendent par res pattes posiérieures, et ainsi plongées dans l engourdiisement jusquàu retour des

::: !:

_p

"";G;;;lurtout

111tent. oeaux Jours.

t8&. RoNcEURS.

r'es Rongeurs sont caractérisés

par

de canines et le d,éuelnppement consid,ërabt" __ des i,ncisiaes mëd.i,anes (nS. Of). Cetles de la mâ,c

hoi,re supërieur

eg

ti,ss

ent

c

on4n

ïabsence

te des lames

de ciseau sur celles de la ntd,choi.re i,nférieotre et setwent ù couper les ractnesrles écorces, les fru,i,ts dont ces anlmauæ se nourrissertt, Fig' 65' Les Rongeurs les plus connus sont : l,Ea+ ypuil,le Loi,r, te Ro,i, tg Cary.napnot, te porcvq vvurre qwi Ep_ic, \t Lièure,le Lapi,n et là Castor (fig. 66). ""%iii,i"ff.*3frffiT.. Rats Ies surrnulots, . Ies Mulots btties ioirs causent de grands - .Les dégâtp dans les vergers et les charnps, et ra souris d.ans les maiso-ns. Le

/-=

Tl .-<

$)v

Fig. 6ô.

-

Castor.

Lièvre et le Lapin sont des gibiers très estimés. Les Castors, qui ne se trouvent guère que dans le canada, habitent les bords des rivières et se construisent avec {es branches des huttes au milieu des eaur. Leur fourrure sert à faire les chapeaux de feutre.

185, ÉnnxrÉs.

Les Êdmtés ont une d.entiti,on nullc ou tout à sont terminés far des griffes longuee

fatt radirnmta,ire, Leurs doigls

st recourbées.

4/r4 NorloNs suR LEs scIENcEs PHYSIQUEs xl NÀEURELLEg Tdtoru' los Peir. Les principaux Édentés sont t les Parcatwn, læ golins et les Fourmiliere.

Fig. 67.

-

Crâne du Tamanoir ou Grand-i-ourmilier'

ù' c&1tse ilc la prësert il" organe d-e leur et nez leur sence d,'unetrompe qii p,olonge sensipreiension L'exïré^mitè ae ."it* ttompe est d]1:: t:lÏise enormes sotrt molaires leurs de canines,mais bitite. Ils n'ont pas Leur pied a cinq et leurs incisives tran*rornne.* *n d,éfenses. rloigts, munis chacurr d'un pet'it' sabot"

lS6. Les

Paonoscmlnns

sonf ainsi nommés

Élepnant indien. Fig. 68. Longuour (sans trompe et Êans-queue), 2-à 3-mètr-ee'-^ Hauteur moyenne du mâle, 2't80; de la femelle, 2''50'

-

L'Eléphant est la seule espèce de Proboscidiens existant actuelfement. Cet animal, Ie plus gros et le plus- lourd des mammifères des Indes surtout, i"*Ë.ï*r, est aussi i" ptor inielligent. L'éléphant les tracrui est dômestiqué, ex^écute avec une habileté remarq-uable On chasse l'Éléphant pour ses défenses, donl ;ili;.;i;r-aiiri.iiur. i'ivoire sè vend à un prix très élevé'

cLÀssn DEs

MÀDrulrtnur

&S

187. Lc RnrnocÉnos m'a, pas de trompe, tnai*uma cornc sur le tæ2. Ses d,oigts , ont nombre de trois, sont ehacun pourûuE rl'un sabot. Le Tapir, plus petit que le Rhinocéros, a aussi

trois doigts au pied et porte une petite trompe. {88. Sor.pÈDEs. - I*s Solipèdes n'ont quiun iloigt ù chaque pieil, et æ tlnigt est tnuni d,'un sabot corné. Chez les Solipèdes' le radius et le cubitus sont soudés, ainsi que les os métacarpiens, {ui ne forment qu'un seul os appelé lo canon. Lee incisives sont séparées des molaires par un intervalle assez grand appelé labarrcl c'est là que se place le mors qui sert à oonduire ces animaur. Les Solipèdes les plus remarquables sont le Cheoal,l'Ane etle Zèbre.

Le Cheval et I'Ane sont utilisésdepuis la plushaute antiquité et rendent

de signalés services. Le Mulet, produit du croisement du Cheval et de I'Anesse, est aussi une excellente bête de somme. Le Zèbre, qui vit dans I'Afrique méridionale, est peu facile à domestiquer. lB9. PoncINs. I*s Porcins sont des ongulés qut' ont quatre iloigts à chaque -pied,, mars ilont d,euæ seulement seruent ù la marche. Leur d,entition est complète, et leu,rs canines sont quel' quefoi,s il,étsetoppées en forme ile il'éfensas. Le museau des Porcins s'appelle groin; leur peau épaisse est couverte de poils durs nommés soies, qu'on utilise pour faire des brosses. Les Porcins les plus connus sont : le Porc, le Sangliar el I'Hiptpopotame.

Le porc, domestiqué de toute antiquité, est d'une grande utilité dans I'alimen-

tation; il

s'engraisse. très

vite et sa viande est excellente, pourvu qu'on ait la précaution de la bien cuire

afin de tuer les trichines

qu'elle renferme parfois. Le

Sanglier,

gui ravage

les

champs et les cultures, n'est gu'un porc à l'état muvage; sa femelle s'ap-

mar- Fig. u.," . I::+t,omac de Ruminant. est ,r, ."*ophugu; ô, feuillet;c, bonnetl d, panse; et de 'r, oil"tiu i f, interu".

pelle laie, et ses petits cassins' L'Hippopotame

un animal informe forte taille qui habite

les

grands fleuves de I'Afrique I I'ivoire de ses dents est très estimé. {90. RuuINANrs. I*s Rumi'nants iloùsent leur mam ù

læ

faculté qu'ils ont il,e faire rernonter les alirycnts d'e I'esttmac tlana Ia bouche pour les remûcher, acte rypeW rwminotion. {5^

4#

NorroNg suR LEg scrnNcng pgysleuas

Eî

NÀTuRELLEs

Ltestomac de ces aniinaux est formé de quatre cavités : la o&nlerlebonnctrle feuillet,la caillette (fig.69). La panse est un simple réservoir où s'accumulent les aliments qui ont subi une mastication incomplète; le bennet est une annexe de la panse, ctest_du bonnet que les aliments remontent à la bouctrà pour être-broyés_-et imprégngs_de salive; le feuill,et est la partie qui reçoit les aliments ruminés I enfin ra caitlette est le vrai esfomac, sécrétant le suc gastriqun. De la caillette du veau on ertrait la présure, qui peut faire caiXler le lait. Les Ruminants ont une dentition incomplète; ils n'ont pas de canines, et leur mâchoire supérieure est privée d'incisiv'es

;

leurs molaires sont couvertes de lignes saillantes en forme de râp9s. Leur pied est pourvu de deux grands doigts cornés et de deux autres rudimentaires. Comme chez les Solipèdes, Ies os du métacarpe se soudent pour former le canon. L'ordre des Ruminants peut se subdiviser en quatre familles caiactérisées par la présence et la nature des cornes :

Bovidés' antilopidés' ovidér'

conres persistantes. { !y:::: \ Pleirus.' Caméléopardés. Cornes cailuques ou bois.' Cervidés. Pas ile eornes: Caméiidés.

Les Bouidés sont le Bæuf domestique et les bæufs sauvages : Zébu de Madagascar, Bison de I'Amérique du Nord, Buffle de I'Inde, Yack du Thibet. Les Ouùdés, dont les cornessontrecourbéesenarrière,sont : le Mouton et la Chèwe, qui habitent surtout les pays secs et montagneux. Les Antilopid,é.s ont les cornes à peu près droites. .Les plus recherehén pour leur chair délicate sont : I'Antilope, la Gazelle, et le Chamois.

Les CaméldoparMs (de Caméléopa,ril,, ancien nom de la Girafo) oæÉ dsu,æ petites cornes pcrsistantes reeou,aertes ile pea,%. Le seul animal de I'espèce est la Girafe, le plus haut de tous animaur;

à

il

les

habite les réglons chaudes de I'Afrique.

Les.Ce*ui,ilés n'ont pas d,e cornes , mais d,es bois qui tombent chaque Ttri,ntemps et repoussent ewuite a,uea ,{ne branchc

(unilouiller)

d,e

Iæs principaux

plus.

sont:la

Cerf ,le Cheureuil,rle Renne,

Le Cerf , en tronpes nombreuses, habite les grandes forêts de nos pays; le Cheureuil, plus petit, vit solitaire; le Renne est domestiqué dans les régions bor{ales, on s'en sert comme bête de sommc et rlo trait"

OLASSE DEg IÀi{UIFÈRBS

à,

Les Cum'él,id,és n'ont peu près complète.

pas

iln

corne,s

{17

t ma,b leur d'emtition

est

Le Chameau porte deux bosses , et le Dromadai,re une seule (fig' 70). Ces bosses sont des réserves de graisse que I'animal utilise lorsgue, dans ses longs voTages à travers le désert, il ne trouve rien à rnanger;

il

peut d'ailleurs se passer de boire pendant ane ternaine environ. La

Fig. 70.

(chameau à une bosso). - Dromadairo (longueur, 3 m. I hauteur du gan'ot, 2 m.) c, omoplate etgarrot; b,bumérus; e, cubitusl d,, earpe ou poignet; a, métacerpe ou paum€; t doigle; 9, orteils I 1,, métatarse ou cou-de-pied; i, tarse; Ë,

tibia;

tr, rotule.

du chameau est aussi proverbiale que sa sobriété : il peut parcourir plus de cent kilomètres par jour. Le Larna,,la Vqognc et vitesse

I'A\nta sont des Camélidés des Andes

qui servent de bêtes de somme

et dont on utilise la fourrure pour faire des étoffes. f9l. CÉt,tcÉs. Les Cétacés, que l'on'pourrait confonilre a,ilec lÊs Po'issow à cause d,e la forme il,e leur corpE, poaùilent

tous les caractèree d,es Mammifèresrbien qu'ib aivent oonsta,rroment dans la mer. En e.ffet, leur respiration eEt pulmonaire, lcur circulation complète, et ik portent des mamelles. Lcur pea,u est ru,e ; Icura membres, profondbnent rnod,ifi,és, sont transformés em na,geoires, et leur queue, toujours horizontale, leur sert d,'orgaræ d,e propulsi,on. Les uïls Eont herbduores, et Iæ eutres aarraiaorcc^

e48

NorIoNS suR LES scIENcEs PHYSIQUES ET NATURELLES

Les principaux Cétacés sont: Ies Baletnes, Les Co'chalots, les Doules Marsouins et le Lamart'tin. phi,ns, - La Baleine est le. plus gros animal de la création I elle peut peser autant que trente ÉlOphants et atteindre 20 à 25 mètres de longueur. La

Fig. ?1.

,

f

&nons

-

; à,

Crâne de Baleine.

maxillaire inférieur.

Baleine n'a pas de dents, mais des fanoræ, larnelles fibreuses serrées les unes contre les autres. Elle se nourrit exclusivement de petites proies : mollusques, poissons, crustacés. On Ia pêche pour I'huile que fournit son épaisse couche de lard. Le Cachalot, presque aussi gros que la Baleine, est recherché pour sa graisse, appelée blanc d'e bahine, dont on se sert dans la fabrication des bougies diaphanes. Les Dauphins et les Marsouins sont fréquents dans nos parages. Le Lamantin, des Àntilles, est un herbivore.

f99.

Mensupt.rux.

ÆN \tfiffin/ t, fry),,fl n z;\.

Les Marsupiauæ habitent presque tous

l'Australie

I leur sAstème d,entaire pté-

sente des typet de tous les ordres pr6 ",\N Ulllïh$l ilff :illi[fli/"' cédents; aussi, sa,ns Ia présence d,es os

rnarsu'piaun, qui sement ù' Ies classer d,ans un ord,re spécial, on les trouo* ruùt tlisséminés dans tous les ordres

d'es

Manrmifères. Les os mtarsuTtiouo

(tg. 72)

dépendent

du bassin, et sont destinés à soutenir une

poche renfermant les mamelles. Les petits, placés dans cette poche aussitôt après leur uo, marsupiaux; naiSsanCe, y trOuvent Un refUge. i, os iliaquo; S, eecrurn. Les Marsupiaux les plus remarquables, parmi Ies espèces actuellement vivantes, sont les Sarigues et les Fig. ?2.

-

Os marsupiaur.

I{ort.gltr'uos.

ulÀssE DES

IIÀUMIFÈRES

449

Le Kanguroo (ûg. 73), gibier favori des Australiens, est remarquable par la longueur de sa queue et de ses memhres postérieurs I aussi ll ne p"ogré"se que par des bonds énormes. - La Sa.rigue vit danr I'Arnérique du Sud.

Fig. 73.

-

Krûguroo ( taillc : 65 cm,)n

{98. tonotrômes. - Comme les précéd'ents, ces animouæ comme euæ, ils ont d'es os 1mûr' qtportianncnt ù l'Australiel tupiaus qui soutiartnent unc pache mursupiale plus petite. Ile fl'ont paa d,e dents, mais u,n bee corné, et ils pond'ettt d'es æufs.

Flg. ?4.

-

Ornithoryngue (lougueur : 45

cn).

Par ces derniers earactères ils reasemblent aur oiseaur, mais ils en diffèrent par Ia présence de guatre pattes et des mamelles. Les deur monotrèmes connus sont: I'Ormùthorynque (ûg. 74), qui pond deur æufs, et I'Eclidné, qui rr'en pond qu'Lul seul.

Norlot{s sun tËs sclxNcss DIITSIQUES ET NÀTURELLIB Q4lob æût lel caractères deg vertdbr6c? Domez lour rubOuncnoNNÀrRE.

t50

dtvision en classeg.

-

Quels sont Ies caractères des Mammifères? - Faitee Ie tableau rynoptlque do leur classiffcation. - Qu'appelle-t-on Onguiculée et Ongulég ? - Comment co lrbdivise I'ordre des Quadrumanes et celui des Carnivores? Indiquez leurc les caractèreg des Amphibies? des Insecprincipaux caractères. - Quels sont itvore"t dee Chéiroptères? des Rongeurs? des Eil,eml,ës ? - Quels sont les principaux caractèree des Ruminants? - Indiquez les gubdivisionr de cet ordre. Dites la difiérence ontro l6s .Amphibies et les Cétacés.

CHAPITR OISEAIIX.

E II

_ REPTILES. BATRACIENS. I.

POISSONS

Classo des Oiseaux.

{94. Garactères généraux, -.Les Ouseat*æ constituent un groupe très naturel, dont on reconnalt aisément les individus àu piemier coup d'æil. Ils ont le corps couvert de pl'u'mes' Les longues plumes des ailes portent le nom de rëmiget (tg.76), bt celles de la queue celui de rectûces. Les petiter

41't ..

s'

,l'r

*,Jl

i)

/l0 I I

plumes outectrices, appelées aussi co%{rertu,res, sont imbriquées les unes sur les autres comme les tuiles d'un toit. Le d,uuet est, formé de plumes très petites protégeant I'oiseau contrele froid. On appelle rruæ Le renouvelement périodique des plumes I olle peut avoir lieu une ou deux fois par an; pondant la mue, lee oigeaux chanteurs sont silencieux.

olsEÀux

l$t.

$quelette.

d5t

Les os des oiseaur sont creux . Leur tête, rslativement petite, est terminée par un bec corné qui est I'organe de la préhension. Le cou, formé d'un nombre assez consirtéiahle de vertèbres, est très mobile.

-

Le sternum (fig.7G), sur lequei

ir-1

dolvent s'insérer. les principaux fv muscles du vol, est très développd

=--+€!

et recouvre en grande partie I'abtlulrrert. domen. Fig. 76. _ Sternum d'oiseau. En avant dl ster"nurn il y a itne partie saillante, nommée bréchet, qui resscmble à la quille d'uà navire et seri d'attache

aux muscles du vol. .Les pattes sont grêles, plus ou moins longues suivant lrespèce, et terminées par des doigbs dont re nomÉre et la disporition constituent, avec Ia forme du bec, Itun des principauxcaracr tères de classification. L e s m e mb re s antëricur t sont les organes du vol; le bras et I'avant-bras ne présentent rien de particulier, si ce n'est que le radius est irnme5ile suf le cubitus. La m,ain, profondé(Euf d'oiseau. Fig. 77. mentmodifïée, se réduit à deux c coquille; a, albumino; c. a, chambre à ou trois doigts rudimentaires. air; m. o, meût-brane vitelline; J, jaune

{96. Gufr. Les Oïseaur sont ou vitellus; cc, cicatrieule; ch, chalazes. oui,pares, c'est-à-dire se reproduisent par des æufs. L'æuf se compose d'une enveloppe càtcaire ou c:oquille (lig. ??), assez por€use pour permeftre à I'air de la traverser. Dans cette enveloppe se trouve une masse liquide, filante : c'est l,a,rburnine au blanc d'æuf , entourée d'une fine- membrane (m. coqui,ltèrà) appliquée contre la coquille. Dans cette mâsse flotte re janine ou ,tt"r,tur) au

-

fqiq:

sphérique, et entouré lui-même d'une Lernbrane

oitellinc); deux cordons d'arburnine

f*p*"'1*.

épaissie (ehabzes)i tia, ào, deur extrémités de la eo_quil]e, le maintiennent en ptace. ' La syr{,ace du jaune d'.euf présente une petite tache blanchâtre, la . ciaotriaùe,-partie importante, servant ae'point de rlépart lu déve, loppenent du jeune Oiseau. . L'albumine remplit d'abord entièrement la coquille I mais au bout de_ quelque temps elle se résorbe un peu, et il se forrnâ a i'ot de ses extrérnités un espace rempli d'airl ô'esi la ch,arnbre ù air. " Quand la Poule ne trouve pas darrs sen aliments les sels caleairos ndaesmireg à ls formatiql de la coquilla, elle pond des æufs à enveloppe molle,

çr'on appelle æufs

ÀG-r'ddr,

{52 NorloNs

suR LEs scIENcEs PnYstQUEs ET NÀIÏIRELI',EB

L'incubatiom est le phénomène par lequcl I'Oiseau se développe dans I'intérieur de l'æuf jusqu'au moment où r1 en sort en brisant ia coquille. Ce développement exige toujours une certaine quantité de chaleur, et demande un temps^ variable suivant les espèces; les petites espèces éclosent du {0" au 12e jour : le Poulet ru boùt de 20 jours, et I'Àutruche apÉs 1* 4$r jour.

197. Incubatlon.

-

l9B. Classiiication iles oiseaux. - En se basant principalement 6ur la forme du bec et des pattes, on a subdivieé la clarsc des oiseaux en huit ordreg: t'r

14

U)

r1

.r4

frl

'Fl F1

rf

z z ut

E ;l

tsl

Bec non crochu.

Fr

t<

'7. É{

m

/3 doigts en avant' I en arrièret . RrPrcrs. I sems en avantr 2 en arrière' pas ) 2 doigts GnruPrurs. I ae -serres. /3 doigts en avant, I en arrière, bec Passrnsâ.ur. I fort j.

Beccrochu.i^. .

.

I S aoigls en avant,

en arrière, bec

1I failte et membraneux. I g aoigts en avant, { en arrière, bec \ fort et écailles sur le bec .

Pattes très longues, tarse demi-emplumé' Pattes à doigts réunis par une membrane ' ' '

Sternum sans bréchet

.

Cor,ounrxg. Ger,r,rxecÉs.

Écnnssrnng. Pu,mpÈnps. Counuuns.

Les llu,pittce! ou Oiseauæ dc proic ont un t99. Rapaces. bee puissant et crochu et d,es grifler recourbées et aeérées d,rtfr' quritrt on domne Ie non da serces (fi9' 78 et 79)'

-

Fig. ?E.

-

Crâne de

I'Aigle.

79' !'ig' 79. Fig.

-

Algr€' de rl'Aiglc. sôrros qe Serros

on les subdivise en deux familles: les .Rnpaces d,iurnes et les Raoooi, nocturnes, Les prerniers se reconnaissent facilement à Ce qu'ils ;;il"r yeux situés de chaqûe côté de la tête, tandis que les seconds ont - les yeux dirigés en avant'la base du bec revêtue d'une membrane ir" Ropo"e, âiurn"s ont ,ppuie. ciryc.Lew tarse est souvent emplumé jusqu'aux doigts. Loo

ûlssÀU}'

&S

pnrrcipaur sont: les Vautours,les Aiglct (ffS. 80) ,les Faucont, let Aut'.,urs, les Buses et les Susards. Les Ra,paccs nocturnes ont un plurnage terne, formé d'un duvet abondant qui les protêge contre le froid de la nuit et leur permet dc voler sans le moindre bruit.

I'ig. 80.

-

Grand Aiglo ou Àiglo royal.

Ils rendent les plus grands services à I'agriculture en détruisant ler Rongeurs si nombreux qui s'attaquent aur récoltes I ce sont des Oiseaux utiles, qu'on a le tort de regarder souvent comlne des êtres malfaisants et de mauvais augure. Ils comprennent deur sroupes : les Hiboun etles Chouettes,

9fr). Passereaux. Passereauæ ont trois doigts en a'ua,nt - Lcs et un en anière I leurs ongles sont faibles I Ia conformati,on de Ieur bec est ailaptée ù, leur régime, lui-rnême très uari.able : on y rencontre des graniaares, des insectiuores, d,es frugiaores. D'après la forme de leur bec et la disposition des doigts, on les a subdivisés en cinq familles : les Dentirostres, les Corw rostres, les -Fæst:rostrear les Ténuirostres et les Sgnilactylct.

*

/Mandibule supérieure portant une échancrure

| chaque côté, près de la pointe du bec tJ ) Bec fort et conigue = fr ) nec court, aplati, largement fendu. Bec grêle, allongé, souvent . Q à I\Doigts médians soudés I'un àarqué I'autre . "

de

l)swrrRosrRnl. torcrnosrnss. Flgsrnosrnns.

fÉxurnosrnns, Syxorcrrr,rg.

{54

NouoNs sun LBs ËcruNtns pgrrsleuus ET NÀTUftELLEs

2O{.

Espèces principalsc.

Dentirostres

: Ies MerIes, les Pb"

, le Rossigruol, le Rouge-golge, le Roitelat, les Fauaettes I Conirostres : les Corbesil,fr, les Etownwauæ, Ie Pin*on,le Chæ-

grièches

donneret, le Moineau,, Fissirostres : le

l' Alouette ; Martinet, l'Ni.rond,elle, l'Engouletent I

Fig, 81"

A,

-

Becn cle Fasserealrx.

bec de conirostre (Gros-Bec);

B, be€ de fissirostre (ùIdttinst ); C, bec de ténuirostre (&rirnltereaw) ; D, bea de dentirostre (Pi.e-grièchel.

Ténuirostres :, la lfutptpe, les Grintpereauæ, les Oà.seauæ-mouches, les Bergeronnettes , etc, Syndactyles :le Guêpi,er,le Mu,rtin-pêckeur (lig. 89). A part la Pie,le Carbeau, et le Geai, qui sont rruisibles parce qu'ils s'attaquent aux petits oiseaux, les Passereaux sont les meilleurs auxiIiaires de I'agriculteur par la guerre acharnée qu'ils font aux insectes.

Flg. 82.

-

Martin-pêcheur et patto de Syndactyle.

Le Moineatr est nuisible en été, car il pille les vergers etles vignesl il compense bien oe domnoage psr 18 chasse qu'il fait aur cÀr. nilles au printcupr. mais

{66

OTSEAUX

Le Martin-pêcheu,r re nounit uniquement de poissons qu,il chasse

avec une grande patience.

909. GnrupguRs. - Iæs Grimpeu,rs ant les d,oigts d,iaisés en , l'une en aaant et liclu4re en amière i ng. SS).

d,euæ paires

C.ette disposition leur permet de grimper plus facilernent sur

l'écorce des arbres pour y chercher les insectes, qui font presque exclusivement leur nourriture.

Les principaux Grimpeurs sont : les Coucous.

les Perroquets, les Pics et

Les Pemoqruefs, originaires des contrées tropicales, ont été domestiqués I ce sontdesoiseaux d'agrément recherchés tant pour la

Fig. 83.

-

Doigts de Grimpeur.

beauté rle leur plumage que pour leur facilité à imiter les brnits

qu'ils entendent. Le Pi,c fait la chasse aux larves d'insectes nichées dans l'écorce

dee arbres.

9O3. Cor-oMBrNS.

-. Les Colombins ont trois d,oigts en a,aant I leur bec est fnible, membraneui, enflé ù, ta des narines, Cer aiseauæ, ù, la d,ifférence des Gatli-

ct un en aryière hnu,teur

\

\ry

i.t

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)

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VI

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f/-W- I C; WSi ,fld'\;trê

Fig. 84.

-

-'-';:'-su

. -'"=t '-'^-j

Pigoon ramior. pigooe do rlvage et der rocbsrr.

par couples et non par band,es. IIs ne pond,ent qu,c d,eu.æ æufs, et Leurs petits sont si fai,blns, que 1o tnère cst obldgeed'elesnou.ryirûaecurùe sorte ile tait, mêié de grains, macés, ai,uent

sécrété

pd,r

son jabot"

{56 NorIoNg suR LEs

scIENcEs PHYSIQUES

Les Pigæræ (flg. 84) sont nuisibles

El

NÀTURELLII

à I'agriculture,

parce qu'ilc

mangent ies grainJdans les champs I mais on les élève pour leur chair délicate et aussi pour le transport des dépêches. LesPi,geons uoqa'geurs

rendent de grands services, surtout en temps de guerre, tant à cause de leur frdélité à revenir au lieu de leur départ que de leur vitesse, qui peut atteindre soixante kilomètres à I'heure. ces oiseaux sont guidés dans leurs voyages par un instinct spécial et non par le Àens de la vue. Outre les Pigeons dornestiques et les Pigeons ramiers, I'ordre des Colombins comprend encore la Tourterelle.

904.

Ger,r,INAcÉs.

I'es Gallinaces ont un bec puissant

a'aec

dcs écaittes Eur lcs narines I leurs doigts sont chssez forts et propres ù, fouitter la teme I leu,rs ailes courtes, leu,r corps pesa,nt et leur aol très louril,, Les plus remarquables sont : la Ca'ille, la Perdri'n ,1'a Pintade, le Paon, le Faisan, le Coq, la Poule , le Dr,wd,on A part la Caille, la Perdrix et le Faisan, tous sont domestiques, et encore le Faisan est-il souvent éler.ô dans des parcs spéciaux ou on le noumit avec des æufs de fout tnis dans sa jeunesse. I*s Échassiers ont les jambes longues, 9O5. Éc"l**tB**. dënudées et recouaertes d,'une pea,u rugueuse. ce sont des oiseaux de rivage, qui marchent dans Ies eaur peu profondes pour 1 chercher Ieur nourriture, qui oonsiste en petits vers, mollusques' Poissons,

etc.

; la

longueur de

leur cou est proportionnée

à celle de leurs jambes, ce qui leur permet de fouiller dans la vase sans se baisser. Un certain nombre d'Échassiers ont un vol soutenu et rapide. On Ies divise en quatre familles, d'après des caractêres tirés de la conformation de leur bec et de leurs pieds; ce sont: les Pressirostres, les Cultri,rostres, les Longirostres et les Mocrodactyl,es.

Les Pressirostres ou Bchassiers des champs ont un bec 'COUft ..FÊ>'-re*Es{BÊ,2 et reSSemblent Un peU (tar'tlo : { mètre). aux Gallinacés. Cesont: les PJ*FIg. 85. - Clgogae uiercr les Vantwuæ ct les Outardes. Les Qultnrostres, qui ont un bec

--\rrr:-'r

long ât tranchant, sont les vrais Échassiers à long cou et longues jambes.

ûrssatt

45?

Les principaur sont z les cigognes (fig.8b), qui bâtissent leur nid sur les clochers et les cheminées I les Hérons, -oiseaur de rivage, dont

une variété appelée Aigrette est très recherchée pour ses -ptn*"r; les Grues, qui passent en troupes da's nos pays pôndant I'automne. Les Longirosfres ont un bec très long; ce èont àes Échassiers coureurs, vivant autour tles étangs. r,a Bécasse, laBécassineetlecourlis ront les plus communs dans nos pays. L'Ibis sacré d.es anciene Egyptiens est de la même famille. Les Macrod'actyles , ou Échassiers nageurs, vivent au milieu dee roseaux; ils ont des doigts très longs et peuvent nager comme les Palmipèdes. Les .Rriles et les Poutes i,,eaurr.cornmuns dins nos étangs, ront recherchés pour leur chair estimée.

906. PerrrapÈoBs. Palmipàiles sont cara,ctériséc pûr ld, - Les qui présence d'une membrane réunit les iloigts (fig. g6). ic sont d,es oiseauæ essentie_Ilement nûgeurs quciquesJunt plongent ; auec la plus grande agiItté, Leurs plumes sont recoutsertes d,'un end,uit gras quiles empêche ilc semouiller. La chair des Palmipèdes

est délicate et leurs æufs excellents; aussi un bon

nombre d'espèces sont élevées en domesticité.

Le guano, engrais très riche, qui se trouve en abondance sur les côtes de certaines lles des mers du Sud, résulte de Itaccumulatiop des excréments des Palmipèdes qui

ont habité

lles depuis des d'années.

ces

milliers

Fig. 86.

-

Albatros.

Cet ord.re se subdivise en quatre familles: les Longiperntcs, lae Totipalm,es, les Lo,melli,rostres et les Pkt.ng eurs. Les Longi,ytennês sont des voiliers infatigables, car ils ont des ailea longues et pointues. Iæs plus connus sont : la Mouette, oiseau trèe commun sur nos côtesl l'Albatros (fig.86) etle Pétrel,. Les Totipa,lmes ont le pouce réuni aux autres doigts par une ilreûrbrane. Les plus remarquables sont : le Pétican, le Connorarr et la Frégote.

Les Lamellirostres ont le bec garni de lamelles qui leur servent â iamiser I'eau. I.æ Oies ,les Canord.s, les Cygnesrlont des Lamelli-

{58 NoîIoNs sun Lns

scrENcus pnysreuns

Ër

NÀruRtrLills

rostres domestiqués; l'Eider est une sorte d'Oie du Groenland dont

le duvet sert

à faire les ddredons. Les Plongeurs ou Brachyptères ont des ailes petites et impropres au vol , qui leur servent dans I'eau comrne de nageoires. Les Plongeoms, Pingouins et Ma'nchots (fig. 87), qui peuplent les mers polaires, sont les représentants de cette classe.

F'ig. 87.

fætes

Pingouin et Mancbol

*

Ler Coureu;,'s ne sont pcts d,estiné.s à, ao\er, rr'q, pas de brechet; mais I'eurs iambes très des marcheurs à,|'égal du cheual o'w du chameau"

9K)?. CounEURs"

aus*i

-

leur sterrntrn

enfo*t

: ItCætntche,le Casoar, l+: Nanilou. Lâutruche, le plus grand des oiseaux actuellement connus, peut atteindre deux mètres de hauteur. Elle est dlevée en grand dans Ia solonie du Cap; ses magnifiques plumes font I'objet d'un important L'ordre rles coureurs comprend

commepcs, Le Casoar est une sorte d'Autruche de I'Australie dou vit dans I'Amérique du Sud.

; le Natr'

RrPrrLIt If.

{59

Classes des Reptiles, des Batraclens

et des poissons.

.go8. Reptiles. - Les Reptiles sont d,es aertébrés qui retpirent par des-poumons , quiint re sang ù, temTtéralure iarl.aute, h cæur ù trois ou qwatrà caaitésr ru peau rugueuse et cowtserte d'écailles, Tous sont oaipares. Leui nom , iient d,e ce qu,ils rampent, c'est-à-dire que leur corps tralne à teme quand ile marchent. La plupart de ces animaui s'engourdi.sent'penoant I'hiver. on les divise en qu-atre ordres : les crocod,iti.ens, res Sauri.ens, les Chéloniens ei les Ophid,i,ena. 909. Crocoditiens. Crocod;i- Les liæns sont en génëral de granile taill,e; ils ont un cæuf, ù quatre cauités, cornme les NIamçnif'ères (ee qui les d,istingue d,es Sau*i.ens), Ianrs dents sont fortement implantëes d,ans

Ies md,choires. Ils vivent tous dans les fleuves et sont très redoutables. Les plus communn sontf: le Crocodi.le du Nil , le Caiman d'Arnérique et le Gauia,l de I'Inde.

910. Sauriens. Ia formeiht - Par eorps, Ies 'Saurieæs se ragtprochent d,es

Crocodiliens; mais ils sant beau-

coupt Ttlus

ytetits, et leur cwur n,q qLrê

trois cauités

Les Léza,rd,s de nos pays, qui font la chasse aux insectes; le Camé\,ëon de Madagascar

et.

Fig.

88.

Représeutationthéoriquo principaux de la circulation du sarg ehez les Repttles' la singulière

l'Ortset, sont les

Sauriens. Le Caméléon possède

propriété de changer de couleur à vo- @, capillaires des poumons; ô, lonté et de se sousiraire ainsi à la pour- oreillette gauche; c, oreillette suite de ses ennemis I'orvet, Ïi"j$i,,ii.l"ffif,i'H]"' "i,p"ra serpent de verre ou borgne, est un reptile dont les membres sont presque disparus I contrairement à une opinion répandue, iI est tout à fait inoffensif.

I

9tl. Chéloniens. -- Les ChéIoniens ou Tortues ont un c#r*é, ct Isur cwps ett protégé pûr une boite osr,erll,c,

bec

{60

!{oTtOt{S SUR LES sclËNcns PHTSIQUES DT NATURELLIS

Cette bolte se compoÊe d'une partie dorsale, la cara,pace, el

d'une partie ventrale, le plastron Les Tortuos vivent sur terre, dans les fleuves ou dans la mer. La Tortue grecque,qu'on

élève dans les jardins

pour chasser les limaces et les insectes, est le type de la Tortue terrestre. Les Tortues des lleuves (fig.89) ont les pattes palnées et nagent facilement

I

elles se nourrissent de urollusques et de poissons. Les Tortues marines

sont en général de grande taille; on les recherche

pour leur chair ercel-

lente, leurs æufs et l'écaille de leur carapace.

0phidiens. pents sottt dépouruus 9119,.

Les Ophid,t'ens ou Ser-

Fig. 89.

-

Tortue d'EuroPe'

d,e membres et progres' sent p a,r r ept atio n. Leur corps est allongé et cY-

lindri,que 1 ils ont une langue ëchancrée, toui ù fait inoffentu:e, Qui'est ytour eun I'oigane d,u toucher' Leurs yeuæ n'ont pas'ile ytaqti[re, ce qui le*r d,onne une fræité fascinat.rice ; ces

yeuæ sànt- sirnptemint recouaerts par niaeau, est complètement transparente,

i'ii:

Yipère (profll).

90. ._ Tête do

la peaw qui, ù leur

Fig' 91' - Têlo de Vipèro (we Par'dessua)'

on divise les serpents en deur groupes z les serpmts umimeua of - lcs SerPents non oenirneuæ. tæs principaur serpents venimertx sont 'let crotales ou serpents

nEPrr[rs. BÀTRACTENT

164

ù

somttettes,læ Tngonocéptkoles, qui habitent les pays chauds, ct les Yipères ( fiS. 90 et 91), que I'on rencontre dans nos climats. Le venin des Serpents est sécrété par une glande rifirée stus la peâu, un peu cn arrière des yeur, et s'écoule par un canal qui aboutit à deur longues dents de la mâchoire supérieure. Ces dents ou crcchets sont mobiles, rabattues en arrière contre le palais quand la bouche est ferrnée, et ne se redressent que lorsque I'animal veut

mordre. Elles sont creusées d'un canal ou d'un sillon qui conduit le venin au fond de la plaie dans laquelle elles se sont implantées. Quand on a été mordu par un serpent venimeur, le meilleur moyen de prévenir les conséquences de cet accident est de sucer la morsure de façon à en ertraire, autant qu'il est possible, le venin qui s'y est intnoduit; cette opération est sans danger si l'on n'a aucune plaie daus la bouche. On cautérise ensuite la blessure avec la pierre infernale, un fer rouge ou un charbon ardent. Si c'est un membre qui a été mordu, on le serre fortement aûn de ralentir la circulation du sang dans cette partie. Pàrmi les Serfents non venimeux, on peut citer les Boas, énormes serpents d'Amérique, et ler Cou,leuvrcs, communes en France; Ges dernières se distinguent des Yipères par leur tête allongée couverte de larges plaques cornées. q,nirneuæ quirec913. Batraciens. - Lcs Botracieræ sont d,es serrùblcnt au,æ reptitret por la retpiratian pulmonaire d,ans l'û,gc ad,u,lte, et au,æ TtoissonE pû? larespi,rationbranchiale d,aru h jeune û,9e. Leur peau nue sécrète un liquide qui prhicnt la fussiccation, et qui est oenimcun chez le Cro,paud, et la Sqlqmand,re. Mëtamor pho set. L' æuf, déposé dans les lieur humides, donne naissance à un Têtard dont lo gorps, dtune seule venue, se termine par une large queue. Le Têtard ne Yit que dans I'eau et

respire par des branchies, extérieures d'abord, puis interues. Peu à peu les membres apparaissent, la queue tombe , et les

branchies sont remplacées par des poumons. Après cette série de transformations, qui s'effectnont dans I'espace de deux mois

otrYiron, l'animal est arrivé son plein développement.

à

Fig.93.

-

ûrnnodlle d'étrry.

Dtuisbn. On divise les Batraoions en trois ordres Anouræ, lee UrodèLæ, et les Pérennibranchæ.

:

ler

462

NOTIoNS gUR LES ËCIENCE8 PHISIQUES DT NATURELLES

r

Luanoures subissent des métamorphoser complètes et_n'oatpas de n iage adulte. Les deux principauxÀnoures sont: le Crapau'd' terrestre, utile pour [" guerre qu'il fait aur insectelr et la batracien -eterwu"tteaquatique

q"*"

mets recherché. 1ng.'921, dont les cuisses sont un en Les Urod,èle, coàr"rluult la queue toute leur vie ; Ia Salarn'andre son *"1i" p"io"ipai représentant. C'est un animal inoffensif, malgré S'il est vrai que la Salamandre peut 1'svsnir à la vie "ro"at'""poussant. it est faur qu;ellepuisse résister aux atteintes dufeu. ;;il;-";;;;iation, ''ï"r- ie"ràii,tr'o,r"h"t conservent non seulement la qulue , .mais Le Protée æt enco"u les branchies tout en acquérant des poumons'

or, pé""r,.ribranche qui

vit dani

les lacs soute$ainsl aussi est-il

à peu Près aveugle'

9[4. Poissons. - Les Poissons sont iles uertébt'ésaeryatiqwes; lewr cæur n'a que deuæ catsités, leur respit'ation se fait par d'es

Fig.94. Coupe transversalo

Repréeentation théorigue

cle

la circulation du

; D, ventricule ; c, oreillette; d, veinesl e,'û-î tères; f, caPillairee do nutri-

.r, branchies

d'une branchie.

sang

chez les Foissons.

{,

veine d'arrivée, arrivée du sang

noir; 2, artère de ro'

tour; 3, cartilage de

suPPort

de ia branchie.

tion.

d'écaillct' branchies 1 leur cor'ps, tout d"une uenQtet eEt .courert na'geovres' en transformés et leurs tnernbres sont que lè Les Poissons ont une circulation simple, c'est-à-dire danc le veines par les arrive : il rircuit qu'un Eeul sang nà fait

ponaoilg

463

j3l _qTt_le pousse dans les branchies, qrrec[ement

d'oir, purilïé,

aur organes, sans revenir au c@ur (ng. gS).

il

va

, qu'onappellevulgairement les ou,ies (fig. 94), consti_ . Lcs,braneÀiee tuenl I'appareil respiratoiièaes Poissons elles sont situées I latéralement sur les côtés de ra tête, et formées de quatre doubles séries de flamcnts rouges disposées sur des a"cr oss*x et protégées par une sorte de.go1ver.qle oa operanle. L,e.aa, pénétrant d-rn, i" bàuche, vient sortir derrière les onercures, baigne ïinsi tes u"anchiÀ,îiiu'aoro. l'oxygène qu'elle tiÀt en dissolu-tion. ï'es organes de locornotion sont res nageoi,resrsortesdemembranes maintenues par des rayons en forme d'évlntail, airpoJes latéralement (nageoires.paires : pectorares et ae_ntr'alcs), "t soit sursoit ra ligne médiane (nageoires impaires-: dorsale, snale poiÀsons ont Ie éorps protégé "t ""iàitil,--' .*'La -plupart des par' des écai,res (Perche, carpe); queiques-uns ont ta peau nuJetiisse (anguilre), ou rugueuse et chagrinée (Requin, Raie;.

!-ig. 95. (hupo lonSitudiuare d,un poisson blanc. a, compaltiment antérieur. r

s', compartiment postérieur' æ, æsophage.

I

Yessre uatatoire ;

un grand nombre de poissons sont milnis d,une sorte

dite natade sac rempli a'air oc"opa"r ra pr""e-à;-;;;;ns. cetre poche peut servir à-Ia respirari";; e3 gbnéral

toire,

i:il",gff:on {ui

;;ir

permef uo, poi."o's ae

oess,ie

organe

"ll;;;;r, î,ereùr-;; ;; à".""r,d.u

Les poissons

se multiplie't par des æufs, etreur fécondité est prodigieuse; Ia Morue re rrai""s-p""*"t pondre prusieurs ,et d'æufs, la carne des. centaines'dà *iii;,'Ë''c"îfiïiiîî''" m'lions trenre mille. A l'époqùe u:,t:_"1i"-à-- i"

î.iïL,_certaines o.i,iote" de poissons exécutent des migratrons parfois l"L'rondÀl", et res sardines viennenr du lùord brables, les saumonsrernoritent lesfleuves crîtec en bandes innompourpondre *o u"o douce,

ï*àgs ;";;;;;;ïos tandis que les Anguilles vont à Ë;;. r/€ porsson est un aliroent erceuent, aussi ra pêche est-elle une industrie universe'e.. p";;ù;;;;'re nombre des poissons nos rivièreÊ,

on pratigu* ta

pri"tarl;;;,

dans

qui consiste à necue'rir rer

464

NOTTONS SUR LES SCIENCES PHYSTQUES

ET NArIJR"ELLËË

æufs artificiellement et à les faire éclore dans des bassins fermés, afin de les sourtraire aux causes de tlestruction. Quand les petits a'leuitts sont assez forts, on les jette dans les rivières que I'on veut repeupler. Cette industrie prend chaque jour de nouveaux développements.

915. La classe des Poissons, qui est très nombreuser sc divise en six ordres: ,n | polssoNs / Rayons de la nageoire ossEux I dorsale risides ol| ou i_ : rÉrtosrÉtx' t*T;*:tl"nlitilrXl:":"". El ol ÀI u{ /Bouche transversale siÉI I tuee à la face infépolssoNs ) rieure du museau. ) cARTTLAGINEUx cARTILAGINEUx Bouche circulaire dis5 \\ 6 )I Booctre = ËI I posée pour la suc\ cion 3l

2

Squetette en partie osseux et partie cartila-

I -ii";,';... H[ û\ $ \ nespi"ation bronchiale et pulmonaire U\ oudeuxpoumons)...... E

2tG. Téleostéens.

M^r.rcoprÉRycr*N'.

SÉr,lcrnns,

cvcr'osrouss' GrNoinrs.

(un Drpxsustrs.

- Iu Acanthoptérygi'erzs. -

I'ig. 9ô.

-

Les

Percbes, pdreons d'eau douee.

,Letnthoptérygiens sont: le Moqueræ,u etle Thon, qui vivent dans le rnerl la Perihe, poisson de rivière(ffS.96).1-eTh,on est-commun dans taMéd,iterranée ; il fournit une chairtrès appreeiée et facile à consener.

tffi

POTSSONE

Les principaur Malo,coptérygiene sont rr . Moru.e, -l[olæoptgryU-lens, la le Merlnmrl-e -_ Hareng,la Sard,ine, poisson-s-de merl le Sa,tnnon, le Brochet_, I'Angui.ltà, la Carpe, lâ'Truite, le Gouj'on, poissons de rivière. La Morue, que nos àarins vont pêâher à îemeNeuve,. est un_ poisson estimé pour sa chair et pour l"huile que I'on retire de son foie. Le Hareng se pêche à I'autàmne dans les mers du Nord, où il vient pour frayer en banes très serrés; c'est un poisson excellent et à bon marché. Ld sard,ine, pêchée aussi sur nos côtes, sert à faire des conserves à l'huile. n'eigultte vit dans les eaur d_ouces, mais elle va pondre à la mer ra chaii de ce poisson est des I 2o

plus délicates.

217. Poissons cartilagineux. Les sélaciens ont un - l. sétaciens. squelette cartilagineur, et leur bouche est située à la face inférieure du museau. Le Requin, principal sélacien, est un énorme poisson dont la bouche est armée de dents nombreuses ei pointues; il esi très redou1.!lg' qême pour I'homme. sa peau rugueùse sert à polir le bois et fui"9- des objets d.e maroquinerie. La É.aic et la Torpi,ile sont aussi 1 des sélaciensl le dernier possède un appareil électrique qui lui permet de donner de fortes commotions. 2. Çvclostomes. Les.cyclostomes ont la bouche circulaire disposée ptrur la succion; le principal poisson de cette subdivision est la'IamTtroie, espèce de poisson de riviére semblable à un serpent.

.

Poissons- ganoïdes.

a Ie squelette tantôt

osseux,

tantôt carr.ilagineuxl ce -L'Esturgeon grand poisson, très commun dans la Méditerranée, est pêché surtout pour sa vessie natatoire, dont on fait une colle de poisson très estimèe.

218. Dipneustes. Dtpneustes ressemblent aux BaFacre's - Les par leur vessie natatoire transfdrmée en poumon, ce gui leur permet de -respirer dans I'air I ils ressembrent aux'poissons pu"iào"r o"çoires et leurs branchies. Les principaur sont : le protoptiru et re ccratodus; ce dernier est gommun en Australie. QussnoNNâ,rRE. euels sont les caractères des oiseaux ? sur quoi est basée leur classiûcation ? DilÏérence entre les Gallinacés et les colombing. titez des Passereaux utiles et des passereaux nuisibles, euels sont les carac_

-

-

-

*

-

tèreedes Reptiles? euelle dilrérence y a-t-il entre les crocodiii,ens et res sauriens ? Que faut'- il .faire_ quand on- est mordu par une vipère r compourquoi Ie crapaud est-il un'animal ment respirent les Greuouilles? utile? citez deg Poissons d'eau douco et des poissons dâ mer, et dites I'ordre auçtel llt appaltieruurnt.

-

-

-

-

-

{6

6

fiouoNf,

lûl Lts lclrNcrË

PHTgIQUES

CHAPITRE

rr

HÀTURrLl.lg

III

TMBRANCIIËMENTS DES tUNIcIEnS

m

DES M0LLUSqUES

que l'upparence les Tuni' ' - A me consi'd,érer sont d,es animauæ que l,'on cla,sserui,t dans les derniers ëche' après les irnmédi'atement rd,nqe les on Pourtant sërie. b ioÀ a" Virtébres, ù causc de la, présmce dlume cord,e dorsale ntrueu,gc a,nalogue-ù ta moellc épi.nière des uertébrés. Leut corps est enoe iaied"a,une tunique forrné,e d,'une etpèce d,e_cell,ulnse. Les uns, La Claætrme, vivent ûrés; tandis que d'autresr_ les Salpes, "Jrii-" nageors. Ces animaux peuvent se reproduire par bourgeonnesàrrt ment ou Par des æufs. rnou, genële ggo. Moltusques. - I'es Mollusques ont corps ralement d,ioisé en, tr:ois ptltres: le mantea,u, l4 coquille et Ic nieil,. Leur sllstènLe nefaeu,æ se conxpose d'une paire d,e gon*otions cérëbiotiles rattachés Pd,f un coll,ier ù ileuæ paires d'c q,pp çr eil eir eulatoir e est I acunair e, a,n a Lions ab d, orninauæ. L' et lcs artères il, g a d,et lacuræs aeines l,es qu,entre i,rri-a-atre

21.9. Tuniciors.

cllri

oo

et mon des caPillaites. Le manteat est u.n repli de Ia peau qui protège Ie corps entièrement ou en pafiie; entre Ie manteau et le corps se trouvent

i.ï Urunrfties. La coquille est une enveloppe calcaire sécrétée par le manteau, sa forme est très variable,_et parfois elle est iîrinr visible , chez la limaee, par exemple. Le pied est la troi,iË*r partie du corps : iI sert parfois de support à I'animal,

chez I'escargôt; d'autres fois o'est une couronne de bras, commo --on cela se voit chez lesenCéphalopodes' trois classes :las cëThaloltoiles, aioire les Mollusques les Lamellibranches et les Gastéropodes' ggl. céphalopodes. - Lcs Cfuhalopod,es ont l.u tête entour& ou diæ , qui setaent a,ii" couionne-itre bras au nombre de hwit préhension' ile et locomotion ile cllorgames à-ià

;;;*d

toæ

propriété ces animaux nagent â reculons et possèdent la curieuse soustraire de et corps leur de couleur Ia volJnté à le. a"-"i*à"t ;;.i tË foursuite de leurs ennemis. Les p-rilgnaux Céphalopodes

,oJ, iu poulpc -p;ip;t

ou pieuare,l,argonantterla seiche

etleqalmar.

Les

aftei{nent parfois dâ grandes dimensions et sont redoutab}es enlacer de leurs tentacules. L'A* lou"^tes ""géors qu'ils^peuvent connme d'unc gon*u&e vogue ,o, l*t flàts, so servant tle sa eoquille

IUNICIERS ET

barque..ta

s-eælæ

UOLLUËQUES

16?

(fig. g?) esttrès communesurnoc eôtec, cilc

Ia sëpia, utitisée par les pri*r*l iT_"_r{":-lTy", corlË une co-

dans son

o"

fournit

i*ol""

;l:T,:,ffH*îffii rÉ ffiiiinHffi;#î: ((3se-hÆ

"ouri

,ï''ffi,,fîrt; ^â

\ w-

W}W pas distincte, on les

appelle aussi

Tthales; ils sont

Acé-

Fig.gJ.-

seiche conîft,rrr€.

enfe_rmés d,ans une coquille bivalve qu'ils ouvrent à volonté. L'Htâtre etla Mouhsont les plus connus . L'Hiitrese fixe aur mchers et s'immobilise toute sa vie; elle se nourrit d.es substances qne lui apporte I'eau de merl I'Huitre se multiplie rapidement. rnais on peut encore assunsr I'aceoissement de I'espèce en pratiquant l'élevage ou ostrébulhtre; c'est ainsi que I'hul-

tre est élevée dans leÊ parcs d'Arcaehon et de Marennes. Uiluître pæWre ov pi.ntadbw sécrète la nacre et produit aussi les perlee finesrsi recherchées; elle est sun-

tout abondante à Tahiti et aux lles Bahrein- (golfe Persique). Les Moules peuvent se fixer ou se déplacer à volonté; leur chair est moins déIicate guc celle des Hultres, mais leur prir plus abordable

en fait le mets des pauvres. À la Rochelle, ou élève les Moules- à I'aide de bouchots ou pieur enfouis dans la vase. . 993. Gastôropodoc. GasHro- Lessur poiles ont wn pied charmil lequel ils rampeni. PresEue tous ont une coqailln contournëe e* qtirale et fermee qwlqæfois par un opercule"

L*

F,E.

98.-

Ercaryot.

&qgtét'ryodet o;érictæ respirent par un pourÊon. L,EsærgN

d

4ô8 NorIoNs sun LEs scIENcEs PHYlrQUns

ET NATURELLES

la Lima,ce sont les plus communs ; ce sont des animaur fort nuisiblee

,

qui dévorent les feùilles tendres et les bourgeons de nos jardins. Ler

.Èosfiropod,es a.quatiques respirent ordinairement par

des-

branchies I la

les plui commons dans li mer sont: la Pourpre-, gui fournit matiôre colorante si recherchée, la PorcebinerleQæque, etc'

;.' '

Pourquoi les Tu1iciers sout-ils classés à la euite deg Ver' QUESTIONNÀIRE. Pourtébrés ? Comment eo fait la circulation du sang chez les lfiollusguee? Pourguoi lel Lnnetlibranches sont'ilr quoi les Limaces sont-elles nuisiblee ? rirsi appetée? Quappelle-t-on ostréiculttue?

-

-

-

-

-

CHAPITRE IY EMBRANCNEMEMENTS DES ARIEROPOI'ES

Ef

IIES VERS

I. Les Arthropodes. g94. ou Annelës, ont le corl's - Les Arthropodes ow Articules, formé d,'anneau,æ etpourmt' de mcmbres articulés, ce quiles d;istingue iles Vers, Leur système nen)euÆ consi,ste en wne chaîne d,e gangli,ons plq,cés suiuant la ligne mëiliane ilu corps I -lc gq,ngtiin céphâIique est situé a,u'd,e*sus ile l'æsopthag.e, tandt's que-tes auties sont sitttcs s,u--dÆssous d'u ca,nal d'igestif ' on les divise en quatre grandes classes, suivant le tableau

ci-dessous

:

/

ÀBTlcutÉs

Sir membres.

I orrr"

ItcSsCrnS.

i8 pattes.

ARÂCHNIDES.

l Respiration ) t*".-hé"ntte' lætirs de I pattes' Mvnnponns' CnusrecÉs. \ membres. ( Respiration branchiale.

rn#Jporusi a.'rir

..

distinguent des autres 29t3. Insncrns. - Les Insectes se Annelés, parce qu'ils ont trois paires de pattes et--gue leur corps esi ai"isé en trois parties :la tête,le thoran el l'abdomcn

(fis. ee). 226. Tôte. - La tête, touiours très distincte du thorar, porte les ontetrnes et les organes. de la masti'cati'om' !&ærles gros, tantôtsimples'commc t6s yeur tont immobiles,-relativement

cn., tJ, rertébrés, tantot

ffiT;:":-"-à-dire

rormés

d'une multitude de petits yeur âistinlts, placés les unr

autres.

i

.r"l:

côté der

vulgairement appelées corttcs, sont insérées sur lso "*" ?!*nes, Ia téte, et affectent les formes les pius variées ces appen_

eotes de

dices, au nombre de deur, sont res organeÀ du toucher; et de Ïodo-

rat,

sens extrêmement déve-

loppés chez les Insectes.

Labouche des lnsectes broyeu,rs comptetrois paires d'ap-

pendices, qui sont les mand,tfub, les mâclnires etla lèurc

inf Manre.

Ces organes sont des

appareils puissants, qui peuvent rnnger et perforer le bois, le plomb et même la pierre.

Fig. 99. - Division du corps d,un insecte. Nomenclature des diverses parties d'un Coléoptère : o, tôte; b, thorax antérieur ( protothorax ); c, thorax moyen (mésothorax); d, thorax inférieur (métathotax) ; e, ailes; f, abdomen; g, aile repliée au repos; 7i , élytre ou étui corné ; d, entennes ou organes du toucher.

I,'ig. 100, Tête de Papillon (grossie). a

,'oil

à facettes ou réseau d'yeux ; antennes; z, lèwe inférieuro; s, trompe ou suçoir.

f,

chez les Imsectes lêcheurs, la lèvre inférieure devient une sorte qui leur permet de lécher leluc des lleurs. chez les rnsectes su,ceurs, les pièces. buccales sout profondément modifiées et adaptéeq au régime pârticuiier de I'animal. iinsi les pa_ pillons sont munis d'we tromptJ dont la longueur est plusieurs fois celle du corps. Enûn les rnseetes piqueurs ont les mandibules transforméeg en rtylets perforantsl ce qui leur permet de percer la peau de leur proie ct d'en sucer le sang. de languette

227. Thorax et rnembres. tltora:n est toujo'rs forrné cle - Leune trois anneaux, qui portent chacu' paire de paites; ce sont : le protothor.aæ, le ntésothoraæ et le nûlutltoruæ.

{7t}

riorloNs sun Les scrxNcs$ FHysIeuEs

s"

nÀTURgLtrs$

Lea pattes, dont la forme dépenil du genre de vie de I'insectc, comprénnent \a hanche, h cuisse, la jo'mbe etle tarse (fig. lOf ). Le tarse est constitué par une série d'articles emboltés les uns dans

les autres, et dont le

nombre variable est un caractère de clas' sification. grand nombre Ailes. - Un d.'insectes ont deur paires d'ailes ff.xées, la première au mésothorax, et la deuxièrne au métathorar. Dans certaines espèces (Hannetotu, Cocænelle), la. Première

Fig, {0{. - Pied d'Insecte. h, hanche; c, cuisse;j, jambo; ,,

paire est formée d'ailes dures,

cornées, qu'on appelle élYtres; les élytres sont improPres au vol, et servent d'étui protecteur à la deuxième paire d'ailes. Certains Insecies (Mouches, Cousins) n'ont qu'une seule paire d'ailes, firéo au mésothorax I les ailes postérieures sont alors transformées en petits organes, nommés balanciqsn qui maintiennent I'insecte en équilibre pendant le vol.

228. Abilomen.

tar6e.

L'abdomen est formé d'anneaux

qui

ne

portent ni pattes ni ailes. Sur chaeun de ces anneaux se trouvent de petits orifices latéraux nommés stigmates.' ce sont les ertrdmités des irachées, canaux toujours ouverts où I'air entre et circule librement.

229. CirculatiOn et respiration. - Les insectes ont un vaisseau dorsal, où le sang circule d.'arrière en avant ; p,uis il to_mbe dans la cavité générale, ie purifie eu contact de I'airdes trachées, et retourne au vairseau dorsal.

2SO. Métamorphoses des insectos. - Les Insectes sont ovipares I nnais beaucoup .ont loin d'avoir atteint leur complet développement au sortir de l'æy,f , et doivent subir une série de métarnorphoses avant d'y parvenir. iæ premier état de I'Insecte est celui de lartse ou de chenille. La larve est formée d'un certain nombre d'anneautr réguliers, nus ou couverts de poils. Après plusieurs mues, elle cesse de manger, s'enfonce dans ia terre, et Jengourdit, ou bien elle file un cocon dans lequel elle s'enferme ; son corp6 s€ couvre alors d'une peau dure, Coinéu, et tornbe dans une sorte de mort apparente; c'est I'état de nymphe -Pendantou chrysalide, ce temps, I'Insecte éprouve des modifications importantes I certains organes disparaissent, tandis que d'autres -se développent. Enfin, aprèÉ un temps plus ou moins long, il se débarrasse de set enveloppes et sort à l'état d'Insecte parfait. Iæs Papillons présentent cette serie de phénomènee d'une fagon æmarqueblc.

!:ll.

ÀRrrnopoDlt

ttasrification

,

a?l

des Insocter. Lec Insecter re divisent en quaûre Eroupes si I'on se base sur ra conformation aà1r"ppareil dc

-

Irig. 102. - Métamorphoses du papillon machaon. papillon. I. Larve (chenille). - II. Chryealide. - III. préhension; on distingue: les broyeurs,les lécheurs, les suceurs

et, les piqueu rs. M ais si I'on prend comm s s3 lactères différentiels le nornbre et la forme des ailes, on obtient la classification suivante :

12

Ailes

a

Ê{

>.

dissemblables.

tn fEl

H (-l

(n

z

a

)

g

I \

t c'

I !

éIytres cornées,métamorphoses corn-

ptètes. pseucloélytres,mé-

tamorphoses in-

eomplètes.. . ailes / MétamorPhoses comsemblables I plètes. à )Uut".o"phoses innervuresserrees. ( complètes . . . .

OnrxoprÈnns.

4

Insectes

J

Ferasites.

PspuponÉvnoprÈRrs

& ailes à mailles peu serrées,

I métamorphoses complètes. { t* ailes couvertes d'écailles, mélnsectes I tamorphoses complètes . suceurs. ) 4 ailes en général, métamor( phoses incomplètes Insectes | 2aileset quelquefoispas dutoutn piqueurr. I métamorphoses complèter .

lécheurs.

NÉvnoprÈnrs.

. i | !

ù?

r. . . r| . r

c

HvuÉnoprÈnns. LÉprooprÈnrs.

HÉutprÈnls. DprÈnns

(ou mouches). lnsrcrns rBrÈnxs.

472

NOTIOIII' 3UR

I,!g

PHTSIQUIÊ ET I{ÀTURELLIS

'CIIxCISse reconnaissent facilement à leurr Qoléoptèræ. - Les Coléoptè+es élyires tornées couvrant pârfaitement la deuxième paire,l'^t]::: l:

: À /+-€,

dléoptères utiles sont

lôs Qarabes, grands chasseurs de Limaces

et de Xarves I le Scarabée ou Bousier, qui détruit les €xcréments et les disperse dans la terre; la Coccinelle ot Bête

ù bon Dieu, qui fait la guerre aux Puceronr; la Canthoride, ou .rarainière. ylilit:",,p111 ucrrye svre oore vs Fig. r0B. rrs'' rvu' - carabo lu11:1"1iÎl--lo,les plus nuiLes coléoptères gibles sont : le Charançon ou Calamdre da blé, le Lucame ou Cerf-

uolant , insecte à fortes mandibules, dont la larve creuse le tronc des arùres, et le Hanneton, dont la larve ou aer blanc vit troir ans dans le sol, y causant de grands ravages I e'est le plus nuisible des Coléoptères.

peut citerla - Comme exemples d'Orthoptères, on cuisine ou Cafard,,la Monte religieuse ou Prega,-Diourle Grilton oa Cri-cri,rla Courtili,ère ou Taupte-Grùllon, qui dévaste les jardins potagers, et les insectes sauteurs, tels que les Criquets et les -Sauteràll,es, animaur voraces qui sont un des fléaux de I'Egypte et de I'Algérie. Le Perce-oreilt,e, insecte nuisible, est aussi un Orthoptère. Néuroptères. - Le Fourmi-li,on est le principal néwoptère à métnmorphoses complêtes I sa larve se creuse dans le sable un trou en forme d'entonnoir pour y faire tomber les insectes et les dévoren.

Orthoptères.

Blatte

di

t'ig. P s and,onéuroptèr es

104.

-

(ou néu roptèr

Fourmi-lion. es ù' nn

étamorp ho ses incomplètesl.

Ce genre comprend t la Libeltule, qui se tient de préférence au -bord des étangs, et fait la chasse aux mouches. - Le Terrnite, grande fourmi de I'Afrique australe qui vit en troupes nombreuses r et que

les ind.igènes mangent volontiert. Eyménoptères, - Les Hyménoptères les plus connus sont : leg Abeilles, les Gaêpes et les Fourmis. Les Abei'lles vivent en communauté dans des ruches naturelles ou artifrcielles. On distingue trois mtrtes d'Abeilles dans une rqche ; les mdles ou Bowrdonsl la reinc' gui

ÀRÎUROPODD8

4?!

pond un très grand nombre d'æufs, elles wlt*ret Ccs dernièrcr ront lee plus nombreuses I elles puisent dang les fleurl lec cubstancet qui leur servent à faire le miel, et leur abdomen sécrète la cire qui forme les alvéoles où la reine dépose les æufs. Chaque ruche ne doit posséder qu'une seule reine; s'il y en a deur, la plud ancienne sort avec un certain nombre d'ouvrières et forme un nouvel essaim qui va

r'établir ailleurs.

Les Guêpes et les Freloros ressemblent par leurs mæun aux Abeillss mais ce sont des insectes plutôt nuisibles qu'utiles.

Les Fourmis vivent également en républiques d.ans des nids ou fourmilières qu'elles creusent en terre: elles se nounissent de matières sucrées qu'elles trouvent dans les fruits de nos jardins. Lépidoptèrer. - Les Lépid,optères ou pa,pillons ont les ailes couvertes d'écailles microscopiques, qui s'attachent aur doigts dès qu'on les touche. Les uns ne volent que le jour, ce sont les papiilons

d'iurnes; ils sont souvent parés des couleurs les plus brillantes et tiennent leurs ailes verticales pendant le repos. D'auires papillons ne volent que le soir ou la nuit I on les appelle c,répusculai.res ou nocturnesl au repos, leurs ailes sont horizontales ou abaissées. r,es Papillons les plus nuisibles dans nos contrées sont : le pi.éride d,u chou,la Py_rale de la vigne et Ie Spft.ynæ Tête-d,e-Mort, qui rnange les feuilles des pommes de terre. Le Bonr,byæ du mùrier est un Papillon nocturne, dont la larve, nommée aer ù soàe, se nourrit de feuilles de mùrier et file un cocon de soie; on l'élève dans les magnaneries. rIëntiptères. - tes Hémiptères les plus connus sont :

Fig. 105.

-

CEstre.

Fig.

106.

*

les punaises

Puce (grossiel.

et des maisonsl les Cigates d,u Mid.i, dont le cri monotone par un appareil spécial placé dans I'abdomen I le Phylloæéra d.e laaigne, dont les ravagesr-depuis {8?b, se montent à plusieurs milliards. On le combat par I'immersion des ceps, par leÀulfure de carbonel mais Ie moyen le meilleur est de se servir, comme porte-grelïe, du plant américain, dont la racine robuste résiste aux attaques de I'insecte . La cocheniltc rfes pays chauds est un petit Hémiptère qui fournit la matière rouge apiel?e carmindes bois

est produit

&14

NOîIONS SUR

IES

ET NAII]IIELLES

SCIENCES PH1ISIQUES

Diptères,*LesDi,ptèt,essontrlesinsectesredoutésàclrusede

leurs piqùres I les plus- comrnuns sont tlesn'louches, qui propagent les souvent les maladies contagieuses. en transpoltant_les mjcroltes I 'I'aotts ct Cousins, encore plus insufrporta5ies qtre les Mo'ches 1 les Ies @stres, qui piquent les bæufs eI les c]revaux' et le Pott, sont dépourvus clailt's :l-t:::: '+pter'"r.'--1 I,u Puce solns en iarasites sur I'homme oû ne s'en débltt'rasse qlle par des a'ssidus de propreté.

Lccot'Psd'es'Lracltttitlesn"urltterleu"æ 939.An.tcuNluns-_ 'te

d,tuisiorts:

céTtlml.othoruæ,qtàrtattt

Lcs

quatre.part'es tle 1'tattes'

et l'abdomen, qut est le'q,t,,u tou'ctt't de fotme

globtr'Leu'se

(lig. {07).

tlo la soic, Plusieurs espèces possèdenl uu appareil It'otl rrcLetrt, eltcs qrri leur sert à tisserïes toiles pour captrrrerl les Insectcs donl, sc nourrissent.

Fig. 1u8. Fig. t0?.

-

Àraignée des caves'

(

-

ScorPion d'llurope

grancleur naturelle ).

Scortr,es Àrachnides les plus remarcluables sont les Araignées ,les pions et le Sat'coPte de la gale. ' læs Araignées^, désagréàbles d,ans les appartements, sont cependani utiles,""", uU", pùnnent à leurs piègôs un grand nombre de Mouches. Le Scorpiozr, du midi rle la France est peu dangereux I mais celui lst redoutable, et sa piqûre peut être rnortelle pour I'homme. a'lr"iq"e - -Le SarcoTtte de la gale vit en parasih sur le corps des animaur et

de I'hommâ. II dépoie ses ceufi entre le derme et l'épiderme ' ce çri occasonnc ler démangeeironr violcntos gui caraetérigent eette melrdic.

ANÎIIROPODES t75 938. MynlapoDns.Let Myr.iapod,es, ainsi nornmés ù cause ttu grand' nombre d'e- reurs piues, ont tLcorp$ rorÀîà;""neauæ chqcun

Ttortant

ffis;tli

;ii$ii:"::Tl

une ou

d,euæ

paires

d"e

membris.

er ;î"i:,:"r:..r"^11:,1,gb.,"y,, .humides. Les prur -,tn^d'tr,ue',r\'" ;;i; iiï' ai"Ë, lî *!:l : ::.:ïp:."

;iiiti;f l',,ï,ïl,l;:lé**ï:tl;;;,i;;"ii::'i;;,"i:;3if;', qui sécrètent un liquide vànirneux, 934, CnusrrcÉs. Les Crusts"_

cés ont _l.e corps cornposë de seg_ ments d,istincts et recoutsert d,,un épid,erme cornti, encroû,té d.e car_ bonate d,e chauæ. C ette caraqtd,ce se détaehe de t ernp s en temp s rlâiss ant

d nu un nouael épid,erme, qui ne tarde ltas à durcir lui-même, Les Crustacés sont presgue tous

aquatiques et respirerrt par cies brarr_ chies. Ils peuveni vivre-hors de I'eau aussi longtemps gue leurs br.anchies demeurertt humides. Les principaux Crustacés sont : l,Ecreuisse,le IIo_

mard, Ia Langoutte, le Crabe et le

Fig. 109. Cloporte. - Écreviss€. Le corps d'une Écrevi_sse (flg. 10g) est formé de trois Darties : l,

h'ig. 110.

-

Crebc toulteau.

Ic thorax et I'abdomen..La tête, peu distincte du thorax, porte deux pairrec d'antennesr organes du tact, et ^qix paires de pattes-mâchoires; Ie thorar sst ûruni de cinq pairer de paites loccinnot"**r;;;i la pre-

[76

ET NÀTuRELLas NolIoNs suR LEs gclnNcrs PIrrsIQuEs

mièrepaireforrnelespinces'organesdedéfense;l'abdomenporte dans pattes-n'ajeoirés î9i3e visibles. l.|Êæeuisse vit sept paires de

f

comme I'on.fait pour les eaux douces; ott i;Ëï"u" artificiellement' pêché surtout à Te*emarin Ies hurtres. Le Homàrd-"rt "" crustacé les côtes rocailleuses. La Neuve. La Langourir-ir"uit" de préférence transparent : sa chair a un test pius letite, Cranetterbeaucoup -calcaire aur précédents nullement ressemble nô 1,"^crà,u, estimée. est très carapace ; il vit sur ra sous replié Jest Eon cmstacés, car "râo*"" pr*i"""s de ses variétés sont comestibler. les côtes de ta meri"i

II. Les Vers' corps cyli'nd'riqu'e foryë d"an' ile mermbres a'rti'

- I'es Vers ont le clTpouruus necntæ smùlables r- mais ils sont 9il$. Vers.

les AnnéIides culés. On les il,i,tsise en rleun classesi minthes.

et les HeId'anneaul

est formé 236. Annéliites. - Le corps des AnnéIid'es des soies généralement portant serrés' très et distincts,très nombreux de ces animaux rrômbre grand Uri gui servent d'o"g",r"Jï"o*otuott' la partie du corps qu'on ont ta singulière p""pïJiË a" reprodilire

leur aurait enlevée. (fig' 1@h l'Aténboledae pêcltcwt Les principaur sont z la Somgsue et le iotnWc ot ver de tP'rre'

Fig. 1{1.

-

Sangsue médicinale.

deux ventouscs qui lerrr l-as Sangsues ont le corps terminé par elles sucent le sang._ En dont animaux les sur fixer ,.il"rrt- e Ëe beaucoupl diminue S""gtt'"" â", 91 en élève médecine, l'usage ;;;;î;;i -;;;Ë a""' r"" àarais, spécialement vers I'ouest de la France.

Le Ver

t"i-"irrur,

d,e teme, que

ameublit

I'on trouve partout creuse des galeries sou' et contriùue à lui donner de la fertilité.

i" i""ru

2sT.Ilelminthes._LesHelminthessontdesanimauxdépourvur des autres ani-

d'appareils locomoteurt, maux.

-i;;

J

"i""nt

dans les organes

principaur sont : le Tënio ou Ver solitaire

Vers mtestiruo/v,9c.

'

la

Tn'chottc

et lel

vERs.

-

ÉcgrnoDEFMEs

477

Le Témia vit dans le tube digestif de I'homme et peut atteindre deux ou trois mètres de long. Il ir'a pas tle cavité di$estive, mais ii puise par contact les principes nutritifs: aussi sa présence détermine une faim insa_ tiable. Il se fixe par une tête ou scolex pourvue de crochets; cette tête est sui_ vie d'un grand nombre d,anneaux plats rlont le nombre s'accrott sans cessu.

r,t dont les derniers sont remplis d'æufs. Si ces oufs, rejetés avec les e]xcréments. ront mangés par un porc, ils éclosent dans le corps de I'animal et lui donnent

la ladrerie. Un homme qui mangera de la viande-ladre, incomplètemenf cuite,

Fig. 112. Trichines eukystées dans un nusclo (très groesieq),

aura peu de temps après des Ténias dané I'appareil digestif. La Trichine s'enkyste, c'est-à-dire se revêt d'une couche résistante, dans les muscles du porc I si l'homme mange de ra viande irichinée mal cuiler les trichinôs_ passent dans les miscles et peurlnt causer une maladie mortelle ,la trichinose. Q-uEsrroNNArRE. euers sont res caractères qui distinguent les Vers ot res Arthropodes? De combien de parties se compose le côrps d'un insecte ? Nommez des coléoptères utiles et des coréoptèrôs nuisibb.. oo"i" sont lee ùommez le" ryincipaur-lryménoptères?- eueile est l'utùté des Araignée-"? Cruetacés les plus corîmrrns. Quel eet leur modo de rËspiration eo"U"" précautions faut-ll prendre quand on mange de ra viande au po"" r-

-

-

-

-j

i'_

-

CHAPITRE

Y

EMBNANCHEMENTS DES ÉCNINODERMES, DES CGI.ENTÉRÉS, IIES SPONGIAIRES ET DES PROTOZOAIRES

93s.

ÉcnnoopnuEs.

!'épines. d,e celles

du

Les Échinod,ermes sont d,es animauæ

peau,- d,ure et calcaire, est sotnent hérissée appareir di,gestif est un tibe à, parois d,istinctet

la ryriy ilont r*ur

oorps.

Échinodermes sont : les Astéries ou Étoitns d,c ^principaurmer (fig.110) et les Oursins. r+a astcrics sont ainsi appelées à cause de leur forme étoilée: Ies ourtbæ ont le corps globuleux, rnais le test calcaire est rormé de cinq Les

{6*

{18

NorIoNs gun LEg gcrËNcrs pursreurs ET NArrrRELLrs

,drvirioru bien die{inetes, quoiquc sondées ensemble. Ils sont comestib I es

9llD. CcrunnrenÉs ou Po- 12Â tæIcntérés ont un aprpdràl ùùgestif ré-

LYPIERs.

ù unn dmple caoité, çIui a 'pour perois celles

d,uit

mëmes d,u

cows. Ils

diuism,t en dana Ies Acalèptlws

et

se sub

cl"s^eses:

les Poly-

picrs.

zt*O. Acalèphes.

Les

Acalàphes sont des animaux gélatineux, transparents, qui ûottent dans les eaur de la mer I ils ont la forme d'uhe cloche dont les bords portent

FIg. 113.

-

des tentacules simples ou

Astérie colnmutro.

de préhension et de locomotion.

Er. :

rami-

fiés qui leur servent d'organer les Môduses ou Ortus de rner.

Polypiers ont également le corps gélati- Les nombreur neux, muni de tentacules entourant la bouche (d'où leur norn de polypes), et possèdent presque tous la feculté de se grouper en colonie sur un support ramifié, formé par des concrétions ealceires dg AtruCtUre très vari.in ilrnlqtlip.rs\.

2&'1. Polypiers.

Fig. {1{.

-

Actinies ou Anérqones de msr,

Iæs Polypes les plus communs sont : les Actiniaq les .Elydras d'eau douce, les Madrëpores et les Coralliabcs. Les Acti,nics ou Ànémones de mer se firent aur roeherg des côtes; leur bouche est entourée de tentacules disposées comme les pétales d'une lleur et coloréen de têintes variées, d'où leur nom d'anémoner.

ÊPOt{Ot^rRËË.

Pf,oTOtOArRts

{79

Madréporæ, très eommuns dans res mers du paciflque, forment plt lj"-" support calcaire, peu au-dessous de la surface dà iJmer, aes récifs dangereux. Les coràniaires sont des porypes;i;""t Lo g"oup" sur un support calcaire de couleur rouge nommé polypier du éoraii; le corail, f"9ul9"t sur les côtes de lArglrie, *ectËi"t à po,rr faire I*na

"rt

des objets de bijouterre.

242.

SpolscrÀrRrs.

Les Spongia,ires sont de petits animaux qui,

- premiôrs iemps de d'abord libres dans les Ieur existence, se groupent ensuite en colo_

nres nombreuses, et sécrètent alors une ma_ tière calcaire ou siliceuse, qui forme bientôt

une masse solide extrêmement poreuse, des-

tinée â Ioger la colonie dont I'ensemble constitue une Eponge (fig. llb). Les Eponges ont la forme d'une sphère ou ,. d'une coupe qui s'aecroit peu à peo, à *e-

sure que de nouveaux individus prennent naissance par bourgeonnemcnt.

trouve lgr plus belles Eponges le long des côtes de Syrie, où leur pêchË conFig. t{5. stitue une industrie importante. - Éponge. c!g" les -Éponges il n'y a aucun organe spéciarement destiné à une lonction; I'animal se nàurrit des mlatièr"r qne lui apporie Ïeau en circulant librement par ses pores ou oscules. que I'on utilise sous re nom d'éponge n'est que le squelette de -- -ce l'éponge vivante, dont on a enlevé ra partie o"gaoisoe géluti';or".

943.

PnorozoÀrREs.

Les protozoaires sont ainsi nommés

parce quoils constituent- le premier échelon de la série animale. Les plus simples, en elï'et, ont une organisation teilÀent élé-

mentaire, qu'ils se montrent sous I'aspect d'une masse gélatineuse

animée de mouvements cbntractiles et de forme constamment variable. Les Protozoaires se subdivisent en deux classes : les Infusoires eL

les

Rhi,zopod,es.

24&, Infusoires.

Les

Infwoi,ret

sont des- animaux microscropiques qui se développent ordinai-

(fig. {{6)

rement dans les infusions végétales ou animales ou dans les eaux stàgnantes. Fig. 116. Leurs formes sont extrêmemenfvariées. - Infusoires Les Infusoircs uaissent leE uns d,es Yues soua un fort grosoisseneat, autres par segmentation, ou se reproduisent par des germes que I'air ou.l'eau transportent et répandeqf iartout, et qui se a?vetfipent loruqu'ils re trouvent dans des conditions Êvorables.

lEO NouoNg srln Lts

scIENcEs PHYSIQUES ET NÀTunFLLlg

245. Rhizopoilor. - Ler Rhizopod'et sont leg dernienr représsn' tants de ta séiie animale. Lcur corps, d'une ertnême simplicité, cst

forrné de protoplasma granuleux qui, dans la plupart des cas, sécrète des matièr-es calcaires ou siliceuses, sous forme d'aigUilles, de piquants, de coquilles parfois très élégantes. A cette dâsse appartiennent les Amibes, les Rad'inhiror et les

Forominifbes.

eursrronulRr. - Pourquoi les Éæhinodermes Bont-ils ainsi nommés? Quel est co qui caractérise les Pollryiers ? Quo fait - on tlu corail ?

Qu'egt -

là crractère-distinctif des

- trouve-t-on surtout? sevol'voua des Infusoires?

Éponges ? Où lec

errectôrc des Protozosircr.

-Que

-

-Indiquez

lo

CHAPITRE VI

AITIMAUT UTII,ES ,!r,ll;6.

Ddfinition.

Les animaur utiles sont ceur dont nous tironn

parti, soit pour notre- subgistance, soit pour les services qu'ils

nous

rendént, rôit poo" les produits industriels què nous en_ retirons. on range également dans cette catégorie tous les animaur destmcteurs d'espèces nuisibles. 241, Le bétail. - Par bétail on entend les animaur de ferme, Bæufs, Moutorus, Porcs, etc., à I'exception des Chevaur, des Chiens et dés volailles. On peut le subdiviser en gros bétail (Bæufs, Vaches, etc.), et en nu,enu béta,il (trIoutons, Porcs, Chèwes, 9t".). Oirire les erqrais excellents que fournissent la plupa$ des bestiaur, etle ffoôait que peuvent produire quelques-u_ns-d'entre eul, ils constituent I'une ileJ plus précieuses ressources de I'agriculture t par les dilférents produits d'alirnentation qu'il,s donnent en abondance, àomme la oia'ndà de bouchcria , le lait, le beun'e, les fromaget , el par les importants produits inilustriels qu'on en retire, comme les ouirs et les laimæ. Les principaux mtmmifères composant le Mtail ordinaire sont ler Bæufs, les Muttow rlea Porcs et les Chènsres. U' nn"f est, sans contredit, I'une des espèces -de-- bétail ler plus prdcieuses par les nombreux services qu'il r.end à I'homme comme inimal domestique. C'est un rude et vigoureur travailleur 1 sa chair est une llessource abondante pour la boucherie, et iI n'est presque rucunc partie de son corps qui ne soit employée dans I'industrie. Sa peou sert à la preparatibn de anirs cze,ellelts I ron poil fournit la bormc rvcc hqu;lle on garnit les fauteuils, les canaPF; res ooTn/4tt rc. ot, ront utilisét drnr-la tabletteric Pour fâireder peigner, dec bou-

ANIIÀUX

UîILTS

A8I

tons, des manches d'instmments I sa graæse est employée dans la fabrication des bougies et des savons 1 ses intestins fournissent la baudruche, etc. Le Mouton est une espèce importante parmi celles que I'on élève en vue des produits qu'elles rapportent. Sa chair fournit une nourriture succulente et délicate I sa laine sert à la fabrication des étofhs et constitue un revenu très important pour I'industrie française. Le poil de la Chèure sert à Ia fabrication des éto{fes, des coiffures. Àvec sa peûu, très estimée dans la ganterie, on fabrique du parehemin, du maroquin. Les Chèvres d.e Cu,chemire (Thibet) sont r€rlorlmées pour leur'poil long et abondant, qui sert à la fabrication des 'rltoffes dites de Cachemtre.

Le Porc est, parmi tous les animaur domestiques, celui qui le prête le mieux à I'engraissement. Il fournit du la'rd, en abondance I st chaàr, de digestion essez difficile, sert de base à la confection de nombreur produits alimentaires qui ont donné naissance àune branche d'industrie particulière, la cho,rcuterie. 2t*8,Le gibier.-On appellegibi'er les animaux quel'homme seproeure par la chasse, guels que soient les moyens employés, et qui servent à son alimentation. Ces animaux sont des mammifères ou des oiseaur.

La chair du gibier est plus succulente, possède un fumet plus agréable que celle des animaur domestiques, et par conséquent est plus estimée gue la viande de boucherie I mair ses qualités mêmes la rendent plus ercitante, et par suite moins facile à digérer pour des egtomacs paresseux.

On peuf citer comme espèces principales de gibier parmi les mammifères : le Sanglier, le Cerf , le Qheareuil, le Li'èure et le Lapin; et parmi les oiseaur:le Fai,sam,le Coq de bruyère, la Perd,rtæ, la Caille, la Griae, l'Alouette, le Canard, sûua&ge et la Bëco,sse.

249. Auriliaires de l'honme. - Le Chien paralt dc tous les anià la domestication, celui que maur celui qui se prête le mieux Itomme s'attache le plus volontiers, et dont il a su le mieur diriger les instincts et les merveilleuses aptitudes. On sait combien il montre

d'intelligente activité et d'instinct remarquable dans la conduite et la garde des troupeaux qui lui sont confiés Ces éminentes qualités ' ;ointes au désintéressement le plus absolu, en font un des animaur de ferme les plus utiles. Le Bmtf se place au premier rang parmi les travailleurs infatigables de la campagne. Son dos, large et arrondi, le rend impropre au transport des lourds fardeauxl mais son cou développé, ses larges épaules, en font une excellente bête de traction. La pesanteur de sa démarche, la masse de son corps, sa patience dans le travail , le rendent plus que toutautre animal propre aux rudestravaux des champs. Le Cheadl est un des meilleurs auxiliaires de I'homme pour les nombreur services qu'il lui rend. Suivant les usages aurquels on les destine, les chevaur peuvent se rubdiviser en chevaur de sell, at en chevaur de lrcit.

d8fl rorroHs Bun r,ns semnc$s ptffstou's Eî

lrÀruRELLEs

r,ec chevaux de selle comprennent les ehevaur de guerre,les chc^ vaur de luæc (chasse, manège, promenade) et les chËvao* â, se.ruice

(voyage,.service journalier). Irs ont pour types deur races eélèbres : 'e cheual, arabe et le cheual pu, tang anqiïis, si les chevaux de trait manquent dâ régèrcté et d'ardeur, leur corps massif, leurs fortes.jambes, leur puissariee musculaire, léur patienôe extraordinairer en font de robustes et vigoureur travailieurs. ,. La rrance possède sans contredit reJ meilleurs chevaux de trait; I'unede ses racesr la-race boulonnaise,estre type ductruuarJeg"os tr.ait. L'd,ne marche'ordinairement au pâs ; il a ià trot dur et siccadé, et ne sait pas galoper.

-sa grande sobriété, sa docilité à ne refuser aucun travail qui

n'excède pas ses foreæs, en font un utile auxiliaire des pauvres habitants des campâgnes, aurquels il rend les plus grands services par ses mod-estes mais précieuses qualités. sa peàu *"]"t a faire des tambours, des tamis. En orient, on en fait la peau tle chagrin si recherchée pour la reliure.

_L'É.\éphant ne se rencontre que dans I'afrique et dans I'Inde. Depuis longtempg I'homme a su ie plier à r"r et I'utiliser poy B chasse, la guerre ou le traniport. "*iigun"es Le chameaæ est utilisé comme bêtô de somme dans le Thibet, la syrie et la Perse. Le Dromad,aire est commun d.a's Ie nord de I'afrique. Le chameau est plus léger et plus robuste que le cheval. Il ne s'att-elle pas, étant lui-rnême ùmme une sorte de vôiture vivante, sur laquelle on peut aecumuler jusqu'â 800 kilos de marchandises. c'est un animal indispensable pour l-es caravanes qui ont à traverser des déserts sablonneur d'assez grande étendue. Le Renne est un animal eiclusivement propre aux contrées boréâles. Il-est pour les Lapons, les samoyedeï, ïn auxiliaire de première utilité, et remplace chez eux le Bæuf, ie Mouton et le cheial, qui ne pourraient résister au climat rigoureux des terres arctiques. sa peau sert à fabriquer les vêtemenis , les tentes des habitants de cec pays_; ils en font même les voiles de leurs barques et jusqu,à des canots. sa chair est utiliséb pour I'arimentationl-r"r o*, r* boirn servent à fabriquer toutes sortes d'ustensiles. 25o. Mammifères à fourruro. à fourrure sont des - Les animaux Mammifères gui, pour la plupart, habitent res régions froides du Nord ou les contrées brùla_ntes de I'asie, de I'afriqîe et de I'amérique cu sud. ces quadrupèdes sont presque tous carriassiers, et leur foùrrure est À peu près la seule chose dont I'homme puisse tirer parti. on nomme pelleteries peaux de tr{ammifères préparées pour être -les conservées avec leur poil; on leur donne le nom âe iourruies quand elles sont utilisées pour la confection des vêtements. Les fourmres les plus chaudes sont fournies par les animaur deg pays froids; comme les poils sont toujours plus serrés en hiver qu'en éil,' o.. attcnd les grauds froids poui leur faire la chasse. r,es plus petits Mammifères tels que la Ma,itre, Jlcles lboqlt:* provieunent_de la Loutre,l'Herntine, b Zibeline.

Àt{ru^ux

urrr.Er

{83

25f., Oireaur do basse-cour. On appelle boriec-cortr I'endroit clos dans lequel on élève les aalai.Ilc.s. La basse-cour est une ressource irnportante pour le méuage du cultivateur, et peut lui fournir

en abondance des æufs dont il peut tirer un grand profit. Les principales estrÈces d'oiseaux que I'on élève dans les bassescoutrs,les unes pour leur chair etleurs æufs, les autres pourleurchair et leurs plumes, sont: les Poulesrles ili.yulons,les pi.geonsrles eanard,s, le$,Oics, et moins souvent les Pintades, les Fais,o,ms etles Cygnc{. Les pl'urn'es ne servent goère qu'à la conl'ection des objets dé-luxe et d'agrénent; on employait autrefois les plumes d'oie pour écrire. Les plumes d'autruche sont très recherchées, ainsi que celles de certains oiseaux qui ont un plumage brillant, comme le Paon, les oiseaux-

Mouches, les Paradisiers. Le duaet des Canards, et surtout celui des Oies, est employé pour la literie; on en garnit les coussins et les oreillers. 252. Poissons. poissons d'eau douce, la Carpe, la Tanche, - Les la Truite,l'Anguille, la Percheo le Brochet, les Goujorx, donnent d.'excellents aliments rnaigres I on les mange frais. Les poissons de mer ordinairenent employés comme espèces alimentairei sont : le Hareng , la So,rdine, l'Arrcho,is , le Thon, la Morue, le Merlan, le Maquereau, la Sole et la Rar,e. . on appelle viuicrs des réservoirs d'eau, naturels ou artificiels, destinés à la conservation et à la multiplication du poisson. Ce sont en général des étangs dans lesquels on retient à vàlorrté les eaux de pluie, de source ou de rivière. Le vivier est pour les poissons ce que la basse-cour est pour les volailles. 253. Inseotos. Il eriste tres peu d'insectes utilesl quelques-uns cependant sont de hardis chasseurs qui font une gueme atharnée aux autres insectes nuisibles; ce sont surtout les carabes. Les espèces les plus remarquables pour les produits qu'elles nous donnent sont les Absilles , le Ver ù soia, la Cu,ntharid,e et la Cochenàl,ta. carabes. Les carabes sont de grands et beaur insectes munis de longues -pattes, et courant avec agilité dans les parterres et les plates-bandes de nos jardins. ce sont de féroces carnessiers, grands destructeurs de chenilles, de larves et d'inseetes nuisibles, qrie I'on doit prctéger et laisser courir en paix quand on les e. "encorrt abeilbs. Àbeilles vivent en société dans res excavations des - Les troncs d'arbres et des rochers, ou dans des abris preparés spécial+. ment pour elles et auxquels on donne le nom de rtl+r,hcs, Pour récolter le miel, on enfume la ruche avec précaution après cêtre mis i I'ab-ri, par un masque en fil de fer et dei gants épaisl de

Ie piqtrre des abeilles, que cette opération rend furiaùes. dlles'qui rêstent dqnç le nrch9, à demi étourdies, laissent I'opérateur en pair. Les rayons détachés, mir simplement à égoutter, donnent ls miel oicrge; _par compresrion, on obtient ensuite un miel de quatité inférieure. Mais le plur souvent, pour ertraire le miel sans âétruire les tayons, on se sert d'ttn eætracteur à force centrifuge. Ler miels estimés proviennent des mcheg étabrils ù proximité de

{84 riorroNs suR LEs scIDNcEs

PHYSIQUES

ET NATURELLES

plateaur couverts de plantes aromatiques. Les miels les plus renonr més sont ceux de Narbonne et du Gâtinais. à soie, de la grosseur d'un æuf Vers ù soie. - Le cocon du Ver de pigeon, est formé d'un seul fil de soie sécrété par la cheniller et dont les contours s'agglutinent pour former la coque. Ce fil atteint nne longueur de 300 à 350 mètres. Pour recueillir la soie, on fait mourir les chrysalides en les plaçant dans une étuve dont on porte la température à {00 degrés. On plonge ensuite les cocons dans I'eau bouillante, qui décolle les fils de soie agglutinés; on rassemble les extrémités des fils d-e plusieurs cocons' eiôn les dévide comme on déviderait une pelote de laine. La soie ainsi obtenue est dite écrue; elle est jaune ou blanche, et a besoin de subir un lavage spécial avant d'être soumise à la teinture. Qu'em' Qwel's lont, att géméral',l,es o,mimawæ utiles? Qupstroxx.r.rnn, Quak somt l,es pri.mci'pawæ Manwn'tfères qw| consti'tuemt twtù-om par bëtail,? g|bier? il"eu*? il'e chaatn Qu:appelle't-on retire-t-on le béta,tt? Qte Nommez les primcî'pawæ Qwetl,es somt les prtncipales espèees d,e gibier? Conlnnefùt subil'i,uise-t-orl lÊs cheoawæ rel'atioeouæil,f,ai,res il,e l,'Hornme? Qwe $ul€E-tttouE il,u Rewte? ilvmt o,uû serolces qu'ël,s petwemt tend,re? Qwcls somt les prï'rùcfrye&æ ani'rnawæ à fownwre? Qwell'es soml les princàytales espèees dioiseawç Qu'appell,e-t-on basse+our?

-

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qûom ëIèue ilans les basses-cours? - Quel's sont les ytrimcâpauæ Poi,ssons wtiîisés d,ans l'alimomtation? - Qu'apPel,le-t-om viui'ers! - Qwel's sont Les prôn' ci,ytattæ imseCtes ûl,lles? - Cormnemt recueùl,le-t-on la tnicl'! D'où proolnmt

la

soie?

CHAPIÎRE VII ÀNIITIAUX NTIISIBLES 25&. Parmi les animaux il en est qui nous sont directement nuisibles, ce sont les grands carnassiersqui nous dévorent, les parasites qui nous rongent, les, espèces venimeuses qui-nous-empoisonaentl

d'autres nous nuisent iridirectement en attaquant les animaux qui nous servent, les végétaux que nous utilisons' les produils d'industrie que

nous employons, comme les vêtements, les meubles, les dent€es alimentaiies. etc. Ce sont des concurrents qui nous disputent ce qu'il leur faut pour vivre, et la Providence, qui fait bien toutes choses, let met évidèmment à même de se procurer les moyens de se nourrir et de perpétuer des espèces qui doivent, dans ses desseins, échapper à toutè destruction de la part de I'homme, et dont sa justice se sert quelquefois pour nous châtier. 265. Mammifères. - Les Murnmifbes les plus redoutables et qui r'attaquent directement à I'homme sont: Ie Tigre, le Itiom,le taguor, b Panthbe, l'Ours et le LouP,

ÂNIUAUX

NUISIDLE8

{85

Quelgues nongeurs sont placés dans la catégorie des animaur nuigibles : cesont, par exemplerles Lièar,es et les La,pi,ns, qui commettent parfbis des dégâts considérables danslesvergers; les Rats et les Souris, qui infestent les habitationsl les Mulots, qui détruisent les récoltes.

La Fouinerla Belette'rle Putois, le Renard,, font une guerre sanglante aur animaur de basse-cour. La Loutre mange le poisson dea rivières et des étangs.

256.

Oiseaux.

- Les Vautours, les

Ai,glcs, les Fa,ucons, s'tl-

taquent aur oiseaur plus petits et détruisent une assez grande quantité de menu gibier. Les grandes espèces de rapaces font quelquefois des victimes parmi les troupeaur qui paissent dans les montagnes.

27. Raptiles. - Les Reptiles les plus redoutables sont les et les Serpents aemimeus. m6ns, les Crocod,iles

Caâ-

258. Insectss. Presque tous les insectes sont nuisibles, soit à l'état de larves ou de shenilles, soitàl'état d'insectes parfaits. Ce sont de rudes adversaires, contre lesquels nous avons souvent à lutter pour leur disputer nos animaux, nos plantes, nos aliments, nosvêtements et nos habitations. Les principaur Insectes nuisibles sont : les Hanne, les Charart4on^s, les Çriquets, le Phyllaæéra,, les Punerons, les Guêptes, les Ch.enillcsrles Mouches, les Cousi,ns, les Punaises, les Poun et les Puces. Hannetom. - Le Hanneton est un des plus grands ennemis de I'agriculture. Sa larve, connue sous le nom de oer blo,ne , passe trois ou quatre ans dans la terre, coupant et rongeant, au moyen de ses puissantes mandibules, toutes les racines qu'elle ren- Fig.117. -Larvo contre. Ces larves sont parfois si nombreuses, qu'elles du Hanneton, détruisent des récoltes entières. Le Hanneton ne vit que trois semaines à l'état d'insecte parfait; il éclot au printemps, tons

dévore avec avidité les jeunes feuilles des arbres et peut ceuser de véritables dégâts. Les Charançons sont de Charon4ons. - vivant petits Coléoptères sur des eÈpèces végétales particulières. Leur bouche est armée d'une sorte de trompe recourbée, puissant appareil de destruction au moyen duquel ils perforent les substances les plus dures. Criquet. Criguet voyageur, impro- LeSauterelle, prement appelé ue se rencontre guère qu'en Àfrique. Les Criquets voyagent parfois en rangs si

ffit A

rll

ru

rtal

.-'**1 Fig. 1t8. C.harangon du bl6.

serrés, qu'ils forment un véritable nuage 1, grain de blé; 2, granqui obscurcit le jour. Le sol sur lequel ils deur natwelle; 3, Churançon grossi. t'abattent en ert recouvert, et en guelgues

{86

NorroNs sun LEs scrrxcrs pnysleurs ET NATURtr.Ltr

ihttrnti toutbe los

récoltes sont anéanties. Ce lléau est ertr€mement redouté des agriculterrrs algériens. Phylloæérn aastatriæ est un - Le Phylloæéra petit inpecte apporté err France depuis une vingtaine d'années sur des plants de vigne venant d'Amérique, et qui depuis a détruit la plus grande partie de nos vignobles, autrefois si pros-

pères.

vigne,

Il se ûxe sur la racine des ceps de y implante sa trompe, et passe toute la

belle saison à sucer le suc des radicelles. Bientôt celles-ci finissent par être couvertes par fdes myriades de ces parasites, qui épuisent la plantê Fig.tl9.- Phyiloréra. et la font bientôt perir.

Puccrorls, - Les Pucerons sont de petits animaur de couleur verte, noire ou bronzée, que I'on remarque en grand nombre, serrés les uns contre les autres, a_utour des jeunes pousses de dillëretrts végétatrr, sure_aux, rosiers, tilleuls, groseilliers, etc., et qui, fixés à la-plante par leur bec, en sucent la sève avec avidite. Les Guèpes et les Freloræ sont des espèces munies d'un aiguillon acéré dont la piqùre, sans être dangereuse, est excessivemeni douloureuse et détermine I'enflure de la partie atteinte. Il est à remarquer que ces insectes ne se servent de leur aiguillon que lorsqu'ils sont agacés; on peut les laisser courir sur la peau sans aucun inconvénient I ile ne piquent bien souvent ([ue lorsqu'on les maltraite en voulant les chasser. Les Guêpes sont cncore nuisibles par les dommages qu'elles causent dans les vergers en s'attaquant aux plus beaux fruits. Les Lepid,oplèyas sont surbout nuisibles à l'état de larles et de chenillet. La plupartdes chenilles viventde feuiltes. et le plus souvent chaque espèce ne se trouve que sur uneespèce végétale parti-

culière I les autres larves s'attaquent au bois ou aux fruits, qu'elles rongent ætivement. Les Mouches sont des insec-tes agaçants qui pullulent quelquefois dans les habitations. Le Cousin est trèç avide du sang de i'homme I il perce la peau au moyen d'un long suçoir et y verse erl même temps

tn venin qui

provoque une vive inllammation et une violente démangeaiFig. 120.

- Acotwt de la gale.

Êon. Les P ouæ, les Przces et les Punq,ises sont,

animaux qrri naissent et se rnultiplient dans la malpropreté. Leurs morÊures sont irritahtes et occasionnent devives démangeaiions. La propreté est le seul moyen de se maintenir à I'abri de ces hôtes répugnantr". des

Â,NIâflÀUX

NUISIBLES

{8?

Ê6S. â,cari6ng. - Les Aearôens sant de petits Arachnides çl vivent en parasites sur les matières végétales et animales, mortes ou vivantes.

L'Acarus or Sarcopte de la, gule (flg.120) a I'aspectd'un petitpoint blanc visible à l'æil nu. Vu au rnicroscope, il a I'apparence d'une petite tortue.

Lorsqu'on place un de ces animaux sur la peau, il s'enfonce rapidement sous l'épirlerme, et y creuse un sillon , dont la longueur varie de quelques millimètres à plusieurs centimètres, et analogue à une érallure d'épingle. C'est sa présenee sous l'épiderme qui constitue la gale.

260. Ténia ou Ver solitaire" Le Téni.a présente, avant d'arriver - série de métamorphoses extrêmeà son complet développement, une ment curieuses, et ne vit à l'état adulte que dans Ie canal digestif dc I'homme. On se débarrasse de cet hôte importun en avalant 30 à 40 grammes de poudre de kousso d'Arabie délayée dans un demi-verre d'eau. La racine de Grenadier parait jouir des rnêmes propriétés. L'expulsion de la tête du Îénia e.st la condition essentielle de Ia guérison complète. 26t. Escargots. timaces. - Les Esca,rgots et surtout les Lïma,ces causent à I'agriculture de véritables dégâts, en rongeant les pousses des arbres et les légumes des potagers, Les plus à craindre sont les petites espèces, principalement la petite Limace grise et ses nombreuses variétés, qui se reproduisent avec une désespérante activité. ' les principauæ animawæ mwîsibles parmi l,es QunsrroNNÀrRE. - Qwel,set somt Mammifères, Les Oisearuæ l,es Repttl,es? Nomrnez lr-s fnsectes muisibl,es tes pluc commwnt et ind,iquez, por*r chaa,um,-en qwoi ils somt nwlsiblet. euc E&$eE-$oLr$ d,c

lAcorus

d,e I,a gal,e?

-

HO'I'AA{IQIlr CHAPITRE I ANATOMIE cÉuÉRALE

!. r,a cellule végétale. Tous les végétaux sont constitués par une agglomération de -celluies dont la forme primitive s'est

ffi \v 11,1'1':.:i;.ii;:i:; .

FiS.

{, -

/

Cellule végétale,

rn, membrane cellulaire ; p, protoplasma; /0, noyau.

plus ou moins modifiée. La cellule oëgétale (fiS. {

) est un petit organe microscopique, de forme sphérique, ou ovoide quand elle est'isôlée, d'un diamètre tel qu'il en faudrait aligner plusie,urs centaines pour faire une lon gueur de { millim. Elle se présente tout d'abord

sous I'apparence d'une masse liquide, le protoptlasma, entourée dtune membrane

propre, transparente, et d'une seconde enveloppe formée d,e cellulose, qui lui

donne de la consistance. Au milieu du protoplasma sont disséminées des granulations extrêmement petitcs, parmi lesquelles on en distingue une plus considérablê, constituée par un long ûl-enroulé.irrégulièrement sur lui-même1 c'est le noyau ou nucléus. Le noyau renferme lui-même un ou plusieurs porpuscules arrondis, qu'on appelle nucléoles.

La cellule peut contenir en outre de la chlorophylle, matière importante qui donne aur parties vertes des végétaux leur couleur propre; del'amid,on (fig.2), dela fécule, en Fig. 2. - Une cellule d'un tubercule de Pomme do torre , contenant des grains

d'amidon.

grains arrondis incoloresl des cristaux d'oæalate de chaur; des gaz, des szcs parti,culiers, qtui donnent aux organes leur colora-

tion, leur parfum, leur saveur,

etc.

Le protoplasma est la substance fondamentale, la partie essentiellement vivante de la cellulel c'est lui qui donne naissance aux granulations qu'il renferme, aussi bien qu'atx membraner

qui I'enveloppent.

ÀltÀToMrE sÉNÉnrr,r {gg ordinairement, la cellule se déforme; ra membrane r'épaissit en certains points, la surface_ prend une apparence anneléè, rayée,

-et ponctuée, scalariformg.

ptqr

il

a*ive i"eq""À-""i-qo.

t" tact irnmédiat de toutes Q" les-ceilules n'est pas dornplet; il'en résulte "oo-

Fig.3'

- A, celrules

,

ffiffi ffifu

arrondies préseatant

fr.-8, cerruii,s prisme- c, celiules eioitoos ltig€

d.es méats

tiques ne laissant que fes méats très petits ou nuls. de jonc) olfrant des méats, na et des làaunes l.

de petits intervalles_vides, extérieurs aux parois cellulaires, et dans lesquels pénètrent des gazl on donne à ces espac." iil.à, r. nom de méats i,ntercellula,ires. Lorsque ces cav{tés atteignent ou àepassent te, dimensions des cellures voisiies, on leur donne ïaii à" l"iiies (fig. Bj.

2..Tiss's_végétaur.

on appelle tissus aégétauæ un ensemble de cellules modifiées de la -même fàçon et soncourânt a t'accomptissement

d'une même fonction.

Les différen'ts tissrr végétaux peuvent se subdiviser en deur groupes : les trlssus aiuants et les tfusus morts. Les tissus vivants comprennent : 4o Ie ti.ssu formateur ov m.éristème, qui constitue le çommet des *n _bourgeons et resLxtremité* oÀ général, on Ie rouve dans toutei "u"irr"=; Ies parties de ra plante-qrri .ont en voie de croissance l lo re t'*su ceilutai.ie oa Ttarenchymc, qui forme le corps de toutes'ies plantes inférieures (MoussËs,

Cfram"pig;ir, f,i.t

algues); les feuillôs,lesf.jts,lesraciirescharnues,#i;;-;;î.'-enraussi"or, des exemple!; 3" Ie tissu épi.d,erm'ique, se déveropp"nt i r" ,u"ruce des organes; lto le tissu sécvétguyt produisant res gom'nie*, rà* -*i"es, etc. Les tissus morts sont: {o té }æsu conductanr, formé de canaux dans lesquels circulent res. liquides et les gaz 2o re iairorriùà',, ; d.onnant aux organes leur résistance et leur sotiaite.

..3. Parties principales do la plante. - La prante puise res la te*e et I'atmosphère; elle est donc, génerai, composee éléments nécessaires à sa nutritiôn et à son aouËroppemlnt dans

d'un-e partie souterraine,

_en

sot Ët s'y _!a racine, qui Ia î". ramifie en tous sens: et^d'une "rr' partie'aérienne càÀprinant ta

tige,les branches et les feui,ttes. La tige, plus ou-moins développée, forme le trait d,union

entre les racines et les feuilles, et iert de conducteur aux sucs uourriçiere (sève) circulant des unes aux autres.

{90

NorroNs suR Ltc gclrncrs

PHTSIQUES

ET NÀTURELLES

Après Êtêtre couverte de feuilles, la plante dolne d'abord del

ensuite des fnûts, renfermant des graines qui, -par la fl"i*, 'germination, I'ospèce à laq-uelle appartient la perpétueront ôtte meurt (plantes annu.elles) ou tombe dans

llante mère; puis

une sorte de rlepos pour recommencer la même évolution lorsque les conditions àtmosphériques soront favorables (plantes bisam' mælles el owaces).

appelle embryon I'organe spécial de la grainà qui donno naissance à la plante. Il tigelle railicule, La Ia &geue paitie s : la rad'I'cuæt comprencttrols comprend trois partreÉ:'

4. Embryon. - On

.,a',, des organes I \N jil .*:i ^ La graine renferme souventnutritives desmatières \)N'.ffi'- 'f' charnùs, remplis dejeune plante au commenlll\,,ti'\-N,#--- tinées à nourrir la ffi:i-'-

iu\ Ii.--..\--- .c et Ia gemmulc ($S.a).

cement de son développementl ce sont les

Nt*riVp{'ff--r :--::i/ Ù,-.7 \/V

ris.

1:

-

cotyléd,ons.

r-rt-L-^-^^ )^^^t-.tt.l^*des cotylédons ou I'absence Le nombre ,lans la graine entratnant des modifications r*tte**Àunt imporranres dans ta structure '

compositiol

iitj$*m:llt:?: r"âi"oru; de la plante, ces organes ont servi de base ËË1Ë;î

Ë, coiyteaon. à la subdivision du règne végétal en trclis grands groupes : les Dicotylnilones, Monocotylcdoræs et, Acotyléâ,onrr, irio"nt que la graine renferme plusieurs cotylédons, un en est dépourvue' -seut côtytédon, ôu qu'elle L* di*tytetones et Monocotylédones forment lo groupe des plantes phùtcrogames, el les végétaur Acotylédones celui des plantes Cryptogames, comprenant : Ies Cryptogamet nq'lcuiaires rles illuscinées el les Th'allophyter' la cellulo végétale. - Quc p?u,'êlt7 contemàr? QUESTTONNÀrRE. - Ddcrivez fonùornantaln! - C.ormmant appell'e't'on les aspacct @;àl;; ,tt to ta,isnmt emtrd cltes? - Qu'a,ppel,I'e-t'om tissu.s aégétawæ? ùirii q*n les celiwtps 'tartie -àornmônt Qvc comPrerlment les tissus Ûiaants et l'cs bs subi!,i,ptse-t-ott?

planto? iissu,s morts? Ouetles sont les partles principales d'une - Qu'appelleA quoi servent les cotylédons? comprend-il? organes i-oo ftuetB "*nryonl toot les graodeJ divisions du règno végétal? Quelles

CHAPITRE Itr tA n"àcINE u. D6finitior.

-

La racine est la partie du végétal ordinai-

rouroui crcUCs dane la terre et deetinée à absorber lor liquidea

LA nécessaires à ga

s$t

NÀCIN&

nutrition; olle résulte normelement du

Ioppement de la radicule jamais de feuille.

et ne porte

dévo.

6. Caractères ertérieurs. - La racine est un orgene à peu près cylindriqrre, terminé par une sorte de capuchon appelècoi,ffe, destiné à frayer le chemin aux parties plus molles, qui ne poumaient vaincre la résistance d'un sol un peu ferme (lig. 5). Tout près de ce capuchon, et sur une longueur variable, mais toujours petite, la racine porte une sorte de duvet formé de poils extrêmement frns (rëgi,on pili.fère). Fig. 5. d'une - Extrémité Ces poils, appelés poils absorbants ort racine de Haricot. poi,ls radfuauæ, sont les organes d'absorp- c, coiffe ; pa, poils absorbants; tion de la racirte. bd, région pilifère.

7. IlifIérentes parties d'une racine. - La racine présente ordinairement trois parties distinctes : le corps ou pioot, le collet et les railicelles (fiS. 6). Le corps de la racine est constitué par le développement de la racine primaire;

le

.r-

collet est la région intermédiaire entre Ia racine et la tige; les radicelles sont les filaments fins et délicats issus de la racine principale, et qui, au point de vue fonctionnel, sont la partie importante du système absorbant.

Quand les radicelles sont très nombreuses, on donne à leur ensemble le nom de cheaelu. Fis'6'-Racinenivotaqte

B. Diflérentes sortes de racines. - Les racines se subdivisent en trois catégories, a, collet; D, corpq dq la suivant leur forme: les racines piaotantes, racine; c, radicelles' fasciculëes et ail,uentinses. Les racines piuotantes (fig. 6 ) sont celles qui continuent directement Ia tige au-dessous de la surface du sol. Elles s'enfoncent verticalement et peuvent être sinnples, comme dans le Navet, Ia Carotte, la Betterave; ou ramifiées, comme dans le Chêne, le

Hêtre, I'Orme. Les racinesfascicuHes (fig.7) sont des racines gui partentdu collet, auquelles elles sonttoutes fixées commeles poils d'un pinceau. Ex. : le Lis, les Joncs, le Blé. Reletivement à la @nsistance, on peut subdiviser les raciner

É92

NortoNS sun LEs ScIENcES PHYSIQUE$ ET NÀTURELLES

es raanBs l,igtæases ayant la dureté du bois (Chêne, Orme, en racines charnuer (Navet, Betterave).

Rosier),

et,

Flg. 7.

Racines

il'une

fasciculées graminée.

Fig.

E. 8.

Fraieier' Racines adrrentivee du Fraieier.

9. Racines adventivee. - On appelle racines ad,ttentiues des racines qui se développent sur des organes qui normalement n'en portent pas (fig. 8). Les jeunes tiges ont la propriété d'émettre facilement des racines adventives; il sumt, pour favoriser ce développement-, de les mettre en contact avec un' s-ol humiale I c'est ainsi que de jeunes tiges ile Saule, de Lilas, de Sureau, enfoncées dans une terre humide, se couvrent rapidement de racines ad.ventives. cette propriété particulière des tiges est souvent mise à profit po^ur multipfiôr, à"nr otr but d'utilité, lei racines de certaines plantes. On p"ouoque le développement de la racine de la Garance, employég qn ieinture, en accumulant de la terre humide autour de chaque pied ; c'est ce qu'on appelle bwter la tige. Quand le Blé est levé, on passe d.essus un roulâu de bois, de manière à coucher les jeunes tiges gans les briser I au contact du sol, la partie voisine du collet émet des raeines adventives pendant que I'extrémité se relève, et les nouvelles . racines ainsi développées contribuent à ûrer plus solidement la tige et assurent à la plante une nutrition plus active. Lo. Bouturage. - Faire une bouture consiste à mettre en contact avec d.e la terrihumide une partie récemment détachée d'un végétal ' de manière à provoquer le développement de racines adventives ; cette partie détachée porte le nom de bou,ture. on peut faire-des boutures avec des frag_ments..de-tige, de branches (ptanaans), quelquefois de feuilles, etc. La facilité avec laquelle les plantes se prètettÎ ao bouturage est variable suivant I'espèce I les àrbres à bôis tendre se bouturent plus facilement que les arbres à bois dur I les jeunes pousses réussissent mieur que les vieilles branches. Les Saulôs, les Lilal, les Sureaur, les Géraniums, se reproduisent facilement par le bouturage. f,{ . f arcottegr. Le msrcoEtcga consiste à incliner une tige llerible

-

LÀ

RÀCINE

et à la maintenir en contact avec le sol

quel elle appartient (fiS. 9).

sans

{93 la détacher du pied au-

Des racines adventives naissent bientôt au niveau de la partie

qui touche la terre, et, quand elles sont suffisamment développées, on sépare de la plante mère.

la

branche

19. Fonction des raciueg. Les racines servent géné-ralement à ûrer la plante au sol l mais leur fonction principale est d'absorber les

substances nécessaires

à

sa

nutrition. Certaines racines adventives, les crampons du

Lierre, par eremple, sont erclusivement des organes

de ûration. Iæs poils radic,aux sont gorgés d'un liquide assez dense, qui n'est séparé des solutions f ig. 9. rVarc,.rlLes. salines, toujours très peu concentrées, que par l'épaisseur de la paroi cellulaire. Parun phénomène d'osmose (fig. {0), ces solutions pérrètrent dans les poils à mesure que ceux-ci cèdent aux cellules nlus profondes le liquide qu'ils contenaient primitivement, et le phénomène se continue ainsi avec plus ou moins d'activité, suivant l'énergie de la nutrition, ou sui-

vant les conditions extérieures

dans lesquelles cée.

la

plante est pla-

Fig.

10.

Figure théorique pour expliquer l'ab. sorption par les racines.

LS. Assolement. - Les végé- p, poils absorbants remplis de protoenlevant au sol des subs- plasma; ap, assise pilifère; enil,, an' tances qui varient suivant l'es- doderme; u, Yaisseaux du boisl pc, pèce à laquelle appartient la parenchyme cortical.

taur

plante que I'on cultive, on conçoit qu'un terrain serait vite épuisé si on ne variait la nature des végétaux qu'on veut y récolter. Aussi a-t-on soin, en pratique, de varier la succession des récoltes et de cultiver,

par exemple, I'Orge et le BIé dans un champ qui aura donné des Betteraves I'année précédente. On donne à cette alternanse de cul-

ture le nom d'ossolbment. Cet épuisement du sol ne s'observe pas poul. les plantes qui croissent i l'étet sauvage, comme les Chardùnsrles Orties; car cee plantes,

{94

NorroNg guR LEF, BcrENcEs pHTsIeuES ET NATURELLEs

mourant à I'endroit même qu'elles ont épuisé, restituent au sol les

lui avaient empruntés.

matériaux qu'elles

:14. Réserves nutrii,ives.

les matériaux absorbés par les - Lorsque racines ne sont pas immédiatement consornmés, ils s'accumulent soit dans les racines elles-mêmes, soit en d'autres points du végétal , et forment ce qu'on appelle des résenses nutri,ti,ues (fiS. 6).

Qu'e8t-ce que la racine? Quel,s sont ses caractères Quelles sont les dilférentes parties d'une racine?: Qu'appelleComment se subdivisent les raôinos quant à leur forme? Citer en des exemples. Qu'appelle-t-on racines adventives?- Commemt fatsorise-t-on I,e il,éael,oppememt iles racines ailnemtipas! Uomtnemt fait-om wne bowtwre, u,fie tnq.rcotte ? Comment Quelles sont les principales fonctions des racineg ? t6 fa,it I'absorptiom par les rocines? Qw'act-cc que l'assol,ement? Qw'oppel,let - om rdsertes mutritipcs ? QursrroxN.l.IRE.

ofitëriewrs ? t-on chevelu?

-

-

-

-

-

-

CHAPITRE

*-

III

l rrcr ruatige est la partie ordinairernent aérienne - en sens inverse de la racine. Elle se discroît 'Iui tingue facilement en ce que seule elle porte des bourgeons. Sa structure varie suivant I'embranchement auquel appartient la

f5. Définition.

du végétal,

plante. {G. Structure d'unetige tigneuse Dicotylédone.- Nous prendrons comme type la tige d'urr Chêne. Une rloupe transversale (fig. {2) montre qu'elle est composée de trois parties bien distinctes : I'dcorce, le boæ ou cylinilre central et,la moelle. {7" Écorco. - L'écorce est formée de trois couches concentriquer de

qui sont, de dehors en dedans: ans. Lrépid,erme, lteruselopryte hæbacée et d, duramen; a, aubier; oc, d€orree. la couche subéreuse ou liège. Les rayono blancs eont Iea rayons L'ëpiderme est la couche qui revêt médullaires. Fig. 11.

-

Tige ligneuse de dix

la partie de Ia tige exposée à I'action

de I'air et de Ia lumière. Dans certaines tiges âgées (Chêne, Orme) il est fendillé, crevassé, et ûnit,même par disparattre complètement.

L ftol

t05

herbæèc est formée de cellules remplies de chloru-u-enuclopgtc phylle; c'est elle.qui donnc ra cororation verte aur lerines titrs. r,a couche cubéreuse.ou làège, gui n'existe gue dans les tigès adultes, est constituée par du tissu celluriire; tantôt ôile est très réîuite, tanprend r1n accroissement considérable en épaisseur, et forme lrol,.elle ile We.- La couche subéreuse du chêne-Liège est surtout ufilisée pour la fabrication des bouchons.

lB. Bois. Le boæ ou l;igneu,æ est lonsemble des couches con. ce-ntriques comprises entre la moelle et l'écorce; elles sont sillonnées par les rayons méilullaires. ondonne Ie nom drëtuimëitul,laire à la couche la plus profonde du bois.

I

r,es couches internes sont en général plus foncées que les couches erternes; leur tissu est plus _compaet, ef Ie bois par donséguent plus densel-cette.région, la plus dureïe la tige, est à^ppelée d,iramen o', eæur du tandis_ les couches eiternes, pius jeunes et plus -que -bois, tendres, forment l'aubièr, appelé aussi bois btani,- à caise de sa couleur plus claire.

t8 bis. La moello. La moeue est un tissu spongieur formé presque entièrement -de cellules mortes elle est trèJ abondante ; dans la lige d} sureau et dans res prantes herbacées, comme dans Ie Jonc des jardiniers (runcus gia:u,cus). Elle est nulle ou à peu près dans les tiges des arbres à bois dur (chêne, Hêtre, etc.).

on peut cependant voie de croissance.

la constater encore dans les'rameaux

en

{9. I}iffdrentes sortes de tiger. La forme des tiges est ordinairemeut, cylindriq_ue_. Elle peut- être cependant quàdrangulaire comme dans les Labiées (Saug9, Menthe, ortieblanche); ' triangulaire, comme dans certains- Careæ; cannelêe, comme rlans guelques Ombellifères (Beree). Qrrant à leur direction, les tiges peuvent se subdiviser en tiggs flÆæibles et, ou tiges d,resséei. I,es tiges flexibles peuvent èfte ramgtuntes (pervenche, Nummulaires) r_traçantes_(Fraisier), grimpanfes iLierre, Bryone), ( Liseron, Haricot ). Les princiq.aux tyqlg de. tiges dressées sont: la tige proprement d,ite (Ortie, Géranium), le tranc (Chêne, brirel, le thaume (Blé, Avoine) et le dipe (palmier).

volubil.e.s

90. Tiger soute*aiues.

Les tiges sototetro,inas, comme

eur nom I'indique, se développent dang la terre et Éon dans tatmosphèrel ce sont learhizàmes, les butbes et les tubercules, Le.s rhizamas

12) e'allongent obriguement ou horizontals

-(fig. nent danc Ic sol, of émettont deloin enloin des bourgoons qui

490 NorIoNs sun

LEs scruNcns PHTSIOUES ET NÀTURELLES

ro développent verticalement et viennent stépanouir dans ltair (Sceaude Salomon).

racincr {2. - Rhizomo du sceau de salomon, montrant de nombrewes F'ig. - -iàvàntives, ainsi quo les cicatrices laissées par la destruction des tiges aérlennel dee années Précédentes,

Le bulbe (flg. 13) est composé d'une tige souterraine très rac-

oourcie ott plateau, portant un gros bour-

geon plus ou moins central' entouré dtécailles ôudeiuniques lixées sur le plateau; la partie inférieure du plateau donne naissance à de

nombreuses racines. D'après la nature des enveloppes du bourgeon, on subdivise les bulbes en bulbes Zcailteun (Lis) , tuniqués (Oignon) et sotides (Colchique ). On appelle ca,ieu,æ des bourgeons ou bulbes sôôondaires qui croissent à lnaisselle des écailles de certains bulbes, et qui peuvent se développer séparément après avoir été détachés de la plante mère I tels sont les caieux qui constituent les gousses d'Ail' Les tubercaler sont des renllements con-

sidérables des parties ertrêmes de cer-

Bulbe du

Lis. taines tiges souterraines,

qui-

-prennent une consistance charnue et se chargent de matières féculentes' Fig. 13.

LA TIGE 497 Les plus con'us et aussi res prus utiles sont ceux de ra pomme de terre et de la Patate.

91. Fonctions de ra tige. principare fonction de rr - La tige est d.e conduire.les ùquides nutiitifs àes racines- vers Ie, feuilles et de les itistribuer à tous les o.gunu..- ia*tige sert 9lcolg à suptporter les organes principaui cre ra resp"iration {.feuilles) et de la reproduction (fleurs et frui,tsj. Dans certains

cas, elle peut accumuler des mâ-

tières nutritives dans ses tissus, et devenir ainsi un organe de'. réserve (fig. { ). 22. Usage rles tiges.- Lapomme d,e terre ou Parmentière, du nom de son vulgarisateur, est un aliment sain et agiéable. La facilité avec laquelle on la cultive, son aptitude

à

se développer dans tous les lerrains,

les mille manières de la préparer pour la table, en font une précieuse

ressource pour l'alimentation. Elle

fournit abondamment de la fécule, et peut servir à la fabrication d,un

Fig.

lt.

Chou rave.

alcool (abool de Pummes d,e teme\. t, tige aérienne- renflée, constituant Les bulbes de l'Ai.l, de l,Oigrni, une réserve de matières nutrida Poi.reau, de l'Echa,lote, soirt des tives. condiments qui servent à relever le goùt des aliments. L'écorce de la cannelre est utilisé-e comme substance aromatique . celle du Quinquina, comme fébrifuge et fortifiante. Le li,ège, qui sert à fabriquer des-bouchons, est I'enveloppe subércuse, considérablement développée du Chêri_tiège. -r

,

Le,,tan, employe-dans la p"upir"iio'des cuins,ïbrt autre chose que l'écorce du Chêne rouurè rêduite en poudre. Les.jeunes tiges de certains saules sont utilisées dans la vannerie. pour la nourriture des bestiaur, uri fourni par Ia ,rlu!:u:^,-.:,Tll"y: trge oe certarnes plantes appelées plante_s fourcagèr:es. La paittà, qui est la tige des Graminéesarimentaires (Br,e, orgË1, re"t ae-litie"e. Les fibres textiles du ehonure, du servent à la fabrication des toiles. des étolfes. La canne ù stcre fournit du sucre. Le jus qu'on en ertrait, soumis A la fermenûation, sert à la fabrication Âu rhum, Le bois dc santa,l est travaillé pour la fabrication d'objets d'art. Le 8_antal,-rouge fournit une beile *uiièr* cororante ra santàtute. Le de Brési.l,le bois a:!!,e ou_de Campêche, soni, des bois rouges boix très cmployés_pour la teinture. eucràrtron et le Fustet donnent des

iin,

touleurs jaunel.

I*

t7

{gSNoTIoNsstJRLEssctENcEsPHYSIQUESETNÀTunELLEs

bois de clÉrw, & Hêtre Lca meillcurs bois dc ær*,tt"ttctipn sont lês ' Iæs bois àe Solpl'rn, ù9 Pin' de tëdre' sont avantadont résdrtc la poo1.le1 co{ltmctions maritimes; uubmergées rle l'lction, destrucils sont imprégnês girantit-les le Buis' le Houæ' L' Acai ov' l' orrnc' ti t't'ryèt, Ër*c ;"-"1. ébénisterie' en potro*rArc, reclrerchés U *î;--à-h"r:A"" sont a" AÀest le produit-de la calcination, à I'abri du ôt d"s tiges des arbres. Le eharbon de .oia"i J"' i'air, des- Lànches tu dessin. Les céndres de bois soumises à des par évaporation. des eaur de lavage' "rt "iifire

a" Cttau@it*.

;;;;;ii*ltoye. i* l;"ï; l;';;; i-Ë;

pi*ï

p*r

-enoaiq,i..*-àonnent, i-p"l

du carbonat" o"

pottt"

"o"tto

cotnrncrce.

sous lô nom de potdsse dv

Quellcr sont les troisparties Erl Qu'est-ce qrre la lSuI QûEgTIoNN^rRt. gont les trois partieo de l'écorce? QËelles Ëii"ùieaoti"? dc tigc con'titucntuno =-ç";uti1"9 Sreues sont les difréfrre-la moello? Q,u'est-co qoe t" leir forme et à lcur direction? Quepor rentoe sort€6 de tlges dee oxonpler'; Queltæ.-egntJea fonctiou sont let Ugæ soutorre;;t'Ciæ'-"o pritæipow oryacet ilomt an *tilùlF ba tôgcs|.

-

loi"î

-

-

-

i"f"Uo"i*i I ds le tige? _ al|,,wt-sÀt w

-

CHÀPITRE IV LBS BOIIRGEONS

sont desorganea 93. Nature des bourgeots' - Les bourgoons groupée8 sur un axe extrômepetites 1reË feuilles à; for;il tesigu;ryons produisent ;;J;";;t ; par reur àei'etoppeùent' ùes brûnnfæs ou des fiews' Au point de vue PhYsiologique' on neut lès considérer comme des sortes be sraines qui se développent sur la tige otr its sont hxés au lieu de germer dans

le sol.

Normalement les bourgeons sont situés à l?aisselle des feuilles ou à I'extrémité des rameaux. 24. Bourgeons adventifs' - On appelle bourg eons û'oentif s des bourgeons qur.nalsFig. 15. s""t i"*fquefois en d9s pginiq d'un végétal Boursoons adventife déveloP autes quà I'aisse[e del feuilles' Ccs bour' p6J autonr do la clcarice les tigert S"o"* p"""ent se développer sur o[ plr à'une branshe couPéc.

ier f.oitl"t,

sN

15)' cnite de plaies faites à ces orgenÊÛ (fi9'

rrison apparcnte

LEg

\; I

DOUNqEONS

IBO

On appellc dragæn lec bourgeons_ adventifs gui re développeni rur les racines tragantes des acaàias, des peuprierË, aes ô"*.r,'"t". ,.2-o.' recépage-.- Le rætipa,ge est une opératon de curture rslarrve a ta propriété qu'ont les végétaur de pôuvoir émettre des bour_ geons adventifs. II consiste à coup-er un arbie au ras du sol; re pour-

tour de la section se couvre de-bourgeons adventifs,

p""*i

partent un certain nombre de trbncs de même âge, et

far

lesquels un certain nombre se développent en Ëranches, ae sorte que le pied, qui.ne portait qu'une seure-iige, devient unL ;"""i;'ae taqïetté

de même force.

consequent

Quand les'plantations d'arbres n'ont pas subi l'opératon du recépage elles donnent des bois de haute âans ra char1ùtaie, 1 pente' et la construction ; au contraire ,. q-r1an-d,"*pto'ye, pâ" ,io p""tigué tous les- cinq ou six ans, on mutiipiie r.i [o""t*,"à.ép"g" issues de Ia souche' on obtient des bois de tail,ris, qui servent à faire des clôtures, des fagots, des échalas. etc. Les branches de saule utilisées dans la vannerie ont besoin d,avoir toutes la même srosseur et d'être flexibles, !;; ;;;;6"ent assez grêl-es; pour-arriier-à ce resuitai,-orr-"e"epe ces arbres à une faibre hauteur au-dessus. du.sor; des-bburgeons adventifs se déveroppent alors et donnent des scioni-que I'on ôup" .fr"qur;nné",1t qui par conséquent repoussent de plùs en plus nombreux.

26. Taillc. La ta,i,l,Ie conslste à couper un certain nombre de ieunes branches très près de leur point_d'ùse"tù";-Ë;inière qu,ir ne subsiste sur la restante-que deur oo t"àirLu-r}eons, res.p"{," quels profiteront naturerlement de ri sève q"i"u"rifédJà"ptoyee par la partie enlevée. c'ept pa1 la. ta'le que I'on favorise te aevetoppe. ment productif des arbres fruitiers" É.bourgoonuoment. L' ébourg eonnentetutse pratique au printemps; il consiste à détacher simplerËent un certain nombre de bour_ --opà""tion geons dont_-l'épanouissement co-mmence. oo"oa se pratique à I'automne-, alors que les bourgeons ""tt sont encore à l,état d'yeux, on lui donne le nom a,eUorgnog", II va sans dire que res feuiles étint ies organes essentiers à ra vie $1 végétal, it sera'it tros impÀâe"i-â" too"l", fourgeons à bois sous le mauvais prétïr,. de favorisèr "uppd-"" ainsi re-ae"uioppement des bourgeons à fruits.

-

. 2l'

-

28' Remarquo. La taille et l'ébourgeonnement sont tions qui_ ont pour -but de diminuer te notbre il; ;";;;À,des opéra,* on végétal, de manière à répartir res matières nutritives uo moins grand nombre de bourgôons privilégiés, dont "rrh" I dd*i"pp"ment peut être ainsi favorisé par les soins intËlrigents er intéressés de rhorticulteur. 29. Grefie' La greffe consiste essentieilement à transporter un - rameau portant des bourgeons, bourgeon, ou un d'un sur un autre végétal. La parrie détachée porte re ndm "ÇJàr de'gr ùt vt'Y'r' v' ra plante rur laquelle on la fire, celui de iujet, "noiléi

['

NoTroNs suR r.Es scrsNcEs pIrIsrQUEs ET NÀTUnELLES

500

On appelle sa,uucr,geons les plantes qui n'ont pll ét-é greffées' Ler pi"ar oËi"t us par boirtures o. p"" marc-ottes, sont dits framcs de pied'. 3O. conilitions dans lesquelles iloit se pratiquer la groffe. - on ne pert gre{fer I'une sur I'aritre que. des- especes appartenant au même senre ou à deux genres très voisins. ainsi toutes les variétés de Pommier Abriâ""f"'" f"r unes sur les autresl il en est de même des Ë;;;i; ioi;"rr, des" Pruniers, des Poi'roers, etc. On pourra gr1tre1 des varié,l"t Aubépines , mais non un Rosier sur un tes de' Porntnierc

"or etc, -Lil,as, po,i" assuref la réussite dela greffe, il faut choisir des.espèces dans les mouvements de la-sève se font à la même époque' lesquelles greffe sont: la greffe par bourgeons' lt Les principales sortes de greffe pa, ,àmeou ou par sàom, etla greffe par approche'

8{'.Greffeparbourgeons.-ondistinguedeux.sortesdegreffe p"t Uootg"ons: la gre{fien écusson et la greffe ": flût-"',,,--. ' La gri6e en écissom consiste à détacher, en forme d'écusson un ' lambeîu'â'éco"ce portant un ou plusieurs-bourgeons' .On.fait dans bords' les relève en on l'écorce du sujet une incision en fàrme de T, o" glir.. l'écusson de manière à le mettre en contact avec I'aubier

"i au sulît ; on rapproche ensuite les bords de la plaie, et on les mainslemploig ti*"i1" i,r""" pii a"t ligatures (ng. r.6)' Ce mode de gre{fe igrun" ù"æit poussànt)'ou à I'automne (greffe ù æil ""--p.i"tâ*pr dormont). --O"n"

greffe en fl&te, on enlève au suiet un anneau d'écorce que de même dimension portant des bourpa.io "nrr""o que l'on veut greffer' plante la de iotacÉe et S"àor 82. Grofle par rameau du par scion' La greffe par rd'rneûu se

fi

I'on rempËce

nffi ',rlffifi fr;i

-

ffi'h r;i!ffi[l *1 h \1

f

'",ff*llmlfÏ:#li vigoureux; on la pratique

ffi W B ffi ff&ra;##** W fT,rl,ffi

fliffi lûlfij1flu [i;f

À

B, c,

^,D, E,

par approllll*lfr{ffi itr .33. Greffg Dans la sreffe par che. l,tiï;'iffi lfl ffi - on met en conitr_yflru ' Uilïllljj approche,

D r' lï! ïtï:T"ïl.unî;;

Fis. i6. grefre par bourseon (en écusson)'

-T*u".

grefie par rarn€&u (grefle eD

foDtô). irTTJr".ïÏiir"T"Tit#: i"ifiA, ilo, oo moins pro-

fondément, de façon que les deux entailles se comespondent exactement. Au l:out d\rn côrhin temps, parfois assez long, la soudure est

L^ TEUTLLE

5O1

faitg, ej, l'on peut séparer lun des deur rameaux de la plante à laquelle il appartient. La nature offre assez souvent des eiemples de

soudure analogue.

84. utilité de la greffe:.-_ta gre{fe des arbres fruitiers a pour avantage-d'améliarer la qualité des fruits d'o,uancer |opàque de , maturité; enûn, c'est Ie se_ul moyen de conseruer tes-uariétés.leur En elfet, en vertu de la grande loi âu retour a Ïespèce,- une bonne variété que l'on voudrait perpétuer par des semis dônnàraii-aes fruits de moins en moins boni, et finiriit par retourner comprètement à

l'état sauvage.

Qunsrroxwl'rR'.

eue sont les. bourgeons-? - gt'apytar,Le-t-on bourgcotts cyl !" 119épasai - ew,apieu,eli-oi fitiin et tai1,ôs? reoi*riaonnamcnt{ ewer, cst 'r,aur bwt? - co_nsiste r,a grefe?,tail,r,e? guoi peut-am greffer umc crytècc ,ur ùfte - E* awtre asqtècc? - sortes àc greffer i*rn*t ùs piàiiq*e-t-o*l somttes it'i.ffërentes -aye\y - Quelle est l;wtil,i.té de ta grefe?

adnentifs? Qu'est-ce En quoi -comsiste ta

CHAPITRE V IA

FEUII,I.E

f. Caractères généraux de la teuillo. 35. Nature de la feuilIe.-- La feuiti,e est l'un des organer les plus importants de la plante, à caus" du rôre considérable q,u'elle remplit dans la vie végétale, et de la faciliié aoec taquette elle se transforme en une foule d;autres or-

ganes.

Les feuilles sont d'abord renfermées dans bourgeon à l'état rudimentaire; il n'y a donc que les rameaur développés dans l'ânnée qui portent des feuilles.

le

36. Parties constitutives de la feuille.

_

Les parties constitutives d'une feuille (fig. {7) sont : le limbe, portion élargie et apia[ie dé la feuille; .le pétiol.e, appelé vutgairôment la

eu9re, qui rattache la feuille ari rameau; la gaine, formée par une dilatation de la base du pétiole.

- L9q feuiiles qui manquent de pétiole,

et

Fig. {7.

dont le limbe est par conséquent directement Feuille de la Ficairo. txé sur la tige, sont dites sessiles (Giroflée). l, Iimbe; p, pétiole;

37. Limbe.

-

Le ttmbe, dont les décou-

g,

gai4e.

tOt

Rortoxâ gun LEE scIENcrE PrrstQltrs

It

tllultnrl.&rr

puros rcnt ertrêmenrent variées, eet la partie la plus i*p-t*11 iÀ ta teuitte. II ost sillonné par les *'tarrreE, qui sont les raminr"tioor a" pétiole. Les intervalles des nervures sont remplis

par le pareichrmc, tissu cellulaire d'une structure et dtuno

;;s";iJii"n

spÉciaÉs, renfer.mant les 1111t-li-,1"-t* tions que la feuille doit remPlir. Les plus importants de ces or-

Itqi"ff

ganes sont Ies stomutes (fig..18)' petites ouvertures mrcroscoptques que I'on observe à la surface de la feuille et par lesquelles s'effectue Ia fonction principale de la nutrition de la plante {fonction chlo'

.

rophylltnnne). leuilles' ll \I ]l \\ /i gs. Ditférentes sortes ile 1l ,k.-( 11 /l - Il arrive fréquemment que le conI ffi]1l\\{ù lZi\ tour du limbe, au lieu d'être continu, ]1 \Ury [il ïll présente des échansrures plus ou moins profondes. ll [ \\ Fig.18. Lorsque les échancrures vont jus-

pré- qu'au pétiole ({arronnier).ou jusqu'à li nervure médiane (Àcacia), on ilit sis. que la feuille est composier' elle est alors, dans ce cas, formée de petites Teuilles secondaires appelées 7,iuiiu, qui sont Éxées au pétiole ou à la nervure médiane par de Toutes les feuilles dans lesb"tiir peti"r.s particulie". on péti,olu_tes. iueffei les échancrures n'atteig:nent ni le pétiole ni la nervure médiane sont dites simples (Ficaire' fig. {?). --euand les tchaàcrures ne sont pas aussi accentuées, mais sont assezprofondes, on dit qrre la feuille est lobée (Vigne). La ".i""Àùt feuille est enttèrelorsque ie contoui du limbe ne présente ni dentelures (Lilas). la feui[o de I'Iris,

Épiderme de -'"uot*t guatre

Ëtomates très

gros-

ni échancrures ,{'\ Les feuilles composées /.ii;if, [.N/Z,l y'û, * o peuvent être pennëes ou disitées (ns.1e). \ilY/IAEJ I,cs euille p enné s sont f

s

e

celles dans lesquelles les

ÆR=à 9:fiIf lil \ # l]:

folioles sontfrrées de chaquecôté dela nervuremé-

diane(Àcacia).Lesfcuittes aigi'tées ont leurs folioles ûréesausommet du Pétiole

commun, de sorte qu'elles

comPoséas. Feuilles composéas' divergentautourdecepoint {, feuille pennée. - 2' feuille digités. (Marronnier). Le Trèlle e trifolioléer. des feuilles itigitées eomprenant trois foliolesl ses feuilles sont

F't8.f9.F'rC. f 9. -

LÂ FEUILLtr

50s

t?.F"porition doc teuilles sur la tige. _ On appclte failhs yat'cla celles qui naissent sur ra partie aË la tige r" fil, ooi.ine dc

Ia raerne; feuilles caulinaires, celles qui occupent la règion comprise entre la base et Ie sommet des rameaurl ce sonties plus no"mbreuses. on donne le nom de feuilles florates ou braitées aux feriilles quisànt siturhr dans le voisinage des fleurs. È Relativement aur positions respectives que les feuilles )

peuvent occuper les unes par rapport âux autres, on les subdivise en feuilles oTtltosées , aætici,l,Iées et olterrùcs (fig. 20).

4o. Feuilles opposéot. Les feu.illes oprytosées sont -celles dont les points d,insertion sont situés aux extrémités d'un même diamètre. Ces feuilles sont ainsi

placées par paires autour de la tige, et sont orientées

de telle sorte, que

deur paires consécutives sont en

croix I'une sur I'autre (Lilas, Sureau). 41. Feuilles verticillées. Flg. 20. - Dlsposition des feuilles sur la tlge feuilles nserticil,lëes -sontLes t, feuilles alternes; 2, feuilles opposéca; groupées autour de la 3, feuilles verticillées. tige de manière que leurs points d'insertion sont situés sur des circonférences dont le plan

est perpendiculaire à I'axe de la tige. L'ensemble des feuilles situées sur une même circonférence constitue un aertic-tl,le. ainsi les feuilles du Laurier-rose sont verticilées par trois; celles du caille-lait (croisette) le sont par quatre.

42. Feuilles altornes.

Les feuriles atter-nes sont disséminées

- à se trouver toutes autour de la tige de manière à des hauteurs différentes.

II. F'onctions de Ia feuille. 43. Idée générale. Les feuilles sont, avec res racines, res organes importants_qui concourent à la nutrition de la plante. Elles sont le siège d'échanges incessants de gaz et de vapeurs : elles absorbent certains éléments puisés daris I'atmosphôre, et eu:s -rejettent à I'extérieur différents produits p.o".o.ot du travail de la nutrition.

-

suR LES sclnNcgs PHyslQUEs ET NÀTUREL de Ia 44. Fonctions essentieller. Les fonctions essentielles el la chlorophvtti'enne la fonction feuille sont : lu

û4 NortoNs

rt;;;;;;i;;, -

trunspiration,

i^'rrrpiratiomest une absorption constante et permanente d'acide d'orygène rr.o*p"gner o"n dégagement correspondant carbonique. (tg. 2l ) est une fonction par La fonction chlorophulliemne "laquelle ies- parties vertes des végétaux st al'tôrUent dô I'acide carbonique, le dé1 -iùt ôômposent, fixent le carbone dans leurs ii**tit et exhalent I'oxygène provenant de cette décomposition. Cette fonction '

intermittente, ne s'accomplit qu'avec

lTntervention de la chlorophylle et de la lumière I elle stefrectue par les stomates

- Figure théorigue (fis. 18). pour expliqu".l: *é:î1i ' t'action de la lumière est indispenme de la fonction chloro'

Fis. 21.

:"'

phyllienne.

sable à la formation de la chlorophylle

à"nt les tissus

,ves0t'11^L,,t:*f:T:: " tri"iiqrà rïiiie.'pî. 4"" "9ne deviennent cel- plongées dans I'obscurité ":Jïï;rr, charnb-ro

iuarÏr vertes, mais restent blanchest reuille. j;;; ou viotâttes. Tout le monde a reles marqué que les tiges de i'o**" ileteme-qui s'allong^entdans lulesïchlorophylle.chl;'O, épiderme de la

caves humides

.oni-ro*plètement blanchés i .t't*t poYt.11l9** de la rendre blanche et tendre. ,"i"aà,

iir*r'ËËif.l"

"nn

Fig' 23. expliquer les -Fig. tÀ, - Figure théoriquelapour feui[e' Les flèches Gui, Parasite sur une brancho iroit fonctionsprincipalesàe indiquent la marcho des liquides et des gaz'

de Pommier.

à rejeter au dehors de la d'autant est PIus active ' que la fonction Cette Yapeur. dteau.

La transPiration {fi9. 22) consiste

I.A

TEUILLT

505

lumière est plur vive; elle diminue par un ciel nuageur et cesse à peu près.pendant la nuit. 45. Plantes parasites. para,sites sont des prantes - Les prantes qui se fixent sur d'autres végétaurit y impiantent leurs racines. -part Il ne faut pas les confondre avec qui ne réclamerit , dà ia de la -èeres que plante sur_laquelre elles le support. m r,i"""",'les orchi.se.ûrent, les Mousses, les Lichens soirt dans èè cas, tandis que le Gui 9ées, (ûg.23), la Cuscuté, les Orobanches, etc., sont de'""ai, p"àsites.

III. La

sève.

46. Naturc de la sève. La sènte est un riquide aqueur, puisé par les racines et destiné- à nourrir la plante. Ce liquidé'con_ tient en dissolution des gaz et des seli dont ta nature et les proportions varient évidemment suivant la composition du sol

et I'espèce du végétal. 47. sève brute ou sève ascendante. au printemps, dès que res rayons du soleit élèvent la température,- l,actiïite prryiiirogiqie des racines se réveillel elles puisent avec avidiîé les sucs

nïtiiut" {"i

doivenl

:."rui1 au développement des différents organes, et la circuiation des liquides séveur pre*, une.énergie particirière-qui vigueur aur tissus végéllur. c'est arors qu'une entaille faiîe dans """a1. ràs couches lisneuses de la Vigne, par exemple, la laisse échapp"" ." on donne à cette première sève le nom de sèae bntte o" ,Jr, "io"aarr"". oscerù-

dante.

ce mouvement d'asccnsion se continue jusqu'au complet déverop pement des rameaux et.des feuilles,._puis se ralËntit n"iilar s'arrÈ ter complèternent à la chute des feuilies. "t Il pe't cependant arriver qu'à la fin d.'un été chaud et humide une nouvelle ascension de la sève se manifestel les bourgeons qui ne devaient se développer -que I'année sulvlnte_ r'eprndui.rËrt'alors, I'arbre se couvre de feuilles et guelquefois de {Ieuri. on Jo""" à cette sève tardive, particulig"u-."oT eipècès dont ra végétation àslprécoce, le nom ùe sèue d,u mois d,août ou sàe d,a,nttornni. ce mouvement d'ascension de la sève dans les tissus résulte de Gauses. multiples, dont les _principales sont : io les phénomènes de nutritlon et de croâssancc des t-issus;2o l'éuoptoratioà, qui-s'elfectue par les feuilles; 3o I'action des forces physiquls, Mos"apli,tirllé,

mose, etc,

48. sève élaborée ou sève descendante. vée dans les feuilles., y subit _

-

La sève ascendante,

arri-

{'r.mnortantes transformations gui la

nendent pnopre à serryir à la nutrition des tissus. Elle se a"ie" ensuite vers les organï qu'elle doit nourrir, ou vers les tubercul*, lË, bulbes, ler _graines,-où s'rccumulent res résaves-gui seront .o*olr-o"s plui tard. L.e liquide-provenant tle la sève ascendaïte dlaborée ù;Ë, feuillor

porte le nom-de rèue'élo;borér- su eùa dceccnd,sntc.

506 NorIoNs suR LEs scllNcrs PITTsIQUES ET NÀTURELLES I'élaboration de Ia plupart des végétaur donnent.naissance, par les vaisseaux,.E'acleur sève, à ilifféreni;-p"oauits qui circulent ttans

Les principaur cumulent dans les o"gi"À oo r"nt rejetés au dehors. sont z le lateæ ou suc pro-pre-de.la plante' Ia ililid ainsi formés"gommes,les résinesrles huiles,la,cire' le caout' le sucre, les |,i*li, 'it*i"', l'oTtirnn,Ie iomphre, et les motières coloramtes' QunstromrelnE.-QueUessontlgspartioeconstitutivesdelafeuillo?_Que ' De quoi est ramiûcati"ir a" pgtt"Ie? Qu6 sont les stomates? -perwées fornentles 'i;;ë" ctpor pnr feuilles wnc feuitrte cimporz* - Qv'emtamù-on '!"*iU", il,igiùes? feuitt,ei roitrical'es, caulinal'res' fl'orales? ---Corwnent' som' tesfeuit't'es olternes? il,itltosées let feuil,I'es oppoilesl -t'e-t- fcwitlet oerticiliées? essentiellei do le feuillo?- Qu'est-ce que Ia fonction ô"Ërf""-r*t És foncuo'a's ptro'tutes po, iJ*"puvui"""e? _ En quoi conaiste la transpiratiot'l Que sont les tûstrta9?

Qu,qst-cequolasëYelQu,entend.onltartèoeasceni!,amteetpo,rsènedes. ùel'asètte? - Quels sortt cvnil,tlùtê - Quell'es sinties couses d'etâ ctrcwt'ation itrc la sènse? ùr- pÂÀrl.p""i ltrodai,ts résultant ùe l'él'aboratiom

CHAPITRE VI TA ftEUR I. La lleur en général' r9.

I) éf

initi

on'

-La fleilr

e

st une r éunio n

d'organe s pr'ov€ n ant do

feuilles modifiées, dont lafonction est de former lagraine et de la rendre prôpre à reProduire le

végétal. La graine est

renfermée dans le fruit, qui n'est lui-même que

le

dévelopPement ds

I'ovaire, I'une des Parties de la fleur.

50.

Préfloraison.

On appelle Préflnroisom

la disposition sPéciale que présentent les organes {lo-

raur avant

I'dPanouisse-

mentde la fleur; lesdilfé' Fie. 24. - À, sommité fleurie d'un pied de renon- rentes Parties qui la consre' ôute portant des fieûrs pédonculées' B, un tituent sont alors Pressées neeu d'rmetdior à f,eurs s€ssiles. Ies unes contrc lesautrest

etformentunpetitorganearrondiauquetonctonnelenomdebouton flor*1,

LA WI 'LTUR Épanourlrcmcnt. L'éparnuhsement est frpprrition der - renfermés danc organes constitutifs de ra fleur Ie nouton,luand l,écar.

5t'

tement naturel des piéces extérieures se développer, ceui-ci s'étarent au

d;

bouton permet â câs organes de que la fleurs,ip anou,it.

Jo* j or dit

52. Bracté6s. on apperle bra,ctëet des feuilles situées crans Ie voisinage des fleurs, â"i orrt ,ofi àes changements de forme ou de coloration. commb lesieuilÈs,-ius uractees peuvent être arterrtes, opptosëes aa uerti,cillees. Les principaux types de bractées sonl : l,irwoluere, la ryta,the, la anpule et la calicu.Ie.

-

$

53. Inflorescence. On donne le nom drinflorescence à la - leurs distrihution-spéciale Oes s;r I'are qui les poriu. on appetle pëdoncule te support oe la flâi;ii'peut être vl

d ty

, )t, rq IY

t\i

ir l{r

simple ou

rami{ié, axillaire ou terminal. ses ramifications forment les axes secondaires, tertiaires., etc. ; on aesign; sous le qg péd'icertes les qui portent res neurs. une lom -subdivisions Ileur dépourvue de pédoncule e$ dià sess*e I dans Ie câs cotrtraire, la fleur est dite pëd,onculëe oi pëd.ic"tte" 1ng.'âù. 1,ry nljlcfpaur types- d'inflorescencô sont : la'grîqtp", lo *_ n1mbe, l'ëgti, lrombiile et le capituh,

LEs scIENC'ES PITYSIQUES ET NÂTURELLES

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LÂ F'LEUN

509

54. 0rganes constitutifs de la fleur. La fleur se compose généralement de quatre séries d'organes- disposés autour d'un axe central; on donne à ces .À IJ séries le nom de aerticilles florauæ 1 ce sont le culice, la coràlle, les étamines, clont I'ensemble forme l'androcrle, et,le pisti,l oa gynëcée (fig. 26). l-,e culi,ce est I'enveloppe la plus externe de la fleur;il est

ordinairement vert

e[ formé modifiées appelées sépales. Si les sépales sont soudés les uns aux Fig. 26. autres, le calice cst monosé- Fleur de Flaisier. , fleur entière; B, fleur montlant le Ttale ou gamosépale (Prime- A pédoncule pd, le calicule s et le calice c,. vères) I s'ils sont libres de C, coupe longitrrdinale de petites feuilles

montrant le ca-

toute adhérence entre eux. il lice c, la corolle cr, I'anthère d'une est dit polysépale ou dialysé- étamine e,l'owle de I'un des carpetles qui constituent le pistil p, le réceppale (Giroflée

).

La corolle est la deuxième

tacle

r'

enveloppe llorale I c'est la partie ordinairement colorée et odorante de la fleur, les pièces qui la constituent sont appelées pétales. La corolle est monoptëtale ou gamopëtale (Liseron), si les pétales sont soudés les uns aux autres, el polypétale ou ilialypétale (Rose) , s'ils sont libres. L'ensemble des deux premiers verticilles, calice et corolle, forme

le périanthe, qloi ne joue gu'un rôle

secon-

L

daire dans lesfonctions essentiellesde la fleur. L'and,rocée comprend les étamines. Ltétamine est le plus souvent formée d'une sorte de petit sacrltanthère,lerminant un support grêle plus ou moins long, auquel on donne Ie nom de ftlet (fr9.27\. L'anthère renferme une poussière colorée, le plus souvent jaune, qu'on appelle pollen, et qui s'échappe lorsque la fleur est épanouie. Le pôstit ôsi torme de carpelles libres ou |is-.,,?l.-

Étamine'

présente ordinaireÂent I'apparl"n-"i f',lf::.?" i"Jiil:; d'une petite colonnette , le siyle, dont la base ,L"lËr*Lt te polrenflée est l'ouaire, dans lequel se trouvenl lenp.

soudéi.

Il

les ouules ou futures graines; le sommet du style, de forme très variable, porte le nom de stigmate (fig. 28). '1,7r

5{0 xoîrofis

suR LEs sclgNcls PHTSIQUES

lr

NÀTURELtrBs

Lee quatre verticilles lloraur eont ffrég sur un rup-port cornmun, là récepta,cle, qui - n'est quo l'épanouissemen-t du sommet

du pédoncule; ctest le

réceptacle qui

constitue la partie alimentaire qu'on

..o

ffiït W.4' .qftirÉ-

appelle le fond de I'Artichaut. On appelle fleur conr.plète une fleur pourvue des quatre verticilles dont nous venons de parler, ctest-à-dire d'un calice, d'une corolle, d'une androcée et d'un pistil. Une fleur est dite incomplète

lorsqu'il

lui

manquo

est formé de bois cer-

pelles soudées; trg, logesl cl, clolson; o, ovules.

plusiours

Si I'un seulement des deux verticillec du périanthe vient à manquer, il est de convention que celui qui subsiste est un calice, qu'il soit coloré ou non. Ainsi le Lis, la Tulipe , ont un calice et pas de

Fig. 28. Pistil de Jacinthe. ou, ovaire ; st,stylo ; slig, stigmate. Coupo transversale corolle. du même ovairs. On voit Les fleurs

Er'il

un ou

verticilles.

qui sont pourvues dtéta-

mines et de pistil sont appelées hermaphroilites, qu'elles aient ou non uno en-

veloppe florale. Celles qui ont un pistil et pas d'étamines sont des lleurs pistillées, et celles qui ont des étamines et pas de pistil sont des fleurs stamïnëes. Si les fleure staminées et pistillées ge trouvent sur le môme pied, la plante est muwîg*e (Noyer, Maïs); si ces Ileurs sont iur deut- pieds distincts, Ia plante esl ilioiquc (Chanvre' Dat-

tier ).

II. Fonctlons de la lleur. 55. Formation ile l'æuf végétal.

La formatàon de llmr'f aëgëtdl

le phénomène par leguel le pollen déposé sur le stigmate déteret par suite la transforI'embryon, de la formation mine dans I'ovule rnation de I'ovulc en graine et de I'ovaire en fruit. est

Le liquide visqueux dont le stigmate est imprégné retient facilement les grains de pollen qui s'échappent des anthères au moment de leur défiiscenee et qui viennent le toucher. Sous I'influence de I'humidité, les greins se fon{lent et émettent des prolongements (tubes polli,nl,qùæl qui s'insinuent dans le style ef, se trouvent bientôt en contact avôc I'ovule rtens lgqusl se forme l'æuf végétal. Aussitôt l'æuf formé, toute la vitalité de la plante se concentre dans I'ovaire, la corolle se {tétrit, la fleur se dessèche et tombe, I'ovaire reul subsiste et continue son développement; on tlit que le fruit se nouc,

T,E FRUIT

TT LÀ

GRÂINE

5I{

56. Giroonstenoes qui influeut rur la pollinisation.

lec - Danssont fleurs hermaphrodites, la pollinisation est facile, car les anthères toujours voisines des stigmates I mais dans les fléurs gui ne possèdent cha-cune que des étamines ou des pistils, le transpo^"t ao follen des anthères sur le stigmate ne peut se fai"e'qu,artiûciellemenï, soit par fe vent, sojt par les.insectes, les abeilles ei le" papillons surtout.

Les arabes favorisent la fécondatbn des Dattiers, gui sont

dee

plantes dioiques, en secouant le pollen des fleur€ stiminees sur les rtigmates des fleurs pistillées. Quand la saison a été pluvieuse, I'eau ayant entrainé les grains de pollen, la fécondation s'est trouvée en partiË supprimée, et boir nombre d'ovules restent stériles. cette stérilité, iegrettabiô surtout pourla vigne, est drésignée par les vignerons sous le nôm de couhpd ac b vlgt;. ' QursrroNxrrnn. Qu-eet-ce que ts ûeuf,? thr*ptrterbt-ott prëfiorakon? ^ Qu'es-t'ce quc l'êpamowissema,t_i etlappeilut-om-iracthat À quoi d.onne-

-

-

-

t-on le nom d'infloreecence?-c.o'mentsdppcllc lc nrpportdo -u nerir-r*ites le tableau synoptique des principaur types d;ùflorerconcc. - euelles eont reg verticiiles de Ia fleur? os6 6tamine? Oræù""-*"i1ec paruee - -e4recomprend qui condituent le pistil? gue lo récoptade? I eu,appoll,e-t-on fleur - eu'est-co complète? qu,uao plante est minoiquo o" dioifrrïZ - Quardletdit-on d'aaien*ent groi,s*t ùc poll,em quonù lls'*,éahaytp*ti iles atuthères? ^Que Quel'lcs sont les c'ouses guô û*fl*ertt t*, b pofiittisati.o*?: A guoù est ilne la cot;tlwre d,e la Yignc? l

CHAPITRE VII LE FRUIT ET LA GNAIND

f. Le lruit. Ë7. constit'ution du

et mr)ri.

fruit.

-

on appelle frwit Yovaire

féeond.é

fruit comprend deur parties: le péricarve et ra graine" rtaines parties accessoiroi accompagnent sodvent te peiicarpe et subissent en même temps que i'o-vaire des transfo'rmatione considérables à la suite de la pollinisation. on est e,onvenu de désigner eous le nom de fruit i'ensemble des graines, du péricarpe et des orgaûes qui I'accompagnent.

-

Le

c.e

Péricarpe. Le _péricarpe (fiS. Zg) est la portion du - q9.qui fruit forme les- parois de I'ovaire -gtor*i. Il comprend trois partigs: {o une couche erterne , lrépiiarp, formani la pelure deg Pommes, des Prunes, dee pêciles; z" îou couche interne aonemée end,aearpe; c'est elle qui constitue les membranee

512

NOTTONS SUR LES SCIENCES PHTSIQUES

ET NÀTURELLE8

coriaces qui entourent les pépins de la Pomme et le noyau qr.li ltamande dans les Prunes, les cerises, les Abricots; enveloppe 'parenchyme cellulaire , souvent pulpeux, compris entre 3o un

Ies deux couches précé-

, dentes, et quede I'on désigne -'-Per sous le nom

fn gn

mésocarpe

I

il constitue la partie char' nue et succulente des Pommes, des Cerises, des Pêches.

&9. DébieceDce. d,éhiscmce

du fruit

La est

I'acte par lequel le fruit longitudinale d'une pèche, stouvre pour laisser échap' Fig. 29. - section la structiue de ce fruit à noyau' per les graines. La plupart piur montrer péticarpe comprenânt : l'épicarpe dp, 1e des fruits charnus sont inphr, - méÀocatpe nr, I'endocarpe enit ,,formant i"i déhigCents ; ilS tOmbent sUf le sol, et les graines n'ar-

lîliiii',fl?,Sifi,iJçtrlÏ"'"ffi*:#' rivent en contact avet la terre qu'après la destruction dee enveloppes. Cependant la Balsamine, le Concombre s&ttn&ge, ont des fruits charnus qui éclatent et projettent leurs graines à une grande distance. D'après la consistance du 60. Classification des fruits.

-

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gecs. Fig. 80. - Exemples de fruits À, ekène du Blé noir; B, caryopse du Blé; C, gousses du Lotier corniculé dont I'une ect ouvert€; D, silique de la Giroflée; u, valves; ct, cloison; Er pyxido

du mouron rougs; F, capsule du Pavot; G, diakène du Fenouil; H' polyakène do la petite Mauvs.

péricarpe, on peut diviser les fruits en trois Sroupes : les fruite rccr, les fruitt chornwt et les fruite à noyuu.

LE FRUIT

E!

LÀ

5I3

'LEUR

Un fruit ses est un akène s'il est indéhiscent (Blé noir), et une capsule s'il est déhiscent (Pavot). TABLEAU SYI{OFTIQUE DE LA CLASSIFIGATIOII DËS FRUITS

/ArÈxu proprement dit (Sarrasin, Lai-

tue) ; diakènce (Carotte) ; triakène rtrpÉnrscnxrs ( Capuci ne) ; polyakàze ( I\Iauve ) . (Akène). ) Gle.xn (Chêne, Chàtaignier). I Crnronsu (Blé, Seigle). \Srulnu (Orme, Erable). /CÀPsuLE proprement dite (Lis, DaI tura, Violette).

I )

sacs

I Folucur.u (Aconit, Fivoine). ( Lrcuuu ou Goussr (Haricot, Genêt). I Stt rouB (Chou ) ; silicule (Pastel , I Bourse à pasteur). \Pvxrnn (Mouron rouge, Plantain). 1 Betn (Raisin, Cassis, Tomate). MÉlonron (l\felon, Citrouille). rr.rnÉHrscExrs J ) PÉnoNrnn (Pomme, Poire). I HnspÉnturn (Orange, Citron). Crnsum cHAnNUE (Balsamine, MarnÉnrscpxrs f I ronnier). txpÉutscrxrs lDRnpE (Prune, Pêche, Cerise, Olive). nÉsrscpxfs

U) E,l

(

p k

CEÀRNUS

À

NOYÀU

Capsule).

nÉnrscntcrs

lClpsum nnuplcÉr (Noir, Amande).

II. La graine. 61. Organisation de la graine.

-

Une graine complète

se

trois parties : une enveloppe simple ou multiple, formant

compose de

ce qu'on appelle les tégumeæfs de la 1 un albumcn, et un embrYon

graine

ou plantule.

69. Embryon.

L'embryon

(fi9. 31 ) est la partie essentielle de la graine; il se compose de trois parties :la rad,icule, la tigelle el La

Fig. 3{.

gemmule, formant par leur ensem- A, plentule de I'Amandier; c, cotylédom; r,radiculel tg, tigelle; bls une petite plante rudimentaire. g, gemmule; B, plantulo grossie La railicula donne naissance à la et dont on e détaché lcs deur racine. La tigellc fait suite à la ra- cotylédons; r, radicule; lg, tidiculel c'estla future tige. La gem- gollo; g , gommule. fir't/r- èsl un petit bourgeon foruré de feuilleg ébauohéeg. Elle est

5'/,,4 NorIoNs suR tgs scIENcEs pHyËIeuEB ET NÀTUnELLEI

tantôt visible, tantôt cachée avant son développement. En enlevant ltéoorce dtune graine fratche de Haricot, ou que I'on e laissé tremper dans I'eau pendant quelque temps si elle est sèche, elle se sépare en deur parties, au milieu desguelles on aperçoit

très visiblement I'embryon (ûg. 32, À).

63. Gotylédons. Les Cotgledons sont des appendices latéraur - tigelle. firés à la base de la Ils constituent des organes de réserve destinés à fournir les aliments nécessaires au développement de I'embryon. Quand

il n'eriste qu'un seul cotylédon, celui - ci s'insère ordinalrement autour de la tigelle, qu'il entoure et recouvre comme une feuille engainante.

64. Germination.

-

La gerrnina,tiot est I'acte par

lequel

Itembryon se développe. Une graine mtre peut rester un temps congidérable dans un état stationnaire sans que ses propriétés germinatives soient altérées; de sorte qutelle pourra être conservée des années et même des siècles sans perdre la faculté de pouvoir gerroer lorsqu'elle se trouvera dans des conditions favorables.

6ti. Conditions nécessaires à la germination. Pour que la graine puisee germer, -il faut dtabord qu'elle soil mf.cre, et ensuite qu'elle trouve en quantité suffisante d,e l'eou, del'air et de la chaleur. L'eau, en pénétrant les tissus de la graine, les gonfle et les ramollit; les Bucs nutritifs qu'ils renferment se dissolvent et fournissent la première nourriture destinée à la jeune plante. Trop d'humidité nuirait à la germination o excepté évidemment

pour

les

plantes aquatiques, dont les grainer germent dane I'eau.

L'odr est absolument indispensablo dane le vide, let graines restent indéfiniment inertes. r, rldi- Des graines enfouies profondément

Fig. 32. Ccnnination d'uue groine. il5 moitié d'une graine dc Ha-

ricot; c, cotylédon;

culo; l, tigelle; 9, gemmule ; B, premiàre phase do la gorminatiou.

à la germination;

dans le sol y demeurent sans germer tant qutune circonstance particulière ne vient pas les ratnener à la surface.

La graine ne peut germer si le milieu dans lequel elle se trouve n'atteint pas une certaine tearyérature. La limite infê. rieure de cette température varie rvec I'ospèce végétale; ainti

CLâ,SSITITÀlIOtT 5t5 le Lin, [a Moutarde, le Blé, I'Orge, peuvont gerner à des tem-

pératures inférieurec à l0 degrés, tandis que la température doit ôtre au moins de {8 degrés pour le Melon. La température poyenne la plus favorable à la germination est comprrse entre 12 et 25 degrés. La terre favorise Ia germination en réalisant les conditiono d'humidité, dtaération et de chaleur convenables.

66. Pbénomènes chinniques tle la germination. Les cotylédonr qui accompaglgnt I'embryon ont leurs cellules remplies de grains

d'amidon, de fécule, de matières grasses. Sous I'influence de l'ùumidité et de I'oxygène de I'air, les matières azotées qu'eles renferment donnent naissance À un ferment important, La diaxtu,se, qui, agissant sur les substances féculentes, les transforme en une matière zucrée, facilement absorbable, la glgcoser_qui noumit I'embryon jusqu'à qoé "" ses racines-et ses premières feuilles soient suffisamment développéès. Pendant la germination, les graines dégagent clu gaz carbonique provenant des combustions partielles qui se font dans les tissus,

QunsrrowxruR-E. combien de parties comprend lo Qu'appelle-t-on ûrrit? Qu'est-co quo lo péricarpe? eueilee eont les couàhes gui lC constihrent? Faites le tabtcau de la classiûcation der Qu'est+o quc la déhiscenco?

-

fruit?

fruits.

-

?g qooi

-

-

uno grainc cqmplète? - euellee aont les trois partiee do I'embryon? Que somt tes eotyléd,otts.? Qu'eet.cc que la germinatiÀn? Daus quelles conditions doit se trouver une -graine pour pouvoir gàrmer? eualt tont las ph.énom,à*et chimi.quat q*ô æcompagnant h germinàttonl _

sc_ composo

CHAPITRE VIII CLASSIFICATIOI{

67. classifications artificielles,

Les ileur classifications, arti-

- ùe Tournefort (16g4) et de ficielles .19_ pt"* célèbres sont celles Li,nnè (1735). - Le systàrne de Tournefort, aujourd'hui abandonné, est érqhli d'après les caractères tirés de la eorolle et de la consistance de ra tige. Ir càmpreld deur gtoupes: les herbes et les crbres et arbustes, É tout subdivisé en 22 classes. Le systime de Ltrm,é repose entièrement sur les modifications que présentent les organes reproducteurs de la fleur, étamines et piJtit. Les végétaur sont d'abord sectionnés en deux groupes, les phanéfogûnret et les Cryptogurna : let Phanérogames comprennent ler

NorroNS sun LES ScIENcES PHYSIQUES ET NATURELLES plantes dans lesquelles les étamines et le pistil sont- visibles, et correspondent aux plantes Dicotylédones et Monocotylédones; les Cryptogâmes sont dei plantes qui n'ont ni étamines ni pistil, et dont les o"ganer de reproduction ne sont pas apparents I ils correspondent

576

aur végétaux Acotllédones.

68.

Classification naturollo.

*

La rnéthode naturelle généralement

Laurent de Jussieu (1789). Dàns cette méthode, le règne végétal se subdivise en trois grands embralchements, suivant la présence ou I'absence des cotylédons dans la graine I ce sont les végétaux Dicotyléd,onev, ilIonocotylédones adoptée aujourd'hui est celle de

et Acotglëdones oa CrYPtogames, 69. Caractères généraur des

trois

ombranchements.

L'em-

bryon des uégétauæ Dicotyl,édones est- muni normalement de deux ramitig-e, ordinairement pivotante; la est racine coiylédons. La frée, est formée de frbres et de vaisseaux disposés efi couches conceniriques autour d'un canal médullaire I leurs feuilles sont simples

ou composées, à nervures réticulées, olfrant souvent des échancrures plus ou moins profondes. Les fleurs sont généralement complètes, et ies pièces qui les constituent,,sépalesl Pétales, étamines, etc., sont souvent au nombre de 5. Le Ha,rieot, le Hêtre, le Qhêne , sont des plantes Dicotylédones. Les uégétauæ Monocotyléd,ones ont un ennbryon qui n'a- qu'un seul cotylédon. Leurs racines sont fibreuses I leur tige est généralement simple I elle est formée de fibres et de vaisseaux épars dans une masse de fissu eellulaire, et porte des feuilles presque toujours simples, souvent engainantes, à nervures parallèles. Les lleurs ont généralement un calici pétaloide, et les différentes pièces qui cc,*tstituent les verticilles {loriux sont ie plus souvent au nombre de 3 ou de 6, Le Blé, le Li.s,le Datti'er, appartiennent à cet embranchement.

Les végétaur Acotylédones sont caractérisés par leurs organes

reproducteurs peu apparents. Leur StruCture est très variée I les uns so^nt vasculairei et sont désignés sous le nom de Cryptoga,nl'es ao'scu' lai,res (Fougères, Prêles)l les autres, de beaucoup_plus nombreux, ont une stiucture entièrement cellulaire, ce sont les Cryptogames cellullai,res (Mousses, Lichens, Algues, Champignons )' Les Dicoiytédones sont surtout abondantes dans les régions tempérées , les Monocotgléd,ones, dans -Ia zone équatoriale, et les crypto. games dans les régions froides et humides' 7o. Nomenclature bOtanique. - En Botanique comme en zoologie , on emploie, pour d,ésigner les -différents groupes végétaur, un classe,la

cJrtain nombre de termes qui sont : l'ernbrunchementrla le genre, l'espèce,la aarié-të et l'ind'wid'u' farnitle, ' les indivtdus

La farnl,tË est un g"ôupe essentiellement naturel, dont présentent dans leui structure et leur aspect extérieur un certain air àe rtessemblance que I'on saisit immédiatement. C'est ainsi qu'il est

la Sauge, la Mélisse, appartiennent à la même famille (familte des Labiéei), qu'il en est de même du Mélèze' du .Pi5r, du Sapin (famille des Conifères). facile de voir gue

PRTNCIT'ÀLES FÀIUILLES VÉGÉTALES

Le .genrc comprend des espèces

bt7

qui se ressemblent par leur port

ertérieur, et chez lesquelles la forme et la disposition des différentes parties de la {leur et du fruit sont les mêmes; ainsi I'Ail, Ie poireau, la Ciboule, I'Oignon, appartiennent au même genre (genre Aili.um), L'espèce est cornposée d'individus qui se ressemblent entre eux jusqu'à I'identité d'organisation, et qui, par la reproduction, donnent naissance à une suite d'individus toujours semblables. Ainsi un champ de Trèfle incarnat est composé d'individus qui appartiennent tous à la même espèce.

Pour désigner I'espèce, on emploie deux mots latins , comme en zoologie;-le premier est celui du genre, et le deuxième détermine l'espèce. -Le genre Viola, par exemple, comprend plusieurs espèces, dont les principales sont Viola od,orata (liolette-ortorante) , Viola cani,na (Violette des chiens) , Viola tricolor.(Pensée), Vi,ola artsensxs (Pensée sauvage).

QuEsrroNNarRE. Qwell,es sont l,es classifi,catioms arti,ficiettes les plws cétèbrcs cm Botani.queT Swr quels primcî,ytes sont fond,ês l,es systèmes de Tournefort et il,e Linné? Comment se subd,i,uise le tègme aégétat d,ams la n'ûtlùod,e natural'le d'e d'e Jwssiew? Qwelssomtl,es cero,ctères gënërawæ i!,es uégëtawæ d,ans

-

-

-

chacun des troi,s embronchememts? groryes familte,

ewels moms d,omme-t-om awæ d,ifféremts d,e La subil,i,ul,siom il,es ernbronchernemtE? Comment défrnit-on la

tre

genre et

-

-

Tespèce?

CHAPITRE IX PRINCIPATES

fAMIItES

VÉGÉTAtES

I. Dicotylédones. 71. RrxoNcur.ÂcÉEs. Plantes herbacées rarement ligneuses, à fleurs généralement -régulières et souvent à calice pétaloide; étamines indéfinies. 79. Principales espèces. Les Glématites, les Renoncules, les Ellébores.

-

Les Clëmati,tes ont une tige ligneuse et sarmenteuse. La plus commune est la Clémati,te des haies, arbrisseau grimpant que I'on trouve fréquemment dans les haies; ses feuilles renfermènt uÀ principe âcre qui irrite la peau, Son nom vulgaire d'Herbe aua gueun vient précisement de ce qu'autrefois les mendiants s'en servaient pour prôduire des ulcères factices afin d'exciter la commisération publique. Les Renonctrles, plus généralement connues sous Ià nom de Boutona

C'or, sont des plantes à fleurs souventjaunes; les unes rout terreâtrer,

tîE

Norrons suR LEs scrrNcps pHysrQUEs Er NÀîURELLEs

et ler autrer açratiquer. Ler principales sont : la Rmoncule rampante, la Renorctlc bulbeuse, la Rcnona.tl,e dæe et la Renorcuh æélérate. Les Ellébores avaienl autrefois la réputation de guérir de la folie; ce qui explique cel deur vers de La Fontaine dans la fable le Lièarc dt Ie Tortue : Ma eommère, il Yous faut purger Àvec quatre graius d'ellébore. L'Ellébore fétide oa Pi,ed d,e gri,ffon crolt dans les

lieux

secs. L'-El-

lébare noir {leurit en décembre et se cultive dans les jardins sous lc nom de Rose d,e NaëI.

73. Cnucrr'Ènps. Les Crucifères forment une famille des plus faciles à reconnattre. Ce sont des plantes herbacées o dont la fleur comprend 4 sépales, 4 pétales en croin et 6 étamines, dont 2 plus petites. Pour

fruit, une silique ou une silicule.

74. Principales espèces. la Raae , le Nauet, Ie - Le Chou, Railis, le Rai,fort ,Ia Moutarde,le Cressen, le Colza, la Gtrofl,ée. Le Chw est un des meilleurs légumes I il en existe un grand nombre

de variétés : Chou d,e Mi.lan, ChouTtonmâ, Qhou d,e Brunelles, Qhouetc, La racine da Rai,fort est excessivement âcre, elle sert de base à la

fieur,

fabrication du sirop antiscorbutique. La graine d.e Moutarde noire, réduite en poudre, donne la farine de Moutarde avec laquelle on fait les sinapismes. Cette farine, délayée dans I'huile et aromatisée convenablement, constitue la moutarde de table. La Moutard,e blanche est moins commune. 75. LÉcunarNEUsEs. La famille des Légumineuses comprend

-

des herbes, des arbustes et des arbres qui peuvent atteindre de grandes dimensions. Les feuilles sont ordinairement composées, et les fleurs solitaires ou en grappes.

Le fruit est une gousse. Cette famille comprend plus de 4000 espèces, que I'on a subdivisées en trois tribus, suivant la forme de la corolle : la tribu des Pwgtilionç cCes, celle des Cassides

et celle

des

Mimosées.

crc' 33'(;,f,i."1?"ié:Tilionacée c, c, aite!;d, étendard;

c, carène.

76. Principlles espèces' - Les qspèces principales de la tribu des Papilionacées sont : Ie Trèfle, la

Luzerne, le Sainfoiæ, la Gesse, les Pods, les Haricots,les Lentilles

,

les ?èrses.

PRTNCIPALES FÀMILLES VÉGÉTALES

5{9

Le Trèfle, la Luzerne et le Sui,nfoim, sont des plantes fourragères que I'on cultive en prairies artificielles. La Gesse odorante est une plante d'ornement plus connue sous le nom de Pois d,e senteur. Les Pois, les Lentilles, les Hari,cots et les "Fèues sont des plantes alimentaires très irnportantes. Parmi les espèces àppartenant à latribu des Cassiies, on peut citer les bois 'Je Fernambouc , de Brësil, de Campêche, fréquemment employés en teinturerie; le Séné et la Casse. Le Séné, ainsi que les fruits desséchés de la Cosse, sont utilisés comme purgertifs. Les espèces les plus remarquables de la tribu des Mi,mosées sont : la Senstti,ue et les Aca,cias. Les plantes appartenant aur tribus des Cassiées et des Mimosées sont exotigues.

77. Rose,cÉns. ou ligneuses à feuilles - Plantesà herbacées alternes. Fleurs régulières 5 divisions. Corolle roso,cée. Etamines en nombre indéfini.

. 78. Principales

espèces.

Les principales espèces sont

:

l'Amand,ier, le Pêcher, l'Abri,cotierr le Prunier,le Cerisierr le Lau,rier- Cerise , la Ronce,le Framboisinr, le Fraisier,I'Eglanticr, le P ommier r le P oirier, le C o gnossiar, l' Aubépine, L'Arnandi,er est un arbre à lloraison très précoce; le fruit renferme

une amande douce ou amère. Les amandes douces servent à la fabrieation des nougats, du sirop d'orgeat, des loochs médicamenteux; on en extrait I'huile d'amandes douces. Les amandes amères renferment de I'acide cyanhydrique, qui leur communique une saveur partiorlière et les rend vénéneuses.

Les Qerisi,ers fournissent plusieurs variétés de cerises, dont les principales sont Ia Cerise proprement dite, à courte queue, et dont on fait des conserves dans I'eau-de-viel la Guigne et le Bigarreau. Les feuilles du Laurier-Cerise contiennent de l'acide cyanhydrique I I'eau de Laurier-Ceiise est employée en médecine comme calmant. La Ronce est une plante à longue tige ligneuse et rampante, hérissée d'aiguillons I les fiuits, connus sous le nom de tnûr,rcs, sont comestihles ; ils passetrt l.nt.

Fig. 34.

- Fleur d'églantier. tlu ri:uge au noir en mriris-

520 NorIoNs suR LEs sclsNcrs PHYSIQUDS

ET NÀTURELLES

Le Frsûnboisier est une Ronce à tige dressée et à rameaur argués, parfumés. qui - produit des fruits rafraichissants et Le Frai"si,er est une plante herbacée à tige stolonifère, Les fruits sont des akènes fixés sur un réceptacle charnu, de couleur rouge, qui - est la partie comestible de la fraise. d'ornement dont les variétés Les .Rosiers (fig. ll4) sont des plantes

sont extrêmemenl nombreuses; les plus connues sont : la Rose ù cent feui,lles, la flose tnûusseuse,la Rose de Bengale, Ia Rose d'e Proui'ns, Les pétâles de la Rose de Provins sont employés pour Ia préparation tlu miel rosat, de I'eau et de I'essence de rose. Les usages àconomiques des pommes, des poires, des prumes, des gsêches, etc., sont connus de tout le monde.

79.

OnnnslllFÈnns.

-

Plantes herbacées à tige fistuleuse. Feuilles ordinairement découpées et engainantes. Fleurs très petitest

réunies en ombclles. Pour fruit,

deux akènes sillonnés de côtes longitudinales se séparant à la matuiite et restant suspendus à I'ertrémité d'un petit suPPort. Beaucoup d'Ombellifères renferment un princiPe vireux et un Principe aromatique. Certaines espèces sont vénéneuses, et d'autant Plus toxiques qu'elles croissent dans des climats Plus chauds. 80. Principales espèces. - Le Fenouil, I'Anis , le Persil r le Cerfeuit,le Célen, le Panuls, la Corotte,la Ciguë. Fig. 35. -. Persil cultivé. Les graines de Fenouil,, d'Amis, A, une fleur isolée; B, fruit. renferment une huile essentielle arc. matique qui les fait employer dans la fabrication des liqueurs. Le'Periit et le Cerfeuil iont utilisés comme condiments' Le Céteri cultivé donne des pétioles blancs, tendres , aromatiques, que I'on mange en salade. L'Abhe est un Céleri sauvase. Le Pana,k,

la Corotte, sont des espèces alimentaires. La Grand,e et la Petite ci,guë sont des plantes extrêmemert vénéneuses; la Petite Ciguë peut être facilement confondue avec le Persil. La Grande Ciguë se-recônnait à la présence de taches rougeâtres qui maculent ses tiges.

herbacées, à tigo grimpante et 81. CucunelrAcÉEs. - Plantes lampante couverte de poils rudes. Feuilles alternes et portant souvcnt des vrilles à leur aisselle, Le fruit offre sourcnL uns

PRINCIPÀLES FÀMILLES

VÉGÉTÀLES

591

cavité centrale dans laquelle les graines semblent éparses au milieu des filaments provenant de la destruction des cloisons. 89. Principales espèces. principales sont : le - Lesla Calebasse, espèces Melon, le Concombre,le Potiron, la Bryone. Le fruit da Melon est sucré et rafralchissant; la variété la plus estimée est le Melon cantaloup, Le Concombre donne des fruits comestibles; cueillis très jeunes et conflts dans le vinaigre, on leur donne le nom de corni.chons, Le Potiron et Ie Gi,rauntont ont des fruits volumineux qui servent à faire des potages. Le fruit de la Calebasse est une coque dure et coriace avec laquelle on

fait des gourdes.

La Bryone est une plante grimpante excessivement commune dans les buissons, et qui porte quelquefois le nom de Nanet fur, diable,

83. CouposÉss. - Laà famille des Composies est très nombreuse et comprend elle seule la 10e partie des plantes Phanérogames. Les espèces qui la composent sont carac-

térisées

par

I'inflores-

cence, gui consiste en un grand nombre de petites fleurs réunies en capitules sur un réceptacle élargi, entouré d'un in-

volucre (fleurs composées, fig. 36, E).

Les fleurs qui consti-

tuent le capitule

sont

souvent de deux sortes:

les unes , appeléea fleurons, onh une corolle régulière, le plus souvent

Frg. E

36.

, capitulo de Radiée (Leucanthème

comrnun ) r, les

coupé en long, montrant le réceptacle

fleurs tubuleuses au centre et les fleurs ligulées à la circonférence; F, une fleur tubuleuse; on voit le limbe à cinq dents'et les deux branches stigmatiques courbées en d.ehors; G , la mèmo fleur coupée en long pour montrer I'ovaire o, lo style st et le stigmate à deux branches stâgr'

les

a, et les tlets libres

f; autres, H, une fleur ligulée. appelées demi - fleurons, ont une corolle monopétale ligulée (fig. 36). La famille des Composées se subdivise en trois tribus, d'après la constitution du capitule. La tribu des Tubuli,flores comprend les espèces dont les capitules sont uniquement formés de fleurons; la tribu des Liguliflords comprend celles dont les capitules sont exclusivement composés de demi-fleurons; enfin la tribu des Radiées est formée des espèces dont les capitules portent desfleurons au centre et dee demi-fls11rons sur la circonférence.

à 5 dents; les

arothères soudéeg

5n Norroxs suR

LEs scrENcns pursreurs ET NÀTuRELLËg

84. Principales espèoes. Tubuliflores : les Chdr- Tribuledes ilons, l'Artichaut, les Centa,urées, Bluet,ltAbsinthe . Tribu des Liguliflores : la Chicorée, la Laitue, le Pissenldt , le Laùteron, le ,SaZsdfs. Tribu des Radiées : la Pûquerette, le GraniI-SoIeiI, les Dahlias, les Seneçons, la Camomill.e. Les Qho,rdons sont de hauvaises herbes qui se multiplient rapidement dans les champs incultes. L'Artichaut est une espèce de chardon cultivé dont on mange la base des bractées et le réceptacle charnu. L'Absimthe sert à la préparation d'une liqueur dont I'abus exercie une très funeste influence sur I'organisme. La Chicoréc sduuq,ge est amère et tonique. On cultive dans les jardjns la Chicoréc end,irse et quelques-unes de ses variétds (Escaroles, Chicor.ée frisée), que I'on mange en salade. Les racines de la Chicorée, torréfiées et pulvérisées, sont trop souvent ajoutées au café. La Lai,tue et le Piçserzlit se mangent aussi en salade. On cultive trois variétés de laitue : la Laituc romaime, la Laitue pommëc et la La,itup friÂiee. La Pû,querettâ

doit son nom à l'épogue de sa flôraison, qui a toujours lieu vers le temps

de Pâques. Elle

est

très commune dans les prairies. Les Chrysaru thhnes,les So&aih,les D6hli.ds, sont cultivés

comme plantes d'ornement.

85.

Sou,rvÉns.

Plantes herbacéog

à

fleurs solitaires

ou disposées en grappes

ou en épis. Corolls infundibuliforme; étamines. Pour

5

fruit,

une capsule ou uns baie. Les plantes apparFtg.

fl. -

tenant à la famille

Le Tabac, exemple ds Solanéc. des Solanées ont en A, un rameau fleuri I B, fleur isolée; C, la mèrne fleur aspect dont on a enlevé la partie antériourcl oo, ovaire; général sombre et une odeur st, style ; a, étamtnes.

un

repoussante; le plus

grand nombre renferment des principes vireur qui en font det plantes très vénéneuses.

PRINCIPALES TAUILLES

VÉGÉTÀLES

593

q6. Principalee espàces. temc, la Tomate, - La Pornmele de la Piment, la BellailonerLa fwquiame , Tabac. La Pomma de teme est originaire du pérou I ses tuberculcs sont sains et nourrissants (no 22), La Bellad,one est une solanée très vénéneuse ; ses baies noires sont , de la grosseur et de la forme d'une cerise. Elle renferme un alcaloTde, l'atropine, empioyé dans les maladies des yeur. L.". Tuby: ou Ni,cotiann (fig.47), originaire du Mexique, a été imI porté en France en 1560 par Jean Nicot, arnbassadeur de France en Portugal. ses feuilles,-après avoir subi certaines préparations, donnent le tabac à priser et à furner. Le tabac renferme uneiubstancé tbrique, , le micotina, qui est excessivernent pernicieuse.

,

I,enrÉEs. i et 91. - Plantes herbacées à tige générarement à feuilles opposées. Fleurs o sr*\q

ca*ée

réunies en groupo à I'aisselle des feuilles; corolle labiée (û9. 38). Pour fruit, 4 akènes situés au fond d'un

calice persistant.

La plupart des Labiées

possèdent des propriétés toniques, aromatiques, qui les fontutiliser en médecine. Un grand nombre d'entrc elles fournissent des essen-

A, flour labiée du Lamier blanc; c, calice; aromatiques. principalos 88. espèces. iffr'ff:ltli:'f"i#:ïÏS""tiié:ji; LeS SaUgeS, Le ROmarin, longl a,étamine; stig,stigmate; oo,ovaires. -lgs Mentle,es, la Laoandn, le Thynn,la Serpolet, la Métisse, le Lierre tenestre, Ies Lamters rouge et blanc. oeB

_ Lea S.auges se rencontrent partout. La Sa,uge d,es prés a de grandes Ileurs d'un beau bleu disposées en long épi dressé; iile est commune dans Ies prairies, sur les pelouses. r'es Menthes croissent dans les lieur incultes et humides I elles erhalent, lorsqu'on les froisse, une odeur forte et aromatique. La plus employée est la Menthe poiurée. La Lo,aand,a fournit une essence utilisée en parfumerie. r-e Thym et le serptolet se rencontrent lur les pelouses et leg coteaux_ secs, et tont recherchés par les lièvres et les lapins. La Mélisse ou Ci}.onnella erhale une forte odeur de citron; elle iouit de propriétés stimulantes et énergiques, et sert à la préparation d'un alcoolat connu sous le nom d'es,u d,e Méli,ssc,

89. Ax${ucÉss.

-

Arbreg

of arbrisseaur monolquos

ou

3C},1 NOTIONS SUN LES SCIENCES PHYSIQUES ET NATURELLES

dioiques, à feuilles munies de deur stipules caduques. Les fleurs staminées sont ordinairement disposées en chatons, et les fleurs pistillées sont souvent solitaires. Pour fruit., un gland-. Presque toutes les espèces des Amentacées sont des arbres forestiers.

90. Principales espèces. - Le Chêne, le Hêtre, le Chû'taignier, le Notsetier, le Charme, le Noyer, le Bouleuu, les Saules, les PeuPli,ers.

Le Chêne rouure occupent

le premier'

le

Chêne pédonculé (fr'g. 39), le Chêne aert, rang parmi les arbres de nos forêts. Le Chene Iiège fournit le liège avec lequel on fait

des bouchons.

La

galle est une excroissance produite sur les Chênes par la

noin

d,e

piqùre d'un

insecte

(Qynips\. Le Hêtre donne un bois de qualité un peu inférieure à celle du

Chêne. Ses graines, connues sous le nom

pédonculé.

de faines, sont re-

par

Frg. 39. Le Chône les cherchées M, fragnent d'un rameau à fleurs staminées Ê; O,frag- animaur; on en fait fruitr pistillées deux ds I'huile. mentdunrameauà fleurs l,' P, dans leur Le bois de Charmc

-

cuPulo.

est blanc, employé dans le charronnage ou comme combustible. On utilise le Charme pour l'établissement des allées de parcs, des bos(charmilles). quets -

Le Noyer fournit un bois flexible, élégamment veiné, que I'on

emploie dans la fabrication des meubles et des montures de fusil. L'amande de son fruit est comestible; on en extrait une huile ercellente, mais qui rancit très vite. Les noix fraiches se nomment cerneu,uær' Ie péricarpe vert qui les entoure (brou d,e nota"\ sert à la fabrication d'une liqueur digestive. Le boià de Bouleo,u est employé par les tourneurs, les sabotiers et les menuisiers. Les Saules croissent de préférence dans les endroits humides, au bord des étangs ou des cours d'eau. Certaines espèces fO_urnissent des oners pour lf vannerie. On retire de l'écorce du Saul,e blo,nn w produit médicinal, le salicylate de soude, très employé aujourd'hui contre les douleurs rhumatismâles.

gl.

Cor.ilrÈRns.

-

Arbres et arbrisseaux résineur, monoïquee

PRINCIPÀLES B'A}IILI.ES

VÉGÉTÀLDS

525

ou dioïques, à feuillage toujours vert. Les fleurs staminées, formées d'étamines nombreuses, sont

in-

sérées sur I'axefloral sans bractées de séparation; les fleurs pistillées sont

réunies en chatons et formées par aisselle un ou plusieufs ovules. Pour fruit, un

' des écailles portant à leur

I cône (fis. 0). , 99. Principales espèces. - Le Sapin , le Pin, le Cèd,re, le Mélèze , le ' Cyprès, le Genéarier,l'If .

i

Les Pins et les Sapins sont communs

sur les

montagnes

et fournissent

des

bois de charpente 1rcur la marine et

la menuiserie. On en retire de la résine et de la térébenthine, Le Cèd,re ne crolt spontanément que dans le Liban, l'HiFig' 40' * cône de Pin' malaya et quelques forêts de I'Aigérie. La partie supérieure Ësr est uoupcë coupée pf ltamP4rLrE ÈuPEfrEur-u ocf connu nnnnrr pour n^rrn sa cr longévité lnnodvifd et I'qm- !4 [lfl est verticalement pour laisser voir pleur de ses ramifications*. àlabase

'

Le Genéuri.er est un petir arbuste à l'jr%iiii.nËlt*u* feuilles atténuées en épines, dont le fruit sert à fabriquer la liqueur de genièvre.

II. Monocotylédones,. 93. Lrr.u.cÉES. - Les Liliacées sont des plantes herbacées à souchg souvent bulbeuse. Leur tige est ordinairement simple, et les nervures de leurs feuilles droites et parallèles. Périanthe

à 6 divisions; 6 étamines, stigmate trilobé. Pour fruit,

une

capsule à 3 loges ou une baie.

94. Principales espèces.

-

Le .tis, la Tul$te,

l'AiI,le

Poi-

reqiu,, l' Oignon, l' E chalote, l' Alo ès.

Le Lis, la Tuli,pe, sont de jolies fleurs, rèmarquables par l'élégance de leurs formes et de leurs couleurs. L'Ail, le Poires,u, l'Oignon, l'Écha,lote, sont journellement employés dans l'économie domestique. L'Aloès est une plante à feuilles épaisses et épineuses qui crolt dans l'Àfrique centrale et qui fournit une résine que I'on emploie comme purgatif. Cette résine sert de base à la préparation d'une liqueur amère connue sous le nom d'éliæir d,e longue ai.e.

516 NoTIoNs suR LEg sclnNqss PHTsIQUES Er 9Ë. GmunqÉBs.

-

NATURELLES

Les Gramintées sont des plantes herbacéea rarement ligneuses,

à tige creuse

cylindrique'

et

noueuse. Feuilles a{ternes, mu-

nies d'une gaine fendue. Fleursréuniesen petits groupes DoInmés épillntsr lesquels sont disposés en. épi ou en panicule. Etamines en nombre variable, ordinairement

3; style plumeur,

ovaire simple, uniloculaire. 96. Principales es-

pèces.- LeFroment, le Seigle, le Clûen-

ilent, I'Orge, l'Aooinerle Riz,le Muis, Phlëole , la

l'Alfa,la

Flouae,les Paturins, les .4,grosÉis, le RayA, Vulpin

S,

Fig. 41.

grass, les Fétugu6,

B,

le Milletrles Roséauæ, la Canne ù sucre.

Phléole dee prés; Flouve odorante; D, Ivraie vivace. des prés;

Le Frament ou Blc,le Seigle, l'Orge,l'Auoi,ne, le Maîs, sont désignés sous le nom de cëréales ah,m,entatres. Le Froment est certainernent I'une des plantes les plus utiles à I'homme. Le Sei,gle donne une farine moins estimée que ceile du Froment. Dans les terrains médiocres on sème souvent un rnélange de Froment et de Seigle, dont le produit récolté prend le nom de nuéteil. Le Chimdemt est une Graminée dorit les tiges soutemaines sont tenaces, difficiles à ertirper des champs qu'elles envahissent, et qui font un véritable tort aux récoltes. On en fait une tisane rafralchissante. L'Orgc et l'Auoine sont réservées pour la nourriture des animaux domestiques. L'Orge sert à la fabrication de la bière. La farine d,e Maîs se prête mal à la panification I les feuilles dee jeunes pieds fournissent un très bon fourrage. L'Alfa, très commun sur les plateaux de I'Algérie et de I'Espagne, sert à la fabrication des nattes et des paillassons; ou en fait du papier. Les Phléoles,la Flauae, les Poturins, les Agrostis, les Fétuquee; loryent à la formation des prairies naturelles.

,

I)Ii INT:IPÀL}1S I.'A}IIT,LES \IÉ(iÉ1'ÀLES

b27

[,a Cantne it sttct'tl renfelrr]e rrn jus vir;queux que I'on extrait en écrasant les tiges entre des cylindres I il renferrne 20 pour100 de sncre cristallisable. que l'on irppelle suu'c cl,e c&nne, C'est avec les méIasses que I'on prôpare Ie rhum, 07. Per-nrcRs. -- Plantes ligneuses, dont la tige, appelée stipe, d'une strncture particrtlière, est terminée par lrn large bouquei, clc feuiiles. Fleurs rtiunies en spadice ou en réginrt. Le

fruil

csb nn(] noix on u.l'r rJi'npe. It,uo Lc,, i'irlrrliur's lii.riritenï les pays cltauds; les plus remarquâbles sont: le Dattier, le Cocotier eile Sagoutier.

IItr. Cryptogames. $8. Reproductiou des CryptogameE.

- Toutes les Cryptopar des corpuscules très petits auxquels

gannes se reproduisent

on a donné le nom de spores. Les spores sont renfermées dans des poches

membraneuses,

appelées

sporq,nges, d,'oir elles stéchappent lorsqu'elles sont

mfires.

99. Fougères.

Les

Fougères ({ig. 42) sont des

plantes génér4lement herbacées, mais qui, dans les régions chaudes, deviennent arborescentes comme les Palmiers. Leurs feuilles sont souvent très divisées

et portent le nom

de

frond,es; elles sont roulées en crosse avant leur épanouissement.

Fig. Scolopendre

42.

Fig. 43. oflicinalo Funaire hygrométrique

(Fougère).

(Mousse).

{0O. Mousso$. - Les ll'foasses (fi9. 43) sont de petites plantes texture entièrement cellulaire qui croissent en abondance dans les lieux humides et ombragés. Leur tige, couverte de feuilles imbriquées, est grèle, simple ou rameuse. f 0f . Algues. Toutes les Algues sont aquatiques. Celles qui vivent dans les -eaux douces sont généralement de couleur verte lConfemses); celles qui croissent dans les eaur salées sont le plus souvent brunes (Fucus), rouges (Ceranium), etc. à

.a__.

,

528 NorIoNs suR LEs scIENcES

PHYsIQUEs

ET NÀTURELLEs

On range parmi les Algues les Microbes, organismes micro scopiques qui sont les agents des épidémies et des maladie infectieuses.

lO9. Lichens. - Les Li'chens (fig. 44 ) vivent généralemen sur l'écorce des arbres, sur la terre humide I souvent on les voi s'étaler sur les murs, les rochers sous forme de croûtes sèche ' nommées thalles, de couleurverte., jaune, grise ou blanchâtre Bien qu'ils ne vivent point aux dépens desvégétaux surlesquel ils se développent souvent, on leS regarde comme nuisiblos au

Fig. 45.

Fig.

44.

À, Agaric bulbeux; B, Agaric C, Agaric

Fragment du Lichen des Rennes'

Les Champi.gnoæs (fig. 45) sont de {03. thampignons. végétaux cellulaires dépourvus de chlorophylle. Les Champignons, ne contenant pas de chlorophylle' peuver véEéter danJ liobscurité1mais, étant par Ià mêmedansl'impor

' .. r

meur'triet

stYPtique.

siÈilité d'assimiler le carbone,

ils

ne peuvent vivre

quoau

dépens d'autres organismes. c'e1_t pourquoi ils remplissent sut

,

toût te rôle de destructeurs et d'épurateurs en se lixant sur lt plantes et les animaur en décomposition. Ils peuvent aussi t développer sur les organismes vivants. Certaines rmpèces de Champignons sont comestibles, d'autres.sot très vénéneuses. Parmi les Champignons comestibles on peut-citer ,l'Agari.c cornrnu,rl ou Champi'gnom de couche, la Traffe, le Cèpe c toiæt comestible, h Monlle,yoronge ura;ie,les Claaaires, etc. L'Ergot d'u Seigte,la Roui'tle du Blë,I'Oî'd'ium de la Vigne, sol

,,

,

's Champignons Parasites.

?n ranfe?galement parmi les Champignolrs certains ferments végr t tels quel la Lwure ila bi;'.e,le Miaoderme du oinoùgrc, els'

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PRINCIFÀT,ES

rÀ!{ILLES VÉCÉrILrg

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QuEsnoNNNnr.

rndiquez les earactères leg plus sa'rants dos familler vég& espèces aans cnacunu d,elles: Illcotylédoncl. Renoncuracées, crucifères, Légumineuses, Rosacées, ombellif!5es cucurbitr.céeg , composées , sor"ogÀrl 'r,ab-iées , -1.àrit".oît 'conifbres. ' Honoootylédor,os. Liliacées, êraminées, palmiers. Cryrptogancr. - l'ougèreg, Mougles, Algues, Llcheas. * Comment se reproduisoet lor Cryatogr.rngs

- des tdes euivrntos, et citez

fdtor un hbleeu

B

ic

7

synoptiguo dor prinerpalec plantru uÊlleu

{8

GEOLÛ(}IE CHÀPITRE I AçENÎS EXÎERNES {. stabilité

apparente rlu relief du sol.

-

La surface de la Terre

plo-

nuf t"è, acc,ideliéè; on I observe des plaines, des uallées, des nous teatuærdes collrnes, de huutesmantagnes, etc., dont la situation

oo**it'tout à fait itable. Cependant il existe des agents ntécaniques, peu à peu I'aspect' et si ihysiques et chintiques, qu-i en rnodifient

iu*" tt-Oin"ations qu'ils produiseut ne sont pas toujours appat'entest c'est qu'elles se font avec une lenteur telle, qu'elles ne sont pas sensihles dans le courant d'une vie d'homme' Papni les agents qui rnorlifient sans cesse le relief terrestre, les uns ont leur Fûnt efite*res:à noire glgbe (ve1t, pluien etc.), les autres ,iegl dunr les profondËurs de l'écorce terrestre encore à l'état de

lision ignée; ce sont les agents internes'

I. Agents atûrosphériques. 2, Action des

ageuts atmospbériques.

Les principaur a,gents

globe sont atmorptrcrtgues qoi concourent à modifier la surface du â" Ou,i* ,ori"r : làs uns , cornme les aents, et par suite les ouyctg&r6, prorluiserrt des effets ntécaniques I les autres ' comme I'ai:r, la chaleur, i'iwmicti.té, alter:ônt la nattrre des éIéments superficiels de f écot'ce r et y J,it*r-it ent ainsi d,es phénomènes chi'mi'Ques qui les modiflent pt'ofondérnertt. --

g. e.tiot des vents. - Les vents effectuent des transports de matériaur meubies à Ia surface de Ia terre, ou mettent en mOuvement ir. "ogo** qui désagrègent peu à peu les rivages de la mer'

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^orta),-'fË*, ir"." .. : ..' i \ g.c{.'j-.---",:-\---.*'lffi:.;1a1'.:..*'._"-.-_---i

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\..-it,'.\ri\'.,ii\is\.' Fig.

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Aspect des dunes'

sabie f,ormées sous Orr appelle d.unes (frg. {) de petites sollines de et sèches, ou meubles terres des rtals"finterieur vents f'uitioo',f*t tle mer vers la la ç,ruffle vertt le quand inclinées peu plages f ,;, ""i terte,

AûENTS

EXTERNES

531

4. Action de la chale[r.

en produisant des contrac- La chaleur, tions et des dilatations alternatives, désagrège peu à peu res roches,

et prépare ainsi leur destruction prochaine par les autrès agents atmo-

sphériques.

5. Action chimique de I'air. L'air humide agit sur les rocher - par d'une façon énergique. Le granit, exemple, malgré son extrêrne dureté, s'émiette peu à peu et se réduit err argile et en sable. Sous I'action de I'air et des eaur pluviales, les blocs granitiques isolés s'arrondissent et frnissent par chanceler sur leur base (roches branlantes, pierres qui virent, etc.). "L'air attaque encore les métaux en les orydant, les matières sulfureuses sont transformées en sulfates.

.6. l" pluie. Dans une même région , la pluie est d'autant plus abondante que -les vents- y sont plus ôhargés d'humidité, et qu'iis y rencontrentdes chatnes demontagnes qui leurbarrent lepassagà et lei obligent à_s'élever jusque dans les régionsfroides de |atmospËère, où ils se condensent et se résolvent en piuie. une partie de I'eau de pluie q'i tombe sur le'sol repasse à l'état gazeux par évaporation; le reste {i,nfiltre dans la terre Àicelle-ci est perméable, ou rææselle à le surface si elle est imperméable ou si la pente est trop forte.

II. Errux d'inllltratlon et do ruissellement. 7. sources. - Dans les terrains perméables (sables, sol volcanique, grès et calcaires fissurés), Ies eaux d'infirtration trouvent un écoulement naturel dans le fond des vallées et donnent naissance aux ruissea,u,æ. !i 11 couche perméable repose sur un lit d'argile qui s,oppose

à I'infiltration, I'eau s'écoule sur les llancs des vallées'aux endroits où affleure Ia couche argileuse, ou bien s'accumule dans les dépressions de cette couche en formant des sorryces souterraines (on atteintces souroes par la perforation des puits). 8. sources iaillissanter. d'infiltration s'introduit - si I'eau et s'accumule entre deux couches imperméables, elle y forme

une nappe sans écoulement, dont I'eau peut être sous une pression considérable. II suffira donc de percer Ia couche supérieure pour que t'eau jaillisse à Ia suriace du sol. Tel est le principe sur lequel repose l'établissement des puits artési,ens (fis. 2). !.* puit_s artésiens de Grenelle et de passy, à paris, recueillent, à 5 ou 600 mètres de profondeur, les eàur tombées dans le,B Ardennes, la Champasne et Ia Bourgogne.

532 NorIoNS suR LEs scIENcEs pgysleugs sr NÀTUtrELLfis 9. Elfets du ruirsellement. - Dans son mouvement, I'eau entrafne les débris des rochers que les agents atmosphériques ont préalablement désagrégés, ou élargit les fissures dans lesquelles elle coule, et produit alorsdea découpures bizarres, dee piliers isolés, des ponts naturels, des grottes, etc.

Fig.

d'eau; P,puilrartésien; D, C, puito ordinaires;A' niveaudo la sourco; NM, nappe souteraine entre deux couches imperméables.

2.- E,;et

Les dégradations produites par le ruissellement sont considérablement diminuées par la végétation, car chaque brin d'herbe amortit le choc des gouttes de pluie et favorise I'infiltration, tandis que les racines, formant un réseau serré, maintiennent la terre et s'opposent à sa dégradation. {0. Les torrents. -" Les tomente sont, des cours d'eau très rapides. Ils ne se forment que pendant les grandes pluies ou à la fonte des neiges, et n'ont pour cette raison qu'une durée temporaire. {1. Rivières et fleuves. - Les rivières sont des cours d'eau naturels recueillant les eaux de ruissellement; elles se jettent dans les fleuves, qui conduisent directement toutes les eaux à la mer. Les rivières coulent au fond des tsallnes qutelles ont creusées, et que lton appelle pour cette raison aallées d"érosion, 19. Alluvionnement. - \]alluaionnem,ent est le travail par lequel les eaur courantes laissent déposer les matériaur qu'elles entralnent. Les terrains d'alluvions sont abondants sur les rives et surtout à I'embouchure de certains fleuves, où ils forment des d,eltes. Ces terrains sont constamment remaniés

par I'irrégularité du débit. Les caillour, roulant sans cesse les uns sur les autros; g'arrondissent et forment les caillouæ roulés.

13. taraie. - Les ms,roÂs peuvent être produits par I'eau pluviale s'accumulant dans les dépressions d'un sol argileurn lar des souroot ou des inûltrations de rivièroo ou de lacs.

ÀGANTS EXTERNE3 533 f4. Étangs._ - Les étangs sont des nappes dteau plus ou moins profondes, à bords bien déterminés. Leurs eaui, ordi-

nairement dépourvues de sels calcaires, sont chargées de matières organiques en décomposition ; elles sont exceiléntes pour le blanchissage du linge, mais sont désagréables comme bôisson.

lS. Lacs. Zacs sont des nappes assez étendues d'eau - Les douce ou salée, alimentées par des Jources ou des cours d'eau plus ou moins considérables. Ils peuvent disparartre ou être deplacés par des dépôts qui peu à peu remplisJent leur bassin, par des éboulements de montagnes ou par la iupture de leurs digues. :16. Eau de la mer. L'eau de la mer, mise en imouvement par - vient les vents et les marées, battre les rivages et ronge peu à peu les roches qui les constituent (fis. B). Les m1tériaux lôs ptus durr

F-ig. 3.

-

Grotte de I'ingall.

restent sur les rives, et, constamment roulés les uns sur les autres, arrondissent leurs angles et forment les galets ; les menus fragments, emportés par le flot de retour, se déposent à une distance d'autant plus éloignée du rivage qu'ils sont plus légers, c'est-à-dire plus fins, et forment les plages de sable et de graviers. Cette puissance destructive de Ia vague est accrue par le choc répété des galets, qu'elle projette avec violence contre les rochem lorsqu'elle est agitée.

17. Action chimique

des eaur.

L'eau de mer est riche en sub-

- elle donne successivement des par évaporation, et de soude, des bromures et des chlorures d,e pota,ssium, de magnésium et d,e sodium; par son action sur les roches, elle se charge de ca,rbonate d,e charu,æ el de siltcates d,lca,triæs. En régularisant l'évaporation des eaux marines, on peut isoler les principaux sels qu'elles renferment et surtout.le chlorurc de sodium (nrarok salants), stences minérales I sulfa,tes de chauæ

534 NorIoNs sun LËs scIENcEs puysteults ur

NÀTURr:LLEs

Les eaux d'inflltration, renferrnant presque toujours del'acide car' bonique provenant de I'air atmosphérique qu'elles ont, pour ainsi dire,

lavé, dissolvent, dans leurs parcours souterrains, des

subsTances

minérales , surtout du carbonate de chaux, qu'elles laissent ensuite déposer peu à peu lorsqu'elles arrivent au grand air, où elles aban-

donnent I'acide carbonique qu'elles tiennent en dissolution \stalac' tites el stala,gmites). Les fontai,nes tncrustantes sont des sources alimentées par dee eaur chargées de carbonate de chaux, qu'elles laissent déposer en tnes granulations sur les objets exposés à leur action, L'une des plus connues est celle de Saint-Alyre, à Clermont (Puy-de-Dôme). L'eau de pluie, toujours chargée d'oxygène, oxyde les roches ferrugineuses, qui prennent alors la couleur jaune ou rouge caractéristique des orydes de fer.

III. Action des êtres vivants. 18. Tourbe. - La totr'rbe résulte de la décornposition sous I'eau de certains végétaux, tels que les Mousses et surtout les Sphaignes' Si la température ne dépasse pas I à 10 degrés, et si I'eau est limpide, ces

végétaux croissent avec vigueur et bientôt meurent du pied, tandis que la partie supérieure continue à vivre. Àlors la partie submergée se décomposant sous I'eau, c'est-à-dire à I'abri de I'air, donne pour produit ûnal une matière combustible de couleur brune, qui est

la tourbe. Lorsque la tourbe s'est accumulée sur une certaine épaisseur et que erhaussé, les Bruyères prennent possession du temain, et la formation de la tourbe est désormais arrêtée.

le sol est suffisamment

f.9. Travail des coraux. "- Les Polypes cora,Ili'gènes et rno'd,rêpo' ri.ques sont des Zoophytes vivant en société, tantôt sous forme arborescente, tantôt en masser, sphéroidales nornmées polypiers, Les polypiers se développent naturellement au voisinage des côtes, et, bien que leur croissance se fasse aves une certaine lenteur (1 à I millim. par an), le sommet de la colonie finit cependant par atteindre le niveau des basses mers. A partir de ce moment I'accroissement en hauteur s'arrête, car ces animaux ne peuvent résister à une érnersion prolongée, et le récif forme alors une ligne de brisants très dangereux pour la navigation. 2O. Iles maclréporiques. - Les tempêtes détachant de temps en temps les parties supérieures tles récifs, souvent perforées par les Moliusques, en rrejettent les débris à Ia surface et les accumulent de manière à former bientôt une masse qui émerge au-dessus des hautes mers: le vent et les vagues y apportent des graines, et la végétation en prend bientôt possession. Telle est I'origine desî'les mad'ré' pori.qu,es, que I'on ne trouve que dans les mers chaudes et peu profondes,

ÀGENTS EXTERNES

535

trV. Glaclers.

9l. Formation des glaciors. Les cristaur de neige tombant sur les hautes montagnes- subissent, sous lraction des

rayons solaires, un commencement de fusion qui les transforme

9n granules arrondis, dont I'ensemble forme une

poussièro

blanche, sèche, mobile comme du sable. Ces grains, roulant les uns sur les autres n staccumulent dans des réservoirs naturels plus ou rnoins encaissés, où ils commencent à s'agglomérer; I'eau qui provient de la fusion des couches superficie-lles se congèle dans les interstices, et transforme peu à peu la masse en un amas granuleux parsemé de bulles d'air : c'est le néaë. Les_couches profondes du névé, soumises àune pression con. sidérable exercée par le poids des couches supérieùres. deviennent peu à p9u compactes, translucides, et présentent I'aspect d'une masse fissurée et parfois azurée qui câractérise la gir.t des glaciers.

99,. ilouvement dee glaciers. réservoirs dans les- Lestoujours quels Ia glace stest accurnulée présentent un débouché

à pente plus ou moins ra glace, sollicitée d'une part -inclinée; par son propre poids, d'autre part par la poussée qu'exercent

les. couches plus élevées, descend peu à p-eu vers les régions

inférieures.

93. {r91t du glacier.

On appelle front ilu glacinr

son

ertrémité inférieure. Quand Ie front du glacier arrive dans des régions dont la température est supérieure à 0o, il entre en fusion et donne naissance à un torrent tumultueux, dont les eaux sont rendues noires et boueuses par les particules des.roches que le glacier a désagrégées et entraînées dans sa descente. Les glaciers polaires se déplacent en s'avançant vers l'équateur ; leur front, après avoir flofié quelque temps, se fractionne et donne naissance aux glaces flottantes ol ice-bergs, qu'il ne r'aut pas. conforxlre avec Ies banquises, qui proviennânt de la congélation de la mer au voisinage des cô[es. 94. Effets de transports. ilorainos. son mouvement, - Dansqu'elle la glace emporte les débris de toutes sortes détache des pentes abruptes entre lesquelles elle est encàissée. ces débris {o1Te1t de chaque côté deur trarnées qu'on appelle moraines Iatérales (fiS. 4 ). Si deur glaciers

ser

rencontront dans leur descente de manière

536 NorroNs sun LEs scIttNCEs

pHYsIQuEs ET NATURELLES

à nten former plus qu'un, la moraine droite de I'un se joint à la moraine gauche deI'autre, et leur jonction forme, au milieu du nouveau glacier, vne tnord,ine rnëd;i,aæe plus volumineuse que les moraines latérales. 95. Blocs erratiquee . - Les bloes enatiques sont des pierrer énormes que I'on rencontre isolément, aussi bien dans les

glacier

moraine médiane et moraineË latéraies'

avec - Vue d'un plaines que sur les collines, et dont la nature est toute difféiente de celle du terrain sur lequel elles reposent. Ces blocs ont été transportés par dtanciens glaciers qui, en se retirant, les ont abandonnés à la place où nous les voyons aujourd'hui.

F\g. 4.

cst

Qu,cll,e cst l,'octl,on d,es agemts atrnosphériques? - Quel QupsrroxwrrRE. l'ait cæerce't'il ttfiet d,e l.a chal,eur- sur lcs roches? - Qwel,l,c actèom chirniqwa tii t"t roch'es? - Quc d,cuiemt lieau il,c çtl'uie E'ti tornba swr Le sol'?cause du -'g*pUqour iailla formâtion des sources souterraines. - Quelle est la gont les effets du ruieselletlssement do I'eau dans les puits artésiens? - Quels quel'alluvionnement? r""tr - Que gont les torre-nts, les rivières? - Qu'est-ce q"oil* mëcami.qwc il,es eowæ il,c la .tnet sur tres riaages ? - Qwell'es "tt'i'*tion tfouoë-t-otr en- d,tssol,uti'on itrans teau iln la tnçr! - Eæplig*ez lo rubstûn4eE

il,cs staloctôtcs et iles stal'agtwites' Où se il'âvc' Conmcmt se forme l,o tourbe? - Qu'awelle-t'on polgtrtiers? --toppent tes polypiers? - Enpttguez-l'a formatiom il'es î'les maitrréltorùques' front Comment se forment lee gliciere?Sont-ils immobiles? - Qu'appelle-t-on blocs errrao gi".l"rf - Qu'appelle-i'on morelnos? -'D'où proviennent les tiques?

fortnotion

ÀGENTS INTEP.NES

537

CHAPITRE I I AÊENTS INTERNES

26. Augmentation

de Ia

température avec la protondeur.

C'est

- I'on un fait d'expérience que la température s'accroit à rnesure que descend dans les profondeurs du sol. La température de càrtaines

mines de houille atteint jusqu'â b0 degrés. Cet accroissement de ternpérature est d'environ mètres, et s'observe à l'équateur comme aux pôles, aussi bien que dans leur voisinage.

27. Hypothèse d'un noyau terrestre fluide.

I

degré par

ioin âes

B0

volcans

Un calcul foft

simple_montre qu'à 3000 métres de profondeur la- température doit être celle de I'eau bouillante;à 50 kilomètres, elle atteint 1700o, et à une profondeur de {00 kilomètres, on peut être certain qu'4ucune substance n'existe à I'état solide. Nous arrivons donc à cette conclusion que l'épaisseur solide de la eouche terrestre est relativement très faiblé, et que la masse centrale conserve une fluidité ignée, reste de son état primitif.

f. Volcans. 98. Description.

Un aolcan est un appareil naturel qui

- permanente ou intermittente avec met en communication I'exiérieur les matières fluides renfermées sous r'écorce terrestre. L'aspect des volcans est très varié; Ie plus souvent ils se présentent sous la forme d'une montagne plus ou moins haute,

dont Ie sommet tronqué présente une -excavation en forme d'entonnoirl c'est le cratère. Le cratère communique avec le

foyer interne par une cheminée ou canal d'ascènsion

des

matières vomies par le cratère. A ltorigine le volcan n'est qu'une fracture du sol, et la lave qui sten échappe, retombant autour de I'ouverture, y fait nattre une montagne conique dont les pentes sont plus ou moins incli-

nées. ces montagnes, formées-par I'accumulation des laves, la longue atteindre une hauteur considérable; celle de I'Btna dépasse 3000 mètres. II eriste en France un grand nombre de vorcans éteints. [.a peuvent à

538 NorIoNs sun LEs scIENcEs puysleups Puys, en Auvergne (fig.

ET NATURBLLES

est formée d'une soixan'

chqtne taine de cratères d'anciene volcans distribués sur une longueur de plusieurs lieuee. d,es

ITg. 5.

-

6)r

Ctrrlne dot puyr d'Àuvergno, ,$19 du puy Chopine"

tefies, cle composition très 9fi. tomposition des laves. - Les variable, sont cependant toujours formées de silicates analogues au laitier des hauts fournaux et aux scories des forges I elles donnent toutes par refroidissement des roches solides. 3O. Produits volcaniques secondaires. - Outre les laves, il existe uns sont solides et les de nombreur produits volcaniques dont les autres gazeux. Parmi les autres produits solides on peut citer les cendres

volcani,ques, les ponces et les bontbes tolcaniques. Les principaur proiluits gazevx sont les fumerolles, les solfatares et les mofettes. Les cemdres uolcani.ques sont formées de petites esquilles vitreuses

résultant de

la solidification,

dans les hautes régions, de

la

lave

réduite en gouttelettes par la vapeur d'eau, Les cendres forment des nuages épais qui sont emportés par les vents à des distances souvent considérables. Les ponees sont des substances filamenteuses , grisâtres r soyeuses, par la solidification de laves à base feldspathique. produites On appelle fumerolZes les fumées blauches qui s'échappent de la lave encore très chaude. Les sol,fatares sont des fumerolles sulfureuses ayant la température de I'eau bouillante et chargées d'acide sulfhydrique, dont I'hytlrogène, au contact de I'air, se combine avec I'oxygène pour former de I'eaul il en résulte par conséquent un dépôt de soufre. Les solfatares ou soufrières sont exploitées surtout en Sicile pour I'extraction du soufre. Les m,ofettes'sont les produits gazeux qui se dégagent de la lave lorsque sa ternpérature est descendue au-dessous de 100 degrés, et qui consistent surtout en vapeur d'eau et tn n^ilz carbonique. Le gav' carbonique, étant plus pesant que I'air, s'accumule dans les basfonds en y formant une atmosphère irrespirable (grotte d'u Chi'en' pres de Napler, et I Royat, prèr de Clermont-Ferrand).

AGENTS INTERNEÛ

II.

539

Phénorrrènes qui se rattaehent aux volcans.

$1. Geysers. geasers sont des appgreils analogues aux vol- Les cans et qui lancent par intermittence des- ôolonnes d,eai chaurle qui peuvent s'élever à plus de cinquante mètres (fiS. 6).

32. Sources thermales. Les sturces thæmq,les sont des sources d'eau chaude dont I'origine est volcanique. Elles doivent IËur échauft'e- l==..:i=Ë ment â Ia température des couches l , -i nrnfnn.l^o r,,?^ll^-profondes qu'elles ^-a ont .-^--^--? traversées, et ;; ..=_-dissolvent facilement dans leur parcours des matières minérales qui leur donnent une composition et des .

propriétés particulières. Les principales sources thermales sont celles de Barèges et de Cauterets

(Ilautes-Pyrénées), d" plombières (Vosges), d'Àir- la- Chapelle (prusse

rhénane) et de Chaudes-Aigues (Cantal), Ies plur chaudes de IEu-

rope.

33. Salzes. Les sa,lzes sont des volcans boueur- qui vomissent constaniment de

la vase accompagnée

d'hydrocarbunes gazeux ou liqufues. Leur nom vient de ce que Iès matières qu'ils rejettent contiànnent une assez grande quantité de sel marin.

s,4. Tremblements de terre.

-.-

Les tremblements de teme sont des ondulationt ou plus souvent des secousses durant à peine quelques se_ condes, mais sufflsantes pour ébran_.

ler les édifices et amener le Eement du sol.

crevas-

Fig.6.

-

Goysor d'Islande.

QussrroNNArRE. tempérohme il,u sol, aorie-t-eltc atsec traprofomikur? - Lo coruéqucmæ efi-rrra-t-on? - Qr.teil'e - eu'est-co qu'un vorcan? Décrivez-re. quoi sont for'é€ô les lavos? Dc ewek somt l,es'proir,wits aotcoÀljies seaomdalres?

a qwoi est d,we Ia temytératurc des eaww Queltres sont les priræi,ltdles tourcet _

Qu'e:t-c? gw'u,n geyserl stoles? bt trcmbl,ementt ila terre?

thermaleil

Ùrereue eonilcs ealzerl

5{0

NOTIONS SUR LES STIDNTES PTIYSIQUES ET NÀTURELLES

CHÀPITRE

III

STRUCTURE DE L'ÉCORCE TERRESTRE

I. Des roches. 35. ilatériaux terrestres. - On appelle roches les matériaur eolides dont le globe terrestre est formé, {tro ces matériaux soient durs, tendres ou pulvérulents. 36. Roches éruptives et roches stratifiées. - Lorsqu'on fait une coupe dans l'écorce terrestre, on constate que les matériaux dont elle se compose affectent toujours deux modes particuliers de distribution; de lâ deux sortes de roches: les roches éruptiaes ou ytlutoniennes, et les roches stratif,ées ou meptu-

ni,ennes, reposant les unes et les autres sur le terrain primitif. Les roc.hes éruptiaes ou plutonienræs sont des roches massives, sans disposition régulière, souvent cristallines ; leur structure et leur disposition indiquent évidemment une formation ignée. Les roches stratif,ées ou mepturai'enncs sont superposées en couthes parallèles horizontales, inclinées ou ondulées exactement tomme les dépôts qui se forment sur les rivages

(dépôts d,e séd,imezats); Ieur origine aqueuse est donc incontestable.

'J7. MlrÉnHux nu TERRAIN Les principaux éléments du -terrain primitif sont : PRIMITIF.

le quartz, les feld'spatli.s et

les

mi,cas.

Le quartz (SiO2) ou. cristal d,e roche est formé de silice pure, substance

la moins fusible et les autres corps

n'ayant pour

qu'une affl nité extrêmement faible.

On le rencontre souvent cristallisé en prismes hexagonaux, terminé par des pyramides, et dont les faces latérales sont sillonnées de rtries transversales (lig. 7). Fig. 7.

-

Cristaux de quartz.

STRUCTURE DE L'ÉCORCE

TERRESTRE

54I

Le qudrtz est employé en joaillerie pour imiter les brillants. On en fait aussi des lentilles. Les principales variétés de quartz sont : le quartz hyali.n (incolore), le quartz enfumé (noirâtre ou diamant d'Alençon) , l'am,éthyste (violet), I'opale (silice hydratée); l'agate, à texture rubanée 1 l'onyæ, sorte d'agate à bandes rubanées, et dont on fabrique des médaillons sculptés qu'on appelle camées. Le sileæ se présente en masses onduleuses, que I'on rencontre en cordons alignés ou en couches horizontales au milieu des roches; il est abondant dans les roches crayeuses de Meudon. La meulière est du silex criblé de cavités, de forme irrégulière, et extrêmement dure. Elle est employée pour les constructions et la fabrication des meules de moulin. Les feld,spatàs sont des minéraur durs., brillants, â cassure vitreuse. lls ont ordinai'rement la forme de prismes aplatis, blanes ou rosés, tous clivables, rayant le verre et I'acier, mais rayés par le quartz. Ils se distinguent du quartz en ce qu'ils sont fusibles et facilement attaqués par I'air et I'eau de pluie ( kaolinisatian). Les principaur feldspaths sont : L'orthose (silicate d'alumine et de potasse (fig. 8), l'oligocla,se (silicate d'alumine et de soude),le labrador (silicate d'alumine et de chaux). Les micas sont des minéraux brillants, lamelleur, pouvant se débiter en lames extrêmement minces, souples et élastiques ils afiectent une forme hexagonale, et sont tantôt blancs, à rellets argentés (micas potassiques); tantôt noirs, à reflets métalliques ( micas ferro- magnésiens ).

I

- Les roches érup^ sont des roches provenant des parties profondes du sol, encore liquides, et qui se sont 38. Rocnss Énuprrvns.

tdues

introduites dans les fractures des couches so-

Fig. 8. lides qui les recouvraient. Cristal de feldspath Au lieu de s'étendre en nappes comme celles orthose. du terrain primitif , elles s'élèvent sous des inclinaisons très différentes, et se rencontrent souvent intercalées entre des couches stratifiées ou étalées à leur surface. il9. Principales rochos éruptives. - Les principales rocheg Sruptives sont : Le granit et les roches gro,nitoiiles : pegmatite, protogyne , syénite, d;i,or"tte; les porpltyres, les trachytes, les basaltes et les laoes, 4O. Rocnss sÉDrMENraIREs. - Les éléments d,es roches séd,imcntaNres proviennent évidemment de ltaction destructive exercée par I'eau gur les roches précédentes, et par conséquent sont peu nombreuses; ce sont: la .stlice, le pl'.rs souvent à l'état de rablo; le cslcuire el L'argitre. 1g*

Yù&2 NorroNs suR Lss scrENcES paysreurq$ ET NÀTUnEr,LEs

On peut donc diviser les roches sédimentaires en troie

Sroupes : les roches siliceuses, les roches ealcaires et les roches argileuses.

Les roches siliceuses se reconnaissent à leur dureté ; elles rayent le verre, sont infusibles et inattaquables par lcs acides. Les roches calcaires font efrervescence avec les acides; leur calcha:u,æ pour produit final. Les roches argileuses sont tendres, durcissent au feu, et fournissent le plus souvent, lorsqu'elles sont délayées dans I'eau, un pâte onctueuse au toucher.

cination donne la

&1. Roches siliceuses. - Les sables sont formés de petits grains de silice indépendants les uns des autres I ils peuvent étre coloiés en jaune, en rouge, en noir, par des oxydes métalliques ou des malières charbonneuses. Rendus fusibles par I'addition de potasse, de soutle ou de chaux, ils constituent la rnatiùre fondamentale de la fabrication du aerre, Les grès sorrt formés par des grains tle sable agglomérés pâr un ciment calcaire ou siliceur I ils sont plus ou moins durs, et servent au pavage des rues. Les galets peuvent s'agglutiner de la même façon et donner naissance aux conglomérats, qui prennent le nom d.e poud,i,ngues quand les fragments sont arrondis, et celui ùebrèches quand ils sont anguleux.

42.

Roches calcaifes.

Le ma,rbre blamc est un calcaire cristal-

est le marbre sta,tuui,re, employé par , dont la principale variété les sculpteurs; sa texûrre est saccharoide, et sa couleur d'un blànc lisé

éclatant translucide. Les ma,rbres colorès sont des marbres tantôt micacés (ci7tol,i,n), tanh|t mélangés de noyaux argileux rouges (marbre griotte) ou verts (marbre de Camptam). Iæs marbres noirs sont colorés par des matières charbonneuses; le plus renommé est le portor, rehaussé par des veines d'un beau jaune doré. Les marbres rayés de noir et de blanc sont assez communs. La pi-erre li,thographique est un calcaire à texture homogène et serrée d'une finesse ertrême. Les calcai't'es gross'iers sont ccrmmuns {ans le bassin de paris. Leur structure est plus ou moins homogène I ils sont le plus souvent criblés de petitî-s cavités que I'on reconnalt facilement être des empreintes de coquilles lcul.caire coqui,lliar), et sont très employés pour l-es constructions. La craic est un calcaire tendre très répandu dans la nature et formé par les débris de coquilles microseopiques lFora,minifères). Certains calcaires méIangés d'argile fournissent la chm,æ hyd,rauli.que et les cbnents. Si I'argile y entre au moins dans la proportion d'un tiers, le calcaire prend le nom de m,arne, Les rnarnes sont des roches friables, tendres, prenant souvent une structure feuilletée. Elles sont colorées en rouge, en jaune, en vert, par des r:r,r'tirs fr-'r'ri;6iricilx. on les 'riilise conriue ainenrJernerrtg.

SîRUC'TURB DA I.'ÉUORCE

TERRESTRE

543

Ûn peut ranger parmi les roches sédimentaires à base de chaur certaines roches accidentelles comme la dolomie (calcaire magnésien) et le gypse (sulfate de chaux), La dolomie est un carbonate double de chaur et de magnésie formé primitivement de carbonate de chaux, et altéré peu â peu par cles infiltrations d'eau chargée de sels magnésiens. .Le gypse oa ptierce ù plâ.tre existe en couches importantes qrre I'on

exploite pour la lhbricatian du plâtre. Il est blanc ou jaunâtre, en crjstaur distincts affectant la f,orrne d'u.n fer de lance, ou en masses cristallines à facettes miroitantes, d'un clivage facile, enchevêtrées les unes dans les autres. L'albd,tre est une variété de gypse essez rare employde comme pierre ù'ornement.

48. Roches argileuset. - L'argile est une roche très tendre qui dévelcppe, sous I'insufflation, une odeur particulièrc Cite odeur argiI'euse.

F)le est délayable dans I'eau, avec laquelle elle forme une

pâte irnperméable, onctueuse, liante, qui peut btre facilement façonnée (argile plastique) et qui durcit au feu. C'est I'argile qui constitue, dans les mauvais chemins et dans les terres remuées, la boue qui s'attache aur pieds ou qui s'accumule dans les ornières après la pluie. On lrri donne vulgairement le nom de ter.re glaise. On I'utilise, suivant sa couleur et sa pureté, pour la fabrication des briques, des tuiles, des tuyaux de drainage, etc. Le ko,olin est une argile douce au toucher, d'une blancheur éclatante quand il est pur, mais le plus souvent coloré par des matières étrangères. C'est un produit de décomposition des roches feldspathiques; on I'emploie dans la fabrication des porcelaines. l^z ten'e ù foulon, ou argile srnêcttque, ressemble , par sa colora-

tion et son toucher, à I'argile plastique, mais s'en distingue en ce qu'au lieu d.e former une pâte liante et de se durcir au feu, elle reste sn gmmeaux dans I'eau et se réduit en poussière quand orr la fait cuire. Iiargile smectique jouit de I'importante propriété d'absorber facilement les corps grasl aussi I'ernploie-t-on pour le dégraissage des étolfes, surtout des étoffes de laine. On vend parfois sur la voie publique, sous le nom de sdutfi de rcIdal, , de petites pierres servant à enlever les taches, et qui ne sont autre chose que des rnorceaux

d'argile smectique.

II. Strattlicatlon. 44. Ilispositioas des terrains sédinlentaires. Les terrains sédimentaires, ayant été formés par des matières- en suspension dans les eau:r, sont, naturellement disposés en couches paiallètes. Leurs éléments proviennent de ta destruction des roches par les ûaur €t les agents atmosphériques; ce sont surtout la dlùce, le 3g,lcaàrc çS,l'6+^,7i1*.

541t NorroNs sun

LES scrENcES

pnysleurs ET

NÀT{JRELLEs

Les terrains stratifiés les plus anciens ont été généralement déposés par les eaux marines, ainsi que le prouve la nature des nombreux débris organiques qu'ils renferment I ce n'est que dans les couches de formation relativement récente que I'on rencontre des restes dtanimaux terrestres, de mollusques d'eaux

n

douces et de végétaux à fleurs et à fruits.

c D

.{

A, B,

!-ig. 9. * Stratification. C sont en stratification concordante.

48. Stratificatiou concordante. La stratilication est dite concOrd,ante lOfSqUe

es couches superposées sont toutes parallèles entre ellès, quelle que soit leur tlirection, horizontale ou oblique (fig. g).

46. Stratification discordante.

- La

stratification est dis-

cord'ante lorsque les couohes ne sont pas toutes parallèles entre elles.

La discordance de stratification résulte de ce que les strates déjà formées, ayant été soulevées

et

disposées

dans une

direction, ont été ensuite re-

couvertes par les eaux, au sein

c desquelles de nouvelles strates ." s€ sont déposées horizontaleA Fig.

ment, de sorte que Ies strates récentes viennent, pour ainsi clire, buter contre Ies strates

Lesstrari'carionsdiscor.danrr."i:i'*ii'*"nHitJ'âr.:'iiiTli[1 par des failles. Les failles sont des affaissements brusques de terrains qui ont brisé les couches sédimentaires de manière que les strates de même composition ne se correspondent plus (fig. {0). 47. Fossiles. Les fossi,les sont des débris d'animaux et deplantes que I'on- trouve au milieu des dépôts sédimentaires, et qui sont évidemment_contemporains des cbuches d.ans lesqueiles ils_ so-nt, ensevelis; ils .peuvent donc servir à déterminrr lâge

relatif des terrains sédimentaires.

on range_aussi.parmi les fossiles les empreintet produites par le pied des animaux, le clapotement des vagues, it même colles qui nésultent de Ia chute *les gouttes de pluie sur le sol.

TERRÀINS 545 Ces empreintes, ayant été remplies par des matières qui se CLÂSSIF'ICATION DES

,*ont ensuite durcies, ont ainsi conservé la forme du moule.

- La Pal'eontologic

fossiles.

est la science qui s'occupe de l'étude

des

48. Faune et flore. On appelle faunel'ensemble des espèces animales appartenant -à une même époque géologique , eL flore I'ensemble des espèces végétales qui vivâienl a tu-*'o*e époque. QunstroNxe.rnn.

comment subdivise-t-on lesrocher

relativement à leur-Qu'appelle-t-onroches?origini? rnavériawæ d,w tercain primitif t - euels somt l,esprimctpales sert le quartt? ae,riétés? - euer,les so t ses iont - comment sont disposées les roches éruptives? les plus communes? euelles - D'où provienneut les éléments des roches sédimentaires? eueis sont ces éléments? De- quoi somt formés ler sobles et les grès? - e,+ellei sont les trtrimciytal,es roclws cahaires et argileuses? A quot sert Ie haol,tm? comment sont disposés les terrains sédimentaires? * euand la stratificatlon ost-elle concordante? (Juand est-elle discordanto? eu'entend-on par fossilec? eu,appelte-hon faune et flore? - Qu'est-co que la Patéontologio?

* A q-uoi

-

CHAPITRE IV CTASSIFICATION DES TERRAINS 49. Tenains. appelle te*ains chaque groupe de couches - onépoque formées à une même géologique. [-es terrains se subdivisent dnabord en trois catégories: les terrains prirnùtifs, les terrains séd,irnentaires et les temaint

éruptifs. Les terrains primitifs et sédimentaires se succèdent à la surdu globe, superposés les uns aux autres, pour en constituer .ace l'écorce; mais Ies terrains éruptifs se rencontient dans les deur précédents et sont-par conséquent de toutes les époques. Les terrains sédirnentaires comprennent: les -teirains prima.i.res, qui reposent immédiatemènt sur le terrain primitif ; puis les temains seeond,aired, terti.aires et quaternaiiesl leur formation correspond aux pêriodes géologiqries de même nom. 51). Trnnenis pRrmrrrFs. Les terrains primitifs forment partout la base de l'écorce terrestre. L'assisi primordiale est constituée par de puissantes couches de gneiss, Âe micaschistes et de schistes chloriteur. - Les terrains primitifs ne renferment absolument aucune trace d'organismes- vfuétaux ou_ animaux, et sont quelquefois pour

€otte raison désignés sous lo nom de terrains azoiquec.

5ffi Bl.

NorIoNs sun LEs scrnNrns pHTSreuEs TsnRÀrNs pRrMArREs.

-

sr

NATURELLEs

Les roches primaires sont com-

pactes, à texture souvent cristallinen surtout celles qui sont rituées dans les régions inférieures. Les principales roches qui constituent les terrains primaires sont les schistes,les grès , les conglomérats eI la houille. Les schistes sont des roches feuilletées qui ne présentent jamais de structure cristalline; les plus connus sont les ard,oises. Les terrains primaires renferment fréquemment des roches

éruptives dont les principales sont: le granit,la syénite,la d,i.oriterle porph,yre et des fi.lons rnétallifères. On y trouve également du sel gernrnÆ, ùa gypse et de la ilolorni,e. 52. Subclivisiou. autres

Les terrainsprimaires se subrlivisent en quatre

- : le sùlurien, le déuonien, le carbonifère et terrains, qui sont

le perrnien.

Le ter'raim curboni,fère renferme les mines de charbon, si abondantes dans certains bassins. La houille résulte de la décornposition des végétaux enfouis dans la vase, où ils ont subi, à I'abri du contact de I'air, une altératiou lente, analogue à celle que produit la tourbe. Certaines houilles, soumises aux températures élevées des roches éruptives, ayant perdu par distillation ïne partie de leurs principes volatils, ont donné pour résultat l'anthra,ci.te. Le terrain houiller est très répandu en Àngleterre et en Belgique. La France possède les riches bassins du Nord et ceux de Saint-Étiennc et de Rive-de-Gier. La Suède, la Russie et l'Italie, ne possèdent que quelques ddpôts d'anthracite. 53. Faune et Flore. * fl

n'existe aucun vestige de Mammifères ni d'Oiseaux dans les terrains primaires. Les Poi,ssons, Ies Insectes, les Crustacés, y sont très nombreux. I,es Crustacés les plus comrnuns sont

les Tri.lobites, qui caractérisent l'époque primaire I leur nom vjent de ce que leur

corps, de forme ovale, est divisé en trois lobes ou segments (ng. 11), par deux sillons longitudinaux. Parmi les végétaur de ces âges loinTrilobite restauré. tains, on peut citer : d.es Algues, des LycoFig. 1{. pod,es, des Fougères, des Qala,mites, etc.

54. TnnnerNs sEcoNDArREs. -- Lcs roches secondaires sont en grande partie formées de sédiments; les roches éruptives y sont très rares, ce qui montre que ceË terrains se sont formés dans une période relativement ealme. Les principales roches secondaires sont : des calcaires, la ttuûrnc, la d,olotnic, le grèr, etc. On Jr rencontre fréquemment

CLÀSSIFICATTON DES

TERRÀINS

547

du gypse , du scl gcrnme, d.e la limonite (oxyde de fer hydraté et des lilons d,e cuiare eI de plomb.

)

55. Subdivision. terrains secondaires se subdivisent en trois - Les systèmes: 1o le terrain tri.a"sique, ou simplement trùas, ainsi nommé parce qu'il se subdivise en trois étages I 2o Ie terrain jtnassique, très développé dans le Jura; 3o le terrain crétacë, formé dlmmenses couches dans lesquelles dominent les roches crayeuses.

Fig. {2.

Le ter.ratm

Ichtyosaure du lias.

-

jurasst"que comprend deux systèmes : le ldos à ct le jurassique proprement cli,t à la partie supérieure.

la base,

Le temain crétacé se subdivisc' en deux systèmes: l'infraæétacé et le crétacé prryre?nent dit. Il occupe en général les plateaux élevés, ou il forme le plus souvent

des plaines

arides

(Champagne pouilleuse), et s'étale presque partout autour des bandes iurassiques.

56. faune et Flore. Les tiles sont en grand nombre,

que les Ammomites

et les

.Rep-

ainsi

Bëlem-

nites, Les Ammonites (fig. t3) étaient des Céphalopodes dont la coquille, contournée en spirale, est divisée par des cloisons transversales en comFig. {3. partiments traversés par un siphon. - Arnmonite. Les Bélemnites (fig. 14) étaient aussi des Céphalopodes, analoguer,

Fig. {4.

-

Bélemnite restaurée.

aur seiches, -et portant postérieurement une pointe cylindro-coniqrre qui est la seule partie conservée dans les couches géolôgiques.

Les principales espèces végétales, caractéristiquel de fepoqo" sêcon.

548

NorroNs suR LEs scIENcEs

PHTSIQUES

ET NATURELLIS

daire, appartiennent aux genres Figuier, So'ulc, Platarte, Cyco'sl les familles des Fougères, des Equisétacées et des conifères nous oni aussi légué de nombreux représentants. 57. Tnnzu.rNs TERTTAIREË. - Les roches des temains tertiaires ont beaucoup moins de consistance que celles des terrains plus anciens, ce iont des sables, des grauiers, des calcaires, faciles à tailler, et fournissent des matériaux de construction, des couches de fer pisolithi'que ou minerai de fer en grains. Les couches d,e lignites y sont nombreuses. Les principales roches éruptives quton y trouve sont : les trachytes,

les basaltes, les filons aurifères.

58. Subdivision. - Les terrains subdivisent en trois

tertiaires se Froupes

:

l'éocè:ne,

le

mi,ocèwe

elle

pli,ocène.

59. Fauno et Flore. -- La faune de l'époque tertiaire est caractérisée

par un grand développement des Marnmifères. Les Oiseauæ,les Rap-

tiles, les Poissons et les Insectes y sont en grand nombre. Les végétaux tertiaires caractéristiques les plus remarquables sont des Fougères, des .Palmiers, des La,uriers, des Chênes, des Erables, des Acacias, etc. - Tête de Dinotherium ( époque miocène ).

Fig. {5.

dépôts formés pendant la 6O. TnnneINS quaTERNAIRES. - Les période quaternaire sont presque tous dos dépôts d'al.luuùons, ôe qui fait donner à ces terrains le nom de terrains d,iluuiens, Bous lesquels on les désigne quelquefois. Les principaux éléments des terrains quaternaires sont les sables et les graainrs, le limon, lcs tuls calcaires et les dépôts enatitlues,

61. Faune et Flore. - La plus grande partie des espèces animaler et végétales de l'époque guaternaire constituent la flore et la faune actuelles. Parmiles Mammifères disparus, il faut citer le Ma,stodonte, )e Mom.moutlp (frg.'16) et l'Ours des cauernes. 82. Apparition tlo I'Homme. - c'est dans les terrains quaternaires seulemeni que I'On commence à trouver les premiers vestiges certains de I'eristence de I'Homme sur la terre. Toutes les créatures atten' daient un maltre. Il manquait à I'univers un être capable de com' prendre la splendeur de ses merveilles et d'admirer I'ceuvre sublime rortie des mâins du Créateur; il manquait une âme pour I'adorer €t

CLASSIFICÀTION DES

TERRÀINS

5{9

remercier I c'est alors que Dieu dit : a Faisons I'Homme à notrc image et à notre ressemblance, et gu'il commande aux Poissons de la mer, aux Oiseaux du ciel , aux bêtes, à toute la terre et à tous les Reptiles qui se meuvent sur la terre,l etil créa I'Homme, à qui il donna une âme capable de le connaltre et de I'aimer.

lc

l'ig. 16. Àtteint 6 à

I

Mammouth (époque quaternairo). mètres de hauteur I ses défenses pèsent 200 kilogrammer.

-

L'Hommepnmitif habitait les cavernes, demandant à Ia chassch

nouniture de chaque jour. ses armes ,

ses outils, consistaient en fragments d'os ou de silex grossiérement façonnés (dge rte pierye).Il aviit à se défendre des animaux sauvages, de la rigueur dès cliÉats, des inondations diluviennes, et se retirait alors sur les hauteurs et dans Ies cavernes, où nous retrouvons ses ossements avec les débris des instruments dont il se servait. u1-ne-u plu_s tard,.il polir la_pierre(dge d,e la pierre poti,e); il deo-

cendit dans les vallées, confectionnr des harpôns, aôs raâeaurl iI creusa des tronss d'gb-rgs pour en faire des canôts, et devint pêcheur. Il se construisit des habitations en bois qu'il installait sur des pilotis (cites laanstres,.fr,g,tJl, et se mettait ainsi à I'abri des surprisôs des

rnimaur carnassiers. vases

il

Il

apprit bieutôt à façonner I'argile et à faire

dec

qu'il durcissait au feu, à filei les fibres textilÀs des végétaur;

asservit les animaux domestigues et commença à utiliser le bronre Qûge de bronra) pouren faire des armes, des ustensiles et des orrrements. L'emploi du fer ne-parut longtemps après (âge du fer). e,esl _ de cette eoque que. datent -que rgs tumuli, làs dormms] qui t'émôignent de son caractère religieux. -L'histoire écrite, ra tradition, commencent alors à éclairer ces temps lointains, gui précèdent la pe"iode histo-

rique ( temps préhistoriquae),

550

: ,::\:-

NorIoNs suR r.Es scIENcEs pnvsreuus ET NÀTUREtLES

-;-_:=::_-,

-ci

,'---4t

Fig. 17.

-

Ha^bitation lacnstro.

q On n'introduit un roi dans son palais que lorsqu'il est entièrement bâti et que tout est en état de le recevoir; c'est ainsi que Dieu a disposé toutes choses avant de créer I'Homme, qui devait être le roi de I'univers et commauder en maltre à toute la nature. La Terre, en efiet, par sa constitution gdologique, par la composition minérale de son écorce solide, par la variété des accidents que présente sa surface, offre à I'Homme un vaste théâtre où il peut à son gré manifester les rnerveilles de son intelligente activité, et passer le plus heureusement possible le temps d'eril auquel il est soumis, avant de retrouver Ie Ciel, sa véritable patrie. I QuEsrrorcN.arnE. - Qu'appelle-t-on tenrain? - Comment ee subdivisent l€r terrains? Que sayez-vous des temains primitifs? - Quelles eont les rochoe principales- des terrains primaires? Quek débris amimaua y rêtrcontre-r-ofi? Comment se swbd,iaisent - ils ? D'où ytroolent la howille? - Quallee sont ler -principales roches des terrains secondaires? Qwels cdphaloptod'es Les coronté- questlons çisent? Comment se subd,iaisent-ils? Mêmes pour les terrains tertisires.- Quels sont les principaux éléments des terrains quaternairesl - Quo prcmiers pend,ont I'es âgec ànt wotti],el ila I'Hornmc ton;z-uowç ile I'coistenee

TABLEAU GËtt|ËRAL DE

NOqIIES

ERR'AINS

I |

COIIIPOSITIOfl DES TÊNNAIilS

lleÊ madrêporiques, F0rmation volcan.

Sables,

- Argiles, calcaires

er,rocixr

et marnes,

F'LORE

Faune actuells.

Flore actuello,

fufarnmowtk. Mesto- \

donte.-Proboscidiens

---fg

manns.

Calcaile

gross. Liypse.

*'*n'

Argile

plasti-

que.

Craie

taux dicotylé-

IH lF

--tEporcinés.

Mammifères tapiri- | 1' dés et

I I

que

t-

trË.F

|

l\ [

Mi-

nerais --métal-

ProPronr.

Jit.

Lias.

_

****,,*

/

Potits Marsupiaux.

lSchistes I carres

| I

ITE II gË' Ë-

)';

liques.

et cala ltrlr-

Grands reptiles

aqua-[

mifère -: .ôficroles-

lr

Marnes Labyrimthoil,on.

bigarré. -

rouge.

-

rEry

Paieonicws.-Pro-{[fi. ùuctttshoni.d'ws. iËË !Fn

Grès

Schistes bitumineux. Houil- Premiers repÉiles.

l-_: I "ï"' .*.* [ PRIilITIF

hlsalfm.

LauQuer-

,É

ttougeres. ljqursétacées. Cycadées. Conifères.

Magnoiias. Platanes. Saules. Figuiers.

Période de

"T'' Absence de roches

éruptives.

Apparition des premiers végétaux monocotylédones.

Fin des Fougères arbo- éruptions porphyriques.

rescentes.

/F

Grès vosgien. Calcaires com-

pacts.

lF /Ë'

Cheirotltcriwn,

Grès

3 fi

l" rnam-l :-i E f f teE o,ntiguus, llF la

tisues.

Gypse et sel gem-

icisées.

Trachyter et

/ q>

trnees. - Grès grosslers. me.

Falmiers. rinées. cinées.

\H t@

neux,

li, * [

d(]r1es.

I gË'

trlanche.

Calcaires lithof,!*. 1,,,rr.,,graphiques. \ Sables.

Lavos. Tufs.

Débris de végé-

|

actrrels.

Sables et Sauriens gigantes- \p grès verts. ques. - Oiseaux llifr Sables ferrugiei Poissons.

,

éruptives.

Meulières" I P.s Fougères, FalCalcaire d'eau Mammifèrea oo6ru-[ ËË miere, Iùradouce, Salés. Chênes, bles. et grès -Squales.- )gE bles, Acacias,

",,n,

I j| 5 A., I

R0caEs

F..iI,UNE

Alluvions.

. Quaternaire

I

U

Frodlrr.ctus"- -Der.

le. -Marbres noirs. Cal-

Cryptogam

Éruptions porphynquos' es

vasculaires

niers trilobites. -_

caires carboni-

Fougères rabougrles.

ld

Insectes abondauts.

nombreusos.

01

fères.

o

Authracite.

Poissons hétérocer-

-['ilons rnétatrIifle-

|

ques.-Dnparition / des Graptolithes. I -_--l

res.

S.fri"t*

Ê tsl

Fucus. Quelgues Oalamites.

U\ 6' ltr

lÉ' Prédomin. des t! ÀIgues. QuelTri-l ques LYcoPolobites. I

".gil-l Roches méta-l Grdltolith(s. morpnlques.

-l Filons métal-l Iifères.

Micaschistes, Gneiss.

I

I

Fas de fauns,

diacées.

Pas ds flore.

ËlË

NOTIONS GENERALES

D'AGRICLTLTI RE I.

- Nature du sol. l. t'Agriculture; définition. - L'Agriculture ou culture du sol est I'ensemble des travaux qui ont pour but de faire produire à la teme les meilleures récoltes, avec le moins de frais possible.

2. Sol. - Le sol aégétal est une couche de terre meuble dans laquelle les plantes fixent leurs racines et puisent leur nourriture. On appelle couche arable Ia partie qui est remuée par les instruments de labour, et sous-sol la partie plus profonde. Le sol, comme les plantes, comprend une partie organique, l'huntus, résultant de la décomposition des végétaux; et une partie inorganique ou minérale, plus considérable, composée surtout de sable, d'argile et de calcaire.

3. GlassifiCation des terrains. Selon la prédominance des éléments du sol , on distingue les -tena;ins sablonnettn, argtl,eun, cabatres et li,moneuu, Le sabln ov. stlice, à grain plus ou moins grossier, forme la base solide de la plupart des sols, et leur donne un caractère de rudesse au toucher.

Lorsqu'un sol contient au moins 60 o/o de sablc,

il

est

dit

sablon-

neut, Ce tenain est léger, sans consistance ; il sèche et s'épuise rapidement.

L'argtle oa terre glaise, dont la base est i'alumine, a des propriétés contraires à celles du sable : elle donne de la consistance au sol. Les terrains argi,leu,æ contiennent au plus 30 à 40 o/o d'argilel ils sont gras, compacts, humides, et donnent d'abondantes récoltes lorsqu'on les sature d'engrais. Le calcaire divise le sol, le réchauffe et active I'action des engrais. Les terrains calcaires contiennent de 50 à 3Q o/o de carbonate de chaux I ils perdent facilement leur humidité et nécessitent des fumures fréquentes. Les h,mons oa qlluùions sont des terres déposées dans les parties basses des continents, plaines et vallées, par les eaur marines ou fluviales, soit dans les temps géologiques, soit dans lestemps actuels. Les limons sont généralement fertiles et d'une culture avantageuse,

NorIoNs cÉnÉnems

orÀcRrcul_runc

55g

L'hum,us naturer est une substance noirâtre,_ régère et spongieuse, résultant de la décomposition sur place des ptanies et -des feuilles

û arDres.

L'humus d,ounformé dans les sors cultivés, par Ia décomposition des engrais, est riche en p_rincipes azotés et miiéraux; c est la partie nutritive du sol arable. L'humus a,cid,e résalte de la âocomposition plantes des marécageuses et des bruyères.

une terre franche-estccile qui contient,en proportion convenable, les quatre éldments du sol ; soit envirol^b à.1[ "7" a'argil", bo à60 "/; de silice, {5 à 30 o/o de calcaire et b à z0 olo d'irumus".--dette terre convient à toutes les cultures.

4. sous-so!. Le sous-so| est la couche d.e terre, de sable, de pierres, qui se trouve immédiatement au-dessous du sot laùu"e. r,es sous-sols deviennent.très utiles quand ils peuvent corrigerie sor par des propriétés contrairesaur siennes. Ainii un .or.-=oi,rlro"n"i*, tourbeux, ou sclristeux, corrigera l'excès d'humidité *un sot trop argileux, et réciproquement.

II. -

Amendements et engrais.

5. Nécessité des amendements et des- engrais. Le sor, pour être productif, doit être. composé d'un mélangË iniime arium,rs, ae sable, d'argile, de calcaire et autres substancÀ, dans .""t portions. ce mélange n'étant pas toujours r'ôuvre ae in", p.oia nature, I'homme y supptée au moyen ù,omenàements el rl,engrati. L'amendement prépare physiquentent sol à produire, et l,engrais ,le Ie dispose chi,ntiquement à noirrir la plante.

-

6. Amend'ements.

Les aryrend,en'te,?ts sont ordinairement

des substances minérales -que-l'on ajoute au sol, ooo -p..-pË"i.a*"r,t pour nourrir Ia plante, mais dans le but d'améliorei o"'a" la constitution physique du sor, soit en donnant d;."rpr*;ox"nao!l, trop légères, soit en ameublissant celles qui sont trop'foiLs,te*es en neutralisant les principes.acides qui nriisent à È;ôg;"tion, soit soit enfin en provoquant Ia solubilité des engrais peut on diviser en quatre classes les substances employées comme amendements :

lo La chauæ.' elre rencr Ies terres argileuses moins compactes. prus chaudes, ei hâte la décomposition des-engrals. 2o La nlarne .. mélange d'argile les terres argileuses.

et

cle calcaire, employé dans

3o Les calcaires n a1.:j?r,.. vasp.s draguées, sables de la mer, coquillages, etc,, qui sont utilisés sur les côies. 4o Les cenclres eTle prd,tre, propres surtout aux prairies naturelres

554

NOTIONS SttR rrES ÉCIENCES PHYSIQUES

ET

NATURELLES

par la potasse et artificielles. ces substances se*u"nt aussi d'engrais contiennent' qu'elles et la chaux tous les débris 7. Engrais. * On designe sous-le nom d'engrais sol les substances au restituer p.ou"ot qri végétaux et uoi*ulr*" par teJ recolteÀ, ei qui sont nécessaires à Ia production

;;Ë;;

de nouvelles cultures' proportionnelleLes meilleurs engrais sont ceux qui renferrnent chauæ r";;i au poids, le p'lus d'arote, de phosythoreo de potasse er ùe rliveriement combinés et solubles' *';";p"rè, on peut dis-tinguer qgatre sortes d'engrais :

ï;* ""isi"u, nt'iætes, chimiques' oii^àu*, a ég étauæ, en azote' 8. Engrais anirnaur' - Ils sont riches: surtout

acide

phosphoiique et potasse I ils comprennent

toLesd,ëjecti'onshumaines,_Recueilliesordinairementd.ansdes tonneauxrecouverts-d,epaille,puisd'esséchéesàl'airlibreetméIanru..ter*Ài elleÉ ionsriruenr ra poudr.ette qui, à cause ;;;";;;.à" est employée au moment des semailles' décompo.*,on-'"pide, de sa

solides-et liquicles' 2o L'engrat's fla'n+and', formé -d'es déjections de fer. ou le répand au

sulfàre aelirrr.ltd"" pul ao-piii"" o_o +o végétation' pi.J a.t planîes au mbment de Ia

SoLacotoy,nbineortexcrémentdevolaille:engraistrèsricheen et en acide PhosPhorique' 4oLeguan'oduPérou,plus-richeencorequeleprécédentenazote rare'

azote

phosphorique, mais qui devient sd,ng, Ies poils, les plumes desséchées des animaux'

.t

""?iOu 5o Les os, le

'

les cornes et chairs

secs' - 1o On utilise comme 9. Engrais végétaux, v,erts.et rgu.se' itt q?i:'-1"-*lt" blanc' t"èltu I" i"lu"'"*io, o,:s;"i;;;;;;, en azote et qu'on cnfouit la luzerne, ," u",""l1o"les plantes riches

à l'éPoque dela floraison' sont les varechs les feuilles 2o Les engrai,s secs les plus connus ' dc bois. marcs et les cendres les àurteaux, f.r-Ë"oyar.r,-t*s

,eJfrÀ,

solides

des déjections lO. Engrais mirtes' - Ces engrais'laf911és sortt aussi appetrés litière' mêIéeJ,à uii*u"x, a.t et liquides parce qu'ils contierrnent de -ô"t

fumiers ae lerrne, lfî

excellents

phosphorique, de l'azote,et de la potasse' ï'o"iau '"î"-e,ïiti les plus riches oo 5oJ dé fumier cst une deJ substances en priuciPes fertilisateurs' agissent spécia' -la Ils 1{. Engrais chimiquos ou commerciaux' qu'ils conpotasse ou I'azote pÏoiphoriUu.e leilnt- p'ar f'".iau et polasazotés phosphatés, : trois'classes ei tien.ent. On Ies ài"ii" Siques.

u'Àrlnrcut,TtrnE t.t engrais ph.osqthatés conrprennent les phosphates NorioNs cÉNÉnalns

bb5 or.ga-

^.1i : os verts, noir anirnal; les phosphatcs nlques nâture1s, nodulËs, sables, coquilles, faluns; ies sôories'fournies par les orin*, métallurgiqucs;-les superphosphates qui résurtent de ra transformation ues phosphates naturels insolubles en phosphates solubles pâr I'acide sulfurique. 2o f-es engrais azotris, comme le su,lfaie d'a,ntrnoniuril que l,on extrait des eaux-vannes, et qui contient 2,e of o d'azote. L'azttate cre sodium (Pérou, Chili), et I'azotatc de potassium ou salpêtre. ?" !u* engrais Ttotassiques, comme le sulfate et le carbonate de potassium qui sont contenus dans les cendres de bois et le fumier. En dehors des amendempnts et d.es engrais, Ies assorements sont de nature à améliorer les terrains.

III. - Assolements, {2. Déflnition- L'assor,enteri,t consiste à partager un terririn en strles, ou portions ,-destinées à produire alternativJment res mêmes lticoltes. lii I'on cultive plusieurs fors de suite la mème plante dans re

trrê,me terrain, elle épuise ce terrrrin en I'appauvrissant ààs ete .n"nts spéciaux qu'clle tire du sor, et malgré les fumures la récolte dimi, nue d'une année à I'autre : il y a donc nécessité dlalterner ies cultures.

{il' sortes d'assolements. L'assorement peut être biennal - etc. tricnnal, quadriennal, quinquennal, Da*s un assolement triénnar, on pourrait répartir ainsi récoltes

,

les

:

'1," annëe

ItelavoineJt*en.

2.

ammëe

avoineltrènelno

3. annëe

@

r)ans les assolements, on fait succécler aux , çtlantes épuisarûes c9Tl" les cé_réales, qui laissent le sol couvert rle parasites végétaux et d'insectes, les planf es qmériot anttes : le trèfle, la l.,"erne qui enrichissent le sol de clébris.organiques. aux plantes suli.ssantell-a"il". que.les céréales qui faciliteÀt la croissancu du. nielles, ivraies, etc., on fait succéder res prantes nettoyantes telles "oqu"ti.otr, que ra pomme de terre, la betterave, etc., qui réclamànt des sarclages et

des binages. Deux autres modes d'assolements sont aujourd'hui peu employés

: la jachère et la terre en friche. une te.*e en jachère le porte aucune récorte pendantun ou cleux ansr_ mais reçoit des labours et des engrais q.,ilu préparent à la récolte de I'année suiva'te. rJne ten'eén yriihe oô ,Ëçoit aucun labour.

s56

NOTIONS SUR LES SCTENCES PHYSTQUES ET NATURELLES

IV, - Assainissement du sol' - Pour produire^ convenablet"rruit r ont souvent besoin d'être assainis. On y parvient

1.4. Procédés d'assainissemeut. ies

-;ï

pii 1; i* I'g on, le d,r ainag e, le dëb oi e m ent, l' é p er r em ent' "ti :l5.Irrigation.-L,irrl.gatiom-consisteàcapteruneeaucourante 'conàuire sur

et

s

r'

par des rigôles, de manière qu'elle se répande

ïIa

un temain pour I'arroser à volonté'

|.6.Drainage'-Led'rat'nageconsisteàdébarrasserunterraindes

ou stagnantes qui I'envahissent, en creusant pour les faire^écouler. Les fossés ouverts ne qr'un aËsainiisement superficiel et imparfait. Il est préfé-

des eaux couràntes

f"55jg';i

;;;;;; i"fï"

des rigoles

a;*ôployer des d,ratns ou tuyaux, ajustés bout à bout' et recouverts d.'une couche de pierrailles' un terrain lorsque les arbres l?. Déboisement. - on déboise empêchant I'air la lumière et Ia *iitti"t""nt te sol trop frais en déboisement des 'montagnes est un Àîf-"" d'y parvenir. Tôutefois le du terrain et la dénu' orocédé désastreux: il pfoduit le ravinement â"ti* a", roches sous i'action de la pluie et cles torrents. faut surtout enlever sont t8. Épierrement. - Les pierres-.qu'ild'un champ' Quant aux piermilieu terre-au de à Ileur *o"frà**

t",

raillesquiserencontrentdanslesterreslégères,ellessontplutôt utiles que nuisibles'

V. - Labours et instruments aratoires' 19. Utitité des labours.

d,;p;rtu;;

-

Les labours consistent en une série cle préparer le sol à recevoir

pour but -e.un-iqoàs ayant

des cultures.

Ilsrenderttlesolplusproductif,,carloilsl'aèrentetl'ameud'absorber les gaz de I'atmosbur;";t; ;e qui permèt aux racines mi*obes nitrifiants;2o ils le des Ie travail a"'tu"îrit"r ;il;;'; aat"ui."ot les plantes nuisibles ; 3o ils recouvrent les il;'rai*;;,

et les p"oË"u.rrt'contre les oiseaux et les intempéries ; semences "r, 4i ilt t."nuot à enfouir les engrais'

travaux du

sol

2O. Instruments aratoires' -- Les divers la bêche et' la emploient trois genres d'instruments : lo la chanue ' rouleaun' les 3o rdtea'u,' noà";2o la hersàeNle eL la' bêche' pour 21. Charrue. - La chanue, pour les champs' du sol' la retourarable Ie jartlin, coupent par tranches la couche même temps ,t"itt oo la déplacent en la brisant le mieux possible' en qu'elles enfouissent les engrais'

-t

NoTloNs aÉnÉnlr.ns

D'AGRTcuLTURE

Les principales parties d'une charrue sont : 1o Les pièces d'assentblage : 1,1û92 ou pièce principale,

fait suire au mine le sep

soc et grisse au

I

le

bb?

sep qui

foid du'sillàn', J"i;";;i"; qui rer_

: res ntancherons,-res_rones, re qu.i perrnet de creuser plus ou moins proforra;-----' '' réguta3n Les ptèces rJe trauai.r : re coutreou couteau qui tranchera terre en nvant du soc ; re soc,. coin trianguraire.à point"lrnie;,'nit tranche 2o Les pi'èces d'e d'i'rection

teur

la tcrre horizontale-.11t, etleaerilir, qul repose sur le sep, retourne Ia terre et ouvre Ie sillon.

Parmi les charruer.. ol distingue, ,arai,re ou cha*ue sans roue, tes charrues Brab.ant si.mpre ét âo"iti,,j;-";;;-r;""'fouireuse, les butteuses, les bineuset ei orracheuses d,e ,onl,mes d.e ter.re, etc,

22' Herse. La hersese compose d'un châssis à une ou plusieurs pièces, munies- de forres dents qui aecrrire"Jïe -;"i Ë;à ;bouré, er achèvent son ameubrissement en émi"ttunt les mottes Ë" i"""r. Rouleau. _ Le rouleau est un cyl[ndre en bois, enpierre ou 1r .{""'. d'une ou prusierrs pjéces, muni"de ;;;"ilù;;iË;"châssis d'attache pour ra tracticn. il ecrase les mottes d.ures, resserre re sor trop léger ou soulevé par les gelées, et rechaussel;;kr;;r. Il y a des rouleaux unis et "des roureaux à surface cannelée ou armée de dents (croskills).

23.

VI. _ Semis et récoltes, 24- Conservation .Ag, graines. _ pour conserver les graines et leur éviter les moisissur:es, la fermentation des insectes, il faut les mettré en petits tas -ài ou tes ravages ùl vent. ""î,r"" ,ou-

On emploie aussr,très a.vantageusement-: Io le chaulage, siste à saupoudrer ra graine avic de ra chaux

qui con-

préalablement mouilréè; 2o re aitriolage, qur éteint";;;;is.avoir consiste à verser sur les grains une dissorution de vitriol tieu o"-crriv"") ou de vert (sulfate,$e fer).; B.o te pratinage,isulrate qui consisre à brasser la :1t:f:1 gralne avec un mélange intime de chaui, aô pnospnateï^0" poo_ drette. Le grain est ainsi préservé de ri germe mieux et trouve une nourriture toute"."i! "fâo"iiarton; it préparée.

25, Semailles et semis. _ les ensemencements dans les gl"ttd".. cultures, portent le nom d,e semailtes. Les ,"*1, appar_

plus spéciarement au jarrrinage. on sème-à--tà"îorce, ]l:i":"l en Lugnes ou en poquets, de, semer, il faut débarrasser le terrain d.es mauvaises _^1i11,et des racmes mauvaises herbes qu'il contient, t;ame.ibrir"par oe,

558

NorroNs sun LEË scrENccs pHysIeuES E'f NaTURELLEs

hersages ou des roulages, et

lui avoir rlonné

préalabletnent les

engrais nécessaires.

26. Récottes. * La récol,te consiste à recueillir les fruits de la terre. Elle prend le nom d.e moi,sson pour les céréales 1 fenaisom pour le foinl ændange potfi le raisin; cuer,l'lette pour les fruits; arrachage pour les tubercules et les racines.

27. Instruments pour la moisson. - Les principaux instru-

ments employds pour Ia mpisson sont : la faux, la faucille, la sape, et surtout les moissonneuses lieuses. Pour dégager les graines de leur enveloppe, on emploie le fléau, la batteuse-vanellser le van ou tarare.

VII. - Principales cultures. 28. Les principalcs cultures sont celles des céréales, des plantt's sarclécs, des plantes fourragères et des plantes industrielles. La culture de la vigne porte le nom de utti,culture. 29. Céréales. - Parmi les céréales on distingue : le blé ou fi'oment, le seigle, I'avoiner l'orge, le maïs, le sorghor le sarrasin, le millet.

3O, Plantes sarclées. - Les plantes sarclées ne croissent que terre bien nettoyée, à forte fumure ; elles demandent le binage et le buttage. Les prir-rcipales sont : la pornme de tene, la dans une

betterave,

la carotte, les navets, les raves, les choux,

etc.

3{. Plantes fourragères. - On appelle ainsi celles qui sont

destinées à la nourriture des animaux. On les récolte pour la plupart dans les

prai'ries,Il y a des prairies naturelles et des prairies arlificielles. Les prai,ri'es naturelles pernxq,nenfes sont situées en sol humide ou surle bord des eaux. Elles produisent suttout des grarnittées, le pâturin, la flouve, le vulpin, la fléole, le frornental, etc. Les prairi.es arti'ficiet'l'es sont formées tle plantes légumineuses :, elles demandent peu d'entretien et améliorent le sol. On y cul-

tive : la luzerne, la minette, le sainfoin,

Ies

trèfles, etc.

32. Plantes industrielles. - Les plantes indu,strîelles sont destinées à être transportées en dehors de la ferme pour être transfor' mées en produits industriels. On peut les diviser en trois classes : 1o lcs plantes teæti,les : lin, chanvie, ramiel 2o les plantes ttnctorLales .' garance, safran, 9a!&, pastel, indigo; 3o les plantes olëagineuses .' olivier, æillette, colza, Davette, moutarde.

ta

NoTtoNs cÉnÉn,Lr,us

o'acnrcur.tunu

559

33. Viticulture. - La ui,gne se reproduit par semis, bouture, marcotte et greffe. La teme d'un vignoble

reçoit chaque année des labours, des binages et des fumures. Il faut entretenir la vigne en état de porter des fruits, par la taille, le palissage, et prévènir le ravage des maladies par des traitements spéciaux. _ Les principaux de ces traitements sont : le soufrage contre l,oTdium, le sulfatage à la bouillie bordelaise contre le mildiou, Ie brack rot ei le white rot.

prévenir -la Pour vigne sur des

les vignobles des ravages du Tthytloæëra, on greffe Ttlants antéricai.ns dont les râcines sont'suffisamment résistantes aux ravages de cet insecte.

VIII. Ilorticulture. s4. Définition. - L'rlorticurture est I'art de cultiver les jwdins et de leu. faire produire des légumes, des fleurs et des fruits. on appelle aussi la.culture des légumes curture nuaraîchère, parce qu'autrefois les environs des grandes villes étaient des mariis que le tlavail des jardiniers a convertis en riches potagers. 35.

Bêehage.

pour un jardin.

bêchage, ou labour'à Ia bêche. est le meiileur Il-Le se pratique pendant toute l'annéé, aussi profon-

dérnent que possible, dès qu'une récolte est enlevée.

36. Binage. _- L9 binage, ou labour .à la binette, à la

ltou,e,

consiste à ameublir Ia couche superficielle d'un terrain aa;a planté ou semé, ;rfin de la rendre perméable aux gaz atmosphériques, et lui conscrver sa fraîcheur.

37. sarclage. -* Par le sarcr,age on fait disparartre les mauvaises herbes qui croissent parmi les jeunes piantes et à leurs déperrs. on sarcle àla ntai,n, aa sat'eloi,r ou à fa bi,nette, Rd,ti,sser une irlléen c'est la nettoyer ou la sancler avec Ia rdtissoi,re. 98. Buttage. * Butter', 'c'est amo'celer cle la terre autour de Ia tige des plantes, soit pour les mettre à I'abri de la gelée, soit pour favoriscr l'émission de nouvelles racines, soit pour blânchir ou étioler leurs fe'uilles. if9. semis. .- Les se'{,s demandent une terre bien préparée, meuble, fraiche, peu humide. une terre labourée depuis q.ràtqoeé jours vaut mieux qu'une terre récemment remuée, suriout si elle est légère. _

40.

Re-piquage.

:- Le

repi.quage consiste

à transplanter

à

derneure des jeunes plantes qui orrt été sernées sur couche ou mênre en plcinc terre. cerlai'cs espèccs, comme les choux, les poireaux, les salatles, gag'nerrt à êtrc t,epiqrrées.

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NGTIoNS suR LES scIENcEs PHYSIQUES

4{.. Abris. d'un

NÀTUITELLES

qui peut

préserver

dès pluies battantes, des-gelées ou des soleil ardent. Tels sont les murs, les haies, les brise-vents

les plantes des vents effefs

ET

On entend par abri tout ce froids,

formés de rangées d'arbres, les paillassons, les couvertures'

42. floches. - Les cloches servent à abriter les jeunes plantes variations de la température, surtout au prinqui craignent les temps.

Lôs cloches sont ordinairement en verre I les cloches obscures sont des pots de tene, des paniers en jonc, etc.

43. Couches. - Les coucheS sont des lits de fumierl f€couvêfts.i de terreau, et servant aux semis. La fermentation des substances animales ei végétales qui les composent produit une- chaleur douce et de longue durée, dn même temps qu'elle exhale une certaine humidité, propre à favoriser une rapide végétation'

44. Châssis et bâches. - sur les couches chaudes, on pose souvent un chdss{s en bois, espèce de coffre sans fond, suppOrtant un panneau vltré qui s'ouvre- et se- ferme à volonté. Lorsque le châJsis est très élevé, on le nomme bd'che. 45.

Réchauds.

le fumier que I'on tasse - on appelle ainsi la chaleur petdant les grands

âutour des couches, aûn d'y-conserver

froids.

46. serres.

Les sefy,es sont rles constructions peu élevées,

à toiture vitrée, exposées de manière à recevoir les rayons du soleil grânde partie de la journée. Elles entretiennent les pluÉ la fenclant plantes dani une végétaiion vigoureuse.et continuelle' ' On ilislingue les ùrres chaid,es.(2g à 30o),les se*es te.nzpérëes ({5 à 20"1iles semes froid'es, comme les crangeries, qui servent Àeulement à garantir les plantes contre les gelées' 4?. Taille rles arbres. - La tai,tle des arbres fruitiers a pour but de les débarrasser des branches inutiles, de leur donner une forrne agréable, et d'en obtenir des fruits plus gros et meilleurs'