D'après cette formule, l'épaisseur de l'atmosphère nécessaire à l'équilibre décroît quand la densité du globule diminue et quand la densité du milieu augmente; ainsi, les chances de suspension augmentent à la fois par la plus faible densité du globule et par la plus grande densité du milieu, ce qui, d'ailleurs, est évident par soi-même. Il se peut, d'après cela, qu'un globule solide soit spécifiquement assez léger et le diamètre assez petit pour que l'atmosphère d'air ne soit pas entièrement détachée par l'eau où l'on plonge le globule, et qu'il reste assez de cet air pour que l'équilibre ait lieu. C'est en effet ce qui arrive avec les résines qui, toutes, excepté le caoutchouc et le camphre, sont spécifiquement plus pesantes que l'eau. Je prends, par exemple, un globule plus gros qu'un pois de mastic en larmes, dont la densité est 1,0742; déposé sur l'eau, il surnage; mais quand on le plonge dans le liquide, la presque totalité de l'air qu'il retient à sa surface est chassée par la forte pression de l'eau, il n'en reste pas assez autour du globule pour remplir la condition d'équilibre, parce que le globule est trop gros pour le peu d'air qui reste. Mais si l'on réduit le mastic en poudre grossière, les plus gros fragments se précipitent au fond du vase, et les plus petits montent à la surface. Après avoir violemment agité le mélange, on voit encore les plus gros fragments descendre au fond de l'eau, les plus petits monter à la surface, et beaucoup d'autres rester en suspension au milieu de la masse. Autour des gros fragments il ne reste pas assez d'air; autour des petits il en reste plus qu'il n'en faut; autour des autres il en reste juste ce qui est nécessaire pour remplir la condition d'équilibre. Ces derniers fragments sont assez gros encore pour être parfaitement distingués à l'œil nu. Parmi les fragments suspendus, on en trouve de fort gros qu'on s'attend à voir descendre et qui montent au contraire à la surface; c'est qu'une petite bulle d'air, visible à la loupe, s'est attachée à la surface de ces fragments.

Pour avoir l'épaisseur de l'atmosphère d'air autour d'un globule de

mastic suspendu dans l'eau, il faut faire, dans la formule ci-dessus, b=1,0742, ♪ = 1, et a = 0,0013. On trouve ainsi :

J'estime à 0,4 le diamètre d'un globule de mastic en suspension ; l'épaisseur de la couche d'air sera donc mill, 0048.. ou 5 millièmes de millimètre.

Dans de l'eau distillée et privée d'air par l'ébullition, on a jeté du soufre en poudre grossière. Le vase a été mis sous le récipient de la machine pneumatique et l'on a donné un seul coup de piston; il a suffi pour faire remonter une bonne partie des fragments précipités, parce que l'air resté autour d'eux s'est dilaté. Pour les plus gros fragments, cet air s'est formé en globule visible. Pour d'autres, l'air restant n'était pas visible ; mais son existence est prouvée par leur ascension. En rendant l'air, les fragments descendaient; ils remontaient par un coup de piston. En continuant de pomper l'air, les fragments remontaient presque tous pour descendre par la rentrée de l'air, et remonter encore par un vide poussé plus loin. L'air était retenu avec beaucoup de force à la surface des petits fragments précipités, car ils remontaient encore lorsque la pression était réduite à un centimètre de mercure.

Pour un fragment sphérique de soufre en équilibre dans l'eau, on a

Ces préliminaires terminés, j'aborde mon sujet de plus près.

Si des globules d'eau contenus dans un cube ne se touchent pas, s'ils sont également distants les uns des autres, soit x le nombre qu'il peut y en avoir sur l'une des dimensions du cube, le nombre total de globules sera æ3, et si l'on multiplie a3 par le poids d3 de chacun,

-

6

pour le poids total. Soit p ce poids total, on aura:

6

x étant le nombre de globules qu'on peut placer à distances égales sur le côté du cube,

de globules en contact qu'on pourra mettre entre deux d'entre eux. Or,

ce nombre sera donc constant si p est constant. Ainsi donc, que ces globules soient gros ou fins, s'il y en a un même poids p dans un volume donné, ils seront toujours à la même distance les uns des autres, cette distance, mesurée de centre à centre, ayant pour unité le diamètre du globule.

Je cherche maintenant à me procurer une valeur approximative de p. A Lille, la quantité de pluie qui tombe en une seule ondée, s'élève rarement à 10 millimètres. Les grosses pluies d'orage atteignent 14, 17 et parfois 20 millimètres, selon leur durée. Il est rare qu'une pluie continue donne 3 millimètres par heure. Dans les basses latitudes, ces diverses pluies sont beaucoup plus abondantes; mais nulle part, dans les mêmes circonstances, la quantité d'eau tombée ne s'élève à dix fois celle qu'on recueille à Lille.

Nous avons donc à Lille tout au plus 10 millimètres d'eau en moyenne, pour une seule averse d'une heure. Cela forme, sur un mètre carré de surface, une couche d'eau pesant 100000 grammes.

Sur cette base d'un mètre carré, élevons une colonne d'air de 1000 mètres dans laquelle nous distribuerons également les 100000 grammes d'eau sous la forme de gouttelettes ou de vésicules comme elles sont dans les nuages. Nous aurons ainsi 10 grammes de ces gout-telettes dans chaque mètre cube de ce nuage factice. Nous ne pouvons pas néanmoins substituer ce nuage factice aux nuages réels qui, dans une ondée, ont fourni la couche d'eau de 10 millimètres, parce qu'après la pluie l'air reste souvent chargé de nuages, contenant peutêtre encore le tiers de toute l'eau primitive. Il paraît donc assez raisonnable d'admettre que dans les nuages qui fournissent 10 millimètres d'eau en une seule ondée, il y a 15 grammes d'eau par mètre cube. Outre l'eau en gouttelettes suspendues, il y a encore dans un mètre cube d'air nuageux une quantité d'eau dissoute qui varie avec le degré de saturation. Si l'air est loin de la saturation, les globules diminueront de poids et de volume par évaporation; c'est ainsi que les nuages se dissipent. Si l'air est presque saturé, la cause à laquelle j'attribuerai plus loin la suspension des globules d'eau, ne suffisant plus, les plus gros globules obéiront sans obstacle à la pesanteur et tomberont vers le sol. S'ils ont, par exemple, une grosseur de 0,05647, il suffira qu'ils en rencontrent 5553 sur leur trajet de 2 à 3 mille mètres pour arriver au sol sous la forme de gouttes de pluie ayant un millimètre de diamètre. Quand ils tombent de moins haut, quand un brouillard près du sol se résout en pluie, les globules, en tombant, n'en rencontrent pas assez d'autres dans leur court trajet, pour grossir sensiblement, aussi sont-ils excessivement petits; on les désigne plutôt sous le nom d'humidité que sous le nom de pluie.

Dans l'hypothèse de 15 grammes de globules d'eau dans un mètre cube de nuage, ou de p= 0,000015 dans un centimètre cube,

c'est-à-dire qu'entre deux globules, il y a place pour en mettre 31 à la file.

La distance

X

entre les centres des globules avant les grosseurs

données plus haut, s'obtiendra en multipliant ces grosseurs par 32,68153.., on trouve ainsi que pour les grosseurs

0,05647 0,02259 0,00852 0,00510 0,00452, les distances des centres sont respectivement, en millimètres :

1,8455

0,7056 0,2784 0,1667 0,1477.

S'il y a plus ou moins que 45 grammes de globules d'eau dans un mètre cube de nuage,

0,000020 0,000015 0,000010 0,000005,

si

Ρ

1

d x

29,684 32,681 37,314

47,121.

quantités qui croissent comme la racine cubique de p diminue.

Il reste à assigner une cause à la suspension des globules, c'est-àdire à la suspension des nuages.

Quand des masses d'air saturées à des températures différentes se mêlent par l'action des vents, les globules se forment et pour peu que le soleil relève la température du mélange, la saturation n'est plus complète. Dans ce cas les globules perdent de leur poids par évaporation, il se forme autour d'eux une atmosphère de vapeur invisible, retenue par l'attraction du globule d'eau. Peut-être même que le globule s'empare d'une partie de la vapeur invisible répandue dans l'air qui l'environne. Le globule et son atmosphère de vapeur pesant ensemble moins qu'un pareil volume d'air, restent suspendus.

Telle est l'explication ou l'hypothèse à laquelle je m'arrête pour rendre raison de la suspension des nuages et des brouillards.

Cela admis, il est facile de calculer, par la formule déjà employée, quelle doit être l'étendue de cette atmosphère de vapeur pour le cas de l'équilibre.