E. MATHIAS - LA LIQUÉFACTION DE L'AIR ET L'EXTRACTION DE SON OXYGÈNE 



703 



tème esl lubréfié, mais le brevet est muet sur ce 

 point. La machine à air liquide Raoul Pictet, 

 comme la machine antérieure de G. Claude sans 

 liquéfacteur, ne peuvent donner qu'un rendement 

 en air liquide inférieur à celui de la machine 

 Linde. Ce n'est, en effet, que par l'application de la 

 liquéfaction sous pression (Claude) que la détente 

 avec travail extérieur a fourni des résultats pra- 

 tiques en rapport avec sa supériorité théorique sur 

 .a détente sans travail extérieur sensible (Linde). 



i 



II. — Extraction de l'oxygène 



ET DE l'azote DE l'aIR. 



La liquéfaction de l'air est un problème de Phy- 

 sique qui est intéressant par sa difficulté même, 

 bien qu'en réalité il soit beaucoup plus aisé qu'on 

 ne se l'était d'abord imaginé. 



Si, pour les physiciens, cette question se suffit 

 à elle-même, il n'en est plus ainsi pour les indus- 

 triels. Les ingénieurs ne se sont acharnés après 

 la liquéfaction de l'air, dont l'intérêt physique est 

 nul pour eux, que parce qu'elle est intimement 

 liée à la question, vitale pour l'industrie, de 

 l'extraction de l'oxygène de l'air à bon marché. 

 Nous allons, dans ce qui suit, tracer à grands traits 

 l'histoire des idées. 



L'air liquide, mélange d'oxygène et d'azote 

 liquides, émet une vapeur qui est un mélange 

 d'oxygène et d'azote gazeux; il appartient donc à 

 la catégorie des méUwges doubles'. Au point de 

 vue de la loi des phases, il est composé de deux 

 constituants indépendants et Az et de deux 

 phases, une liquide et une gazeuse; c'est donc un 

 système bivariant, c'est-à-dire que, si l'on se donne 

 arbitrairement deux variables du système, celui-ci 

 est généralement déterminé, sauf quelques cas 

 d'ambiguïté qui ne se présentent pas dans la 

 question qui nous occupe spécialement. 



Si donc on se donne la température et la pres- 

 sion, les propriétés de l'air liquide et de la vapeur 

 en équililire avec lui sont déterminées. Poiir une 

 valeur fixe de la pression, la composition du 

 liquide et celle de la vapeur sont fonctions de la 

 seule température. Considérons en particulier le 

 cas de la pression atmosphérique. Grâce aux expé- 

 riences de Baly', les propriétés du liquide et de la 

 vapeur sont résumées par la courbe ci-contre (fig. 6), 

 dont les abscisses représentent la teneur du liquide 

 en oxygène (on suppose le liquide vaporisé, la te- 

 neur en oxygène est alors le volume de l'oxygène 

 exprimé en centièmes du volume total) et les ordon- 

 nées la teneur en oxygène de la vapeur. 



En particulier, les mélanges liquides correspon- 

 dant aux différents points de l'axe des abscisses 

 ont chacun un point d'ébuUition déterminé sous la 

 pression atmosphérique. L'origine des coordonnées 

 représente l'azote liquide pur, dont le point d'ébul- 

 lition normal est — 194°. Les points d'ébuUition des 

 mélanges liquides de et de Az s'élèvent progres- 

 sivement depuis — 19i° jusqu'cà — I80",o, qui est 

 celui de l'oxygène liquide pur. Il en serait de même 

 sous toutes les pressions, l'air liquide apparte- 

 nant au cas général des mélanges doubles dont les 

 vapeurs n'ont jamais la même composition que les 

 liquides qui les engendrent et qui sont en équilibre 

 avec elles. 



La courbe de Baly résume quantilativemennoules 

 les propriétés de l'air liquide sous la pression atmo- 

 sphérique que nous aurons à invoquer dans la 



Fis 



10 20 30 VO 50 60 70 80 90 lÛO 



Tareur anOry^ine du l,c,u:de <,u, s'é^aport^ 



6. — Courba d'cvaporatlon de l'air liquide, 

 d' après Bal y. 



* P. DuHEM : Thermodynamique et Chimie, p. 239. 

 > B.\LY : Phil. Mag., 3" série, t. XLIX, p. olT. l'JÛO. 



suite de cet article; elle permettra aussi bien de 

 préciser la vaporisation des mélanges d'oxygène et 

 d'azote liquides sous la pression atmosphérique 

 que la condensation de l'air gazeux sous la même 

 pression. Sous les autres pressions, et en particu- 

 lier sous des pressions de quelques atmosphères, 

 la courbe de Baly pourra être utilisée qualilntive- 

 ment, vu que sa forme demeure sensiblement la 

 même quand la pression varie. 



A une température donnée et sous une pression 

 donnée, que l'on vaporise de l'air liquide ou que 

 l'on comprime de l'air en présence du produit de 

 sa liquéfaction, le résultat final est nécessairement 

 le même. On a, par suite, quelque peine à com- 

 prendre comment des hommes éminents ont pu 

 croire que, dans le phénomène de la liquéfaction 

 de l'air, ce mélange passait à l'état liquide (Pun 

 seul Jjloc, sans changer de composition, alors 

 qu'on sait, par expérience, que, lorsqu'il s'évapore 

 sous la pression atmosphérique, c'est surtout l'azote 

 qui s'en va, le liquide restant s'enrichissant en 

 oxygène. 



