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Auteur(s)
-
Paul RIÉTY : Ancien élève de l’École Polytechnique - Chef de Service à l’Institut National de Métrologie du Conservatoire National des Arts et Métiers
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Lire l’articleINTRODUCTION
La détermination de la pression atmosphérique à l’aide d’un baromètre à mercure nécessite un certain nombre de corrections pour tenir compte, comme nous le verrons par la suite, de différents facteurs d’influence (température, accélération de la pesanteur, etc.). C’est ainsi qu’autrefois, lorsqu’on ne disposait pas facilement de moyens de calcul précis, on utilisait des tables qui permettaient, moyennant une interpolation, de déterminer les valeurs de ces différentes corrections.
Actuellement, il paraît plus simple, et c’est le but de cet article, de déterminer directement la valeur de la pression atmosphérique à partir des lectures effectuées sur un baromètre à mercure, en fonction des divers paramètres d’environnement. On dispose en effet maintenant de calculettes qui permettent d’obtenir le résultat très facilement et avec toute l’exactitude souhaitée.
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2. Masse volumique du mercure
La masse volumique du mercure dépend tout d’abord de sa pureté et de sa composition isotopique. Il semble toutefois qu’à condition d’utiliser du mercure suffisamment pur obtenu par distillation et conservé à l’abri de l’air, les variations de masse volumique qui en résultent soient de quelques 10–6 seulement en valeur relative et nous les négligerons pour ce qui nous concerne. De même, le mercure est légèrement compressible et sa masse volumique dépend donc de la pression à laquelle il est soumis. Toutefois, cet effet n’est sensible que pour les fortes pressions et peut être totalement négligé pour les pressions considérées (1 bar) avec le degré d’exactitude recherché.
Par contre, les variations de la masse volumique du mercure en fonction de la température sont importantes (de l’ordre de 2 · 10–4 par degré en valeur relative) et ne peuvent par conséquent être négligées. Les mesures de la masse volumique du mercure et de son coefficient de dilatation ont donné lieu à de nombreux travaux et différentes formules ont été élaborées, qui donnent la valeur de ρ en fonction de la température [3] [4] [5]. Pour ce qui nous concerne, on pourra adopter la formule simple suivante :
( 2 )
avec :
- ρ (t ) :
- masse volumique du mercure à la température t
- ρ0 :
- masse volumique du mercure à la température t0
- m :
- coefficient de dilatation volumique du mercure :
Si t 0 = 0 oC :
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BROMBACHER (W.G.), JOHNSON (D.P.), CROSS (J.L.) - Mercury barometers and manometers (Baromètres et manomètres à mercure). - Nat. Bur. Stand. monograph 8 (1960).
-
(2) - XXX - Measurement of pressure with the mercury barometer (Mesure de la pression à l’aide d’un baromètre à mercure). - Nat. Phys. Lab. Notes on Applied Science, no 9 (1954).
-
(3) - PATTERSON (J.B.), PROWSE (D.B.) - Comparative measurement of the density of mercury (Mesures comparatives de la masse volumique du mercure). - Metrologia, 21, p. 107-13 (1985).
-
(4) - COOK (A.H.) - The expansion of mercury and fused silica between 0 and 300 oC (La dilatation du mercure et de la silice fondue entre 0 et 300 oC). - Brit. J. Appl. Physics, 7, p. 285-93, août 1956.
-
(5) - Échelle Internationale Pratique de Température de 1968 - - Bur. Int. Poids et Mes. Édition amendée de 1975.
-
...
ANNEXES
Bureau de Recherches Géologiques et Minières - Service géologique national.
Institut National de Métrologie (INM)
Bureau International des Poids et Mesures (BIPM)
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