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ATMOSPHERE (Page 1:819)
ATMOSPHERE, s. f. (Phys.) est le nom qu'on
donne à l'air qui environne la terre, c'est - à - dire à ce
fluide rare & élastique dont la terre est couverte partout
à une hauteur considérable, qui gravite vers le
centre de la terre & pese sur sa surface, qui est emporté
avec la terre autour du soleil, & qui en partage
le mouvement tant annuel que diurne. V.
On entend proprement par atmosphere, l'air considéré
avec les vapeurs dont il est rempli. Voyez
Par atmosphere on entend ordinairement la masse
entiere de l'air qui environne la terre: cependant
quelques écrivains ne donnent le nom d'atmosphere
qu'à la partie de l'air proche de la terre qui reçoit les
vapeurs & les exhalaisons, & qui rompt sensiblement
les rayons de lumiere. Voyez
L'espace qui est au - dessus de cet air grossier, quoiqu'il ne soit peut - être pas entierement vuide d'air, est
supposé rempli par une matiere plus subtile qu'on appelle
éther, & est appellé pour cette raison région
éthérée ou espace éthérée. Voyez
Un auteur moderne regarde l'atmosphere comme un
grand vaisseau chimique, dans lequel la matiere de
toutes les especes de corps sublunaires flotte en
grande quantité. Ce vaisseau est, dit - il, comme un
grand fourneau, continuellement exposé à l'action
du soleil; d'où il résulte une quantité innombrable
d'opérations, de sublimations, de séparations, de
compositions, de digestions, de fermentations, de
putréfactions, &c. Sur la nature, la constitution, les
propriétés, les usages, les différens états de l'atmosphere, voyez l'article
On a inventé un grand nombre d'instrumens pour
faire connoître & pour mesurer les différens changemens
& altérations de l'atmosphere; comme barometres,
thermometres, hygrometres, manometres, anemometres,
&c. Voyez les articles
Une des grandes découvertes de la Philosophie [p. 820]
Poids de l'atmosphere. Les corps organisés sont particulierement
affectés par la pression de l'atmosphere:
c'est à elle que les plantes doivent leur végétation;
que les animaux doivent la respiration, la circulation,
la nutrition, &c. Voyez
Elle est aussi la cause de plusieurs altérations considérables
dans l'économie animale, & qui ont rapport
à la santé, à la vie, aux maladies, &c. V.
De - là il s'ensuit que chaque pié quarré de la surface de notre corps est pressé par le poids de 32 piés cubes d'eau: or on trouve par l'expérience, qu'un pié cube d'eau pese environ 70 livres. Ainsi chaque pié quarré de la surface de notre corps soûtient un poids de 2240 livres; car 32 x 70 = 2240: par conséquent la surface entiere de notre corps porte un poids égal à autant de fois 2240 livres, que cette surface a de piés quarrés. Donc si on suppose que la surface du corps de l'homme contienne 15 piés quarrés, ce qui n'est pas fort éloigné de la vérité, on trouvera que cette surface soûtient un poids de 33600 livres; car 2240 x 15 = 33600.
La différence entre le poids de l'air que notre corps soûtient dans différens tems, est aussi fort grande.
En effet, la différence dans le poids de l'air en différens tems, est mesurée par la hauteur du mercure dans le barometre; & comme la plus grande variation dans la hauteur du mercure est de trois pouces, il s'ensuit que la plus grande différence entre la pression de l'air sur notre corps, sera égale au poids d'un cylindre de mercure de trois pouces de hauteur, qui auroit une base égale à la surface de notre corps. Or un pié cube de mercure étant supposé de 1064 livres, c'est - à - dire de 102144 dragmes, on dira: comme 102144 dragmes sont à un pié cube, ou à 1728 pouces cubes, ainsi 59 192/1728 dragmes sont à un pouce cube. Un pouce cube de mercure pese donc environ 59 dragmes; & comme il y a 144 pouces quarrés dans un pié quarré, un cylindre de mercure d'un pié quarré de base & de trois pouces de hanteur, doit contenir 432 pouces cubes de mercure, & par conséquent pese 432 x 59 ou 25488 dragmes. Répétant donc 15 fois ce même poids, on aura 15 x 25488 dragmes = 382230 = 47790 onces = 3890 1/2 livres, pour le poids que la surface de notre corps soûtient en certain tems plus qu'en d'autres.
Il n'est donc pas surprenant que le changement de température dans l'air, affecte si sensiblement nos corps, & puisse déranger notre santé: mais on doit plûtôt s'étonner qu'il ne fasse pas sur nous plus d'effet. Car quand on considere que nous soûtenons dans certains tems près de 4000 livres de plus que dans
Nos vaisseaux doivent être si resserrés par cette
augmentation de poids, que le sang devroit rester stagnant,
& la circulation cesser entierement, si la nature
n'avoit sagement pourvû à cet inconvénient,
en rendant la force contractive du coeur d'autant plus
grande que la résistance qu'il a à surmonter de la
part des vaisseaux est plus forte. En effet, dès que
le poids de l'air augmente, les lobes du poumon se
dilatent avec plus de force; & par conséquent le sang
y est plus parfaitement divisé: de sorte qu'il devient
plus propre pour les secrétions les plus subtiles, par
exemple, pour celles du fluide nerveux, dont l'action
doit par conséquent contracter le coeur avec
plus de force. De plus, le mouvement du sang étant
retardé vers la surface de notre corps, il doit passer
en plus grande abondance au cerveau, sur lequel la
pression de l'air est moindre qu'ailleurs, étant soûtenue
par le crane: par conséquent la secrétion & la
génération des esprits se fera dans le cerveau avec
plus d'abondance, & conséquemment le coeur en aura
plus de force pour porter le sang dans tous les
vaisseaux où il pourra passer, tandis que ceux qui
sont proche de la surface seront bouchés. V.
Le changement le plus considérable que la pression
de l'air plus ou moins grande produise dans le sang,
est de le rendre plus ou moins épais, & de faire qu'il
se resserre dans un plus petit espace, ou qu'il en occupe
un plus grand dans les vaisseaux où il entre.
Car l'air qui est renfermé dans notre sang, conserve
toûjours l'équilibre avec l'air extérieur qui passe la
surface de notre corps; & son effort pour se dilater
est toûjours égal à l'effort que l'air extérieur fait pour
le comprimer, de maniere que si la pression de l'air
extérieur diminue tant soit peu, l'air intérieur se
dilate à proportion, & fait par conséquent occuper
au sang un plus grand espace qu'auparavant. Voyez
Borelli explique de la maniere suivante, la raison pour laquelle nous ne sentons point cette pression. De mot. nat. à grav. fac. prop. 29. &c.
Apres avoir dit que du sable bien foulé dans un
vaisseau dur, ne peut être pénétré ni divisé par aucun
moyen, pas même par l'effort d'un coin; & que
de même l'eau contenue dans une vessie qu'on comprime
également en tout sens, ne peut ni s'échapper
ni être pénétrée par aucun endroit: il ajoûte:
La même vérité est appuyée par une expérience de Boyle. Ce Physicien mit un têtard dans un vase à moitié plein d'eau, & introduisit dans le vase une quantité d'air telle, que l'eau soûtenoit un poids d'air huit fois plus grand qu'auparavant; le petit animal, quoiqu'il eût la peau fort tendre, ne parut rien ressentir d'un si grand changement.
Sur les effets qui résultent de la diminution considérable,
ou de la suppression presque totale du poids
de l'atmosphere, Voyez
Hauteur de l'atmosphere. Les Philosophes modernes se sont donné beaucoup de peine pour déterminer la hauteur de l'atmosphere. Si l'air n'avoit point de force élastique, mais qu'il fût partout de la même densité, depuis la surface de la terre jusqu'au bout de l'atmosphere, comme l'eau, qui est également dense à quelque profondeur que ce soit, il suffiroit pour déterminer la hauteur de l'atmosphere, de trouver par une expérience facile, le rapport de la densité du mercure, par exemple, à celle de l'air que nous respirons ici - bas; & la hauteur de l'air seroit à celle du mercure dans le barometre, comme la densité du mercure est à celle de l'air. En effet une colonne d'air d'un pouce de haut, étant à une colonne de mercure de même hauteur, comme 1 à 10800; il est évident que 10800 fois une colonne d'air d'un pouce de haut, c'est - à - dire unê colonne d'air de 900 piés, seroit égale en poids à une colonne de mercure d'un pouce: donc une colonne de 30 pouces de mercure dans le barometre seroit soûtenue par une colonne d'air de 27000 piés de haut, si l'air étoit dans toute l'atmosphere de la même densité qu'ici - bas: sur ce pié la hauteur de l'atmosphere seroit d'environ 27000 piés, ou de 27/12 de lieue; c'est - à - dire, de deux lieues 1/4, en prenant 2000 toises à la lieue. Mais l'air par son élasticité a la vertu de se comprimer & de se dilater: on a trouvé par différentes expériences fréquemment répétées en France, en Angleterre & en Italie, que les différens espaces qu'il occupe, lorsqu'il est comprimé par différens poids, sont réciproquement proportionnels à ces poids: c'est - à - dire, que l'air occupe moins d'espace en même raison qu'il est plus pressé; d'où il s'ensuit, que dans la partie supérieure de l'atmosphere, où l'air est beaucoup moins comprimé, il doit être beaucoup plus raréfié qu'il ne l'est proche la surface de la terre; & que par conséquent la hauteur de l'atmosphere doit être beaucoup plus grande que celle que nous venons de trouver. Voici une idée de la méthode que quelques auteurs ont suivie pour la déterminer.
Si nous supposons que la hauteur de l'atmosphere soit divisée en une infinité de parties égales, la densité de l'air dans chacune de ces parties, est comme sa masse; & le poids de l'atmosphere, à un endroit quelconque, est aussi comme la masse totale de l'air au - dessus de cet endroit; d'où il s'ensuit que la densité ou la masse de l'air dans chacune des parties de la hauteur, est proportionnelle à la masse ou au poids de l'air supérieur; & que par conséquent cette masse ou ce poids de l'air supérieur est proportionnelle à la difference entre les masses de deux parties d'air conti<cb->
Par le moyen de cette série, il est facile de trouver
la raréfaction de l'air à une hauteur quelconque,
ou la hauteur de l'air correspondante à un degré
donné de raréfaction, en observant, par deux
ou trois hauteurs de barometre, la raréfaction de
l'air à deux ou trois hauteurs différentes; d'où l'on
conclurra la hauteur de l'atmosphere, en supposant
que l'on sache le dernier degré de raréfaction, au - delà
duquel l'air peut aller. Voyez les articles
Il faut avoüer cependant que si on s'en rapporte à quelques observations faites par M. Cassini, on sera tenté de croire que cette méthode de trouver la hauteur de l'atmosphere est fort incertaine. Cet Astronome, dans les opérations qu'il fit pour prolonger la méridienne de l'Observatoire de Paris, mesura avec beaucoup d'exactitude les hauteurs des différentes montagnes, qui se rencontrerent dans sa route: & ayant observé la hauteur du barometre sur le sommet de chacune de ces montagnes, il trouva que cette hauteur comparée à la hauteur des montagnes, ne suivoit point du tout la proportion indiquée ci - dessus; mais que la raréfaction de l'air à des hauteurs considérables au - dessus de la sui face de la terre, étoit beaucoup plus grande qu'elle ne devroit être, suivant la regle précédente.
L'Académie royale des Sciences ayant donc quelque lieu de révoquer en doute l'exactitude des expériences; elle en fit un grand nombre d'autres sur des dilatations de l'air très - considérables, & beaucoup plus grandes que celles de l'air sur le sommet des montagnes; & elle trouva toûjours que ces dilatations suivoient la raison inverse des poids dont l'air étoit chargé: d'où quelques Physiciens ont conclu, que l'air qui est sur le sommet des montagnes est d'une nature différente de l'air que nous respirons ici - bas, & suit apparemment d'autres lois dans sa dilatation & sa compression.
La raison de cette différence doit être attribuée à la quantité de vapeurs & d'exhalaisons grossieres, dont l'air est chargé, & qui est bien plus considérable dans la partie inférieure de l'atmosphere qu'au - dessus. Ces vapeurs étant moins élastiques & moins capables par conséquent de raréfaction que l'air pur, il faut nécessairement que les raréfactions de l'air pur augmentent en plus grande raison que le poids ne diminue.
Cependant M. de Fontenelle explique autrement ce phénomene, d'après quelques expériences de M. de la Hire; il prétend que la force élastique de l'air s'augmente par l'humidité; & qu'ainsi l'air qui est proche le sommet des montagnes, étant plus humide que l'air inférieur, est par - là plus élastique, & capable d'occuper un plus grand espace qu'il ne devroit occuper naturellement, s'il étoit plus sec.
Mais M. Jurin soûtient que les expériences dont on se sert pour appuyer cette explication, ne sont point du tout concluantes. Append. ad Varen. géograph.
M. Daniel Bernoulli donne dans son Hydrodynamique une autre méthode pour déterminer la hauteur de l'atmosphere: dans cette méthode, qui est trop géométrique pour pouvoir être exposée ici, & mise à la portée du commun des lecteurs; il fait entrer la cha<pb-> [p. 822]
La regle des compressions en raison des poids ne peut donner la hauteur de l'atmosphere; car il faudroit que cette hauteur fût infinie, & que la densité de l'air fût nulle à sa surface supérieure. Il seroit plus naturel de supposer la densité de l'air proportionnelle, non au poids comprimant, mais à ce même poids augmenté d'un poids constant; alors la hauteur de l'atmosphere seroit finie, & ne seroit pas plus difficile à trouver que dans la premiere hypothese, comme il est démontré dans le Traité des fluides, imprimé chez David 1744.
Quoi qu'il en soit, il est constant que les raréfactions de l'air à différentes hauteurs, ne suivent point la proportion des poids dont l'air est chargé; par conséquent les expériences du barometre, faites au pié & sur le sommet des montagnes, ne peuvent nous donner la hauteur de l'atmosphere; puisque ces expériences ne sont faites que dans la partie la plus inférieure de l'air. L'atmosphere s'étend bien au - delà; & ses réfractions s'éloignent d'autant plus de la loi précédente, qu'il est plus éloigné de la terre. C'est ce qui a engagé M. de la Hire, après Kepler, à se servir d'une méthode plus ancienne, plus simple & plus sûre pour tro>ver la hauteur de l'atmosphere: cette méthode est fondée sur l'observation des crépuscules.
Tous les astronomes conviennent que quand le soleil
est à dix - huit degrés au - dessous de l'horison, il envoye
un rayon qui touche la surface de la terre,
& qui ayant sa direction de bas en haut, va frapper
la surface supérieure de l'atmosphere; d'où il est renvoyé
jusqu'à la terre, qu'il touche de nouveau dans
une direction horisontale. Si donc il n'y avoit point
d'atmosphere, il n'y auroit pas de crépuscule: par
conséquent si l'atmosphere n'étoit pas aussi haute
qu'elle est, le crépuscule commenceroit & finiroit
quand le soleil seroit à moins de 18 degrés au - dessous
de l'horison, & au contraire: d'où on peut conclurre
que la grandeur de l'arc dont le soleil est abaissé au - dessous
de l'horison, au commencement & à la fin
du crépuscule, détermine la hauteur de l'atmosphere. Il faut cependant remarquer qu'on doit soustraire
32'de l'arc de 18
Les deux rayons, l'un direct l'autre réfléchi, qui
sont tous deux tangens de la surface de la terre,
doivent nécessairement se couper dans l'atmosphere,
de maniere qu'ils fassent entr'eux un angle de 17
Au reste, il faut observer que dans tout ce calcul l'on regarde les rayons direct & réflechi comme des lignes droites; au lieu que ces rayons sont en effet des lignes courbes, formées par la réfraction conti<cb->
Sur l'atmosphere de la lune & des planetes, voyez
les articles
Sur l'atmosphere des cometes & du soleil, voyez
Atmosphere des corps solides ou durs, est une espece
de sphere formée par les petits corpuscules
qui s'échappent de ces corps. Voyez
M. Boyle prétend que tous les corps, même les
plus solides & les plus durs, comme les diamans,
ont leur atmosphere. Voyez
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