Le réservoir de mercure est ici représenté à gauche ; de là, le mercure déborde et se déverse dans l'ampoule B, et se disloque en gouttelettes au passage dans le capillaire long à droite. Ces gouttelettes entraînent des vésicules d'air jusqu'en B. Le mercure est récupéré et renvoyé au réservoir. De cette façon, on peut épuiser presque tout l'air de l'ampoule B, et donc de tout récipient R communiquant avec B. En M, un manomètre indique la pression dans l'enceinte R à épuiser. Une pompe de ce type est capable de produire un vide aussi poussé que 1 mPa[1].
La pompe à mercure est une pompe à vide qui exploite le transit de gouttelettes de mercure à travers un tube capillaire pour piéger l'air de l'enceinte à épuiser[note 1]. Elle a été inventée en 1865 par Hermann Sprengel, chimiste d'origine hanovrienne lors de sa période londonienne[3]. Cette pompe créait le vide le plus poussé réalisable à l'époque (de l'ordre de 1 mPa).
À ne pas confondre avec la pompe à diffusion de mercure, également appelée « pompe à vapeur de mercure », qui se distingue par la présence d'un chauffage, et qui est le précurseur historique des pompes à diffusion, pompes à vide secondaire utilisées dans les techniques de vide poussé.
Un vidéaste scientifique américain, Cody's lab, a recréé cette pompe dans une vidéo sur Youtube qui porte le titre "Sprengel Vacuum Pump: The most efficient pump ever?"[6] et l'utilise pour faire le vide dans l'ampoule d'un radiomètre de Crookes.
Principe de fonctionnement
La chute des gouttelettes de mercure comprime l'air à l'entrée de la pompe et l'évacue dans une citerne à l'extrémité du tube. À mesure que la pression décroît, l'effet amortisseur de l'air entre les gouttelettes métalliques diminue, de sorte que l'on peut entendre des coups périodiques, accompagnés d'éclats de lumière à travers le récipient que l'on pompe.
Applications
Le débit élevé, la simplicité d'utilisation et l'efficacité de la pompe à mercure en faisaient un instrument apprécié des expérimentateurs. Le prototype de Sprengel pouvait épuiser une enceinte d'un demi-litre en 20 minutes environ[7]. Avec de nouvelles versions de l'appareil, il devint possible d'abaisser la pression au-dessous de 1 mPa[1] (9,87 × 10−9atm).
Notes et références
Notes
↑Comme Sprengel lui-même le disait -- Sprengel (1865), page 17 -- sa pompe à vide n'est rien d'autre qu'une variante de la trompe hydraulique, connue en Europe dès la Renaissance. On utilisait à l'origine l'entraînement d'eau pour produire un courant d'air de débit constant dans la décarburation des fontes et le travail des métaux. Sprengel a simplement ajouté un tube pour soutirer l'air d'un récipient par l'écoulement du mercure liquide[2].
Références
↑ a et bD'après Chandler B. Beach et Frank Morton McMurry, The New Student's Reference Work, F. E. Compton & Co., (lire en ligne), « Air Pump ».
↑Publication originale : Hermann Sprengel, « III. Researches on the vacuum », Journal of the Chemical Society, vol. 18, , p. 9-21 (lire en ligne).
↑« Séance du 12 Novembre 1832 », Procès-verbaux des séances de l'Académie, no 10, 1832-1835 ; publié en 1922, p. 151-152.
↑D'après Francis Jehl, Menlo Park Reminiscences, vol. 1, New York, Dover Publications, (réimpr. 1990 avec une nouvelle introduction), 430 p. (ISBN0-486-26357-6), p. 430
