du mélange, sauf dans l’hypothèse particulière où ce champ exercerait des forces égales sur les molécules des diverses espèces.
Dans le cas de la pesanteur, les forces sont proportionnelles aux masses des diverses espèces de molécules, elles-mêmes proportionnelles aux masses moléculaires (qui sont les masses du même nombre de molécules quel que soit le gaz). Il en résulte que l’effet de concentration vers le bas sera d’autant plus accentué que la masse moléculaire du gaz est plus grande, c’est-à-dire que sa densité est plus grande. Le mélange doit s’enrichir en gaz lourds vers le bas, et s’appauvrir vers le haut, c’est-à-dire qu’il s’y enrichit (relativement) en gaz légers.
Les masses moléculaires de l’azote et de l’oxygène sont assez voisines l’une de l’autre pour que cet effet soit très peu sensible dans l’atmosphère terrestre, même pour des écarts d’altitude importants. Mais l’hydrogène, beaucoup plus léger, qui existe aussi en petites quantités dans l’atmosphère, y figure en proportions plus notables aux très hautes altitudes.
21. Équilibre de l’atmosphère. — L’équilibre thermodynamique pur d’un gaz exige qu’il soit enfermé dans un récipient clos capable d’empêcher la fuite dans toutes les directions des molécules dont l’agitation est parfaitement isotrope.
Mais, lorsqu’un champ de forces intervient, on conçoit qu’il puisse empêcher la fuite des molécules dans la direction opposée à la sienne sans que la présence d’une paroi solide soit nécessaire.
C’est ce qui explique que l’atmosphère reste attachée à la terre, grâce à l’action de la pesanteur, partout dirigée vers le centre de la terre et qui tasse les gaz contre la surface solide de celle-ci. Les fuites accidentelles, que l’on pourrait prévoir d’après la loi de répartition des vitesses de part et d’autre de la valeur moyenne définie par la température (Maxwell), sont pratiquement négligeables.
L’existence même d’une surface solide n’est pas nécessaire a priori, et l’on conçoit très bien qu’une étoile entièrement fluide puisse se conserver de la même manière par le jeu de l’attraction newtonienne mutuelle de ses diverses parties, qui crée un champ de forces partout dirigées vers le centre de gravité de l’ensemble[1].
- ↑ Les équilibres d’une telle masse gazeuse ont été étudiés par Homer Lane.
