PREMIÈRE LEÇON

Nature de la chaleur, et divers moyens de l'engendrer. — Frottement, percussion, combustion. — Changements de volume par l'action de la chaleur.

Il est un mot qui revient fréquemment dans vos conversations familières , et que sans doute vous prononcez plus de vingt fois par jour ; c'est le mot/e. Vous dites journellement, par exemple : je mange, je bois, je dors, je sens, etc. Mais, peut-être, aucun de mes jeunes auditeurs, garçons ou filles, ne s'est-il encore avisé de se demander : Qu'est-ce donc que ce je, qui fait tant de choses? Et si vous vous adressiez à l'homme le plus éminent, au plus profond philosophe de ce monde, si vous lui disiez : Qu'est-ce que ce je qui mange, qui boit, qui dort, qui sent? Il serait lui-même extrêmement embarrassé pour vous répondre. En réalité, les philosophes, si éminents qu'ils puissent être, — et il est des philosophes

très-éminents, — reconnaissent que beaucoup de choses sont tout à fait au-dessus de leur science et de leur intelligence; qu'il en est ainsi spécialement du moi, du/e, dans lequel s'incarne l'étonnante créature humaine. Mais si nous ne savons rien de l'être qui mange, qui boit, qui fait usage de ses sens, nous avons beaucoup appris sur l'instrument qui lui sert à se mettre en relation avec le monde extérieur, et cet instrument est le merveilleux corps humain. Lorsque nous examinons ce corps, que nous scrutons ses organes intérieurs, nous trouvons des os, du sang, des muscles et des tissus de plusieurs sortes. Dans la substance de ces muscles, nous découvrons des cordons formés d'une matière blanche partant de la moelle épinière et d'une masse spongieuse qui remplit la cavité si remarquable que nous appelons tète. Je parle de ces cordons blanchâtres qui se ramifient dans le corps et qui prennent le nom de nerfs. C'est par l'intervention de ces nerfs et de cet admirable cerveau que les êtres humains peuvent, en quelque sorte, converser avec le monde qui les entoure. La fonction des nerfs est en effet de transmettre au dedans les impressions du dehors. Si je me pique le doigt , un nerf est affecté : il est blessé par la piqûre de l'épingle ou du canif, et il se charge de donner avis de l'événement au cerveau ; la nouvelle ou la dépèche expédiée parcpurt le nert sur toute la longueur du bras, et > tant qu'elle n'est pas arrivée à sa destination, le cerveau ne sent rien. Elle voyage d'ailleurs avec la vitesse d'environ CO mètres par seconde , et cette vitesse est une des étonnantes choses que l'esprit humain a pu mesurer. Quand vous vous êtes piqué le doigt, vous ne le sentez donc pas au moment même de la piqûre.

Or, ce que , dans tous les cas , les nerfs transmettent au cerveau est la nature du mouvement ; et pour que vous puissiez vous former une idée de ce mouvement, je ferai

une petite expérience , non sans avoir fait appel avant tout à une faculté dont sont doués tous les adolescents des deux sexes. Je yeux parler de la faculté merveilleuse qu'on nomme ordinairement l'imagination, la puissance de peindre et de figurer les choses aux yeux de l'esprit. Je vous demande de considérer un de ces nerfs traversant le . corps, aboutissant au cerveau, et de le supposer affecté d'une brûlure. Gomment vous représenterez-vous sa constitution intime? Il est formé de particules extrêmement petites, nommées molécules ou atomes. On confond quelquefois ces deux expressions mo#cttfeset«foroes,bienque,danslefait, une molécule soit une agrégation d'atomes. Mais le nom nous importe peu ; le fait sur lequel je dois insister, c'est , d'une part, que les nerfs sont composés de ces petites parties ; d'autre part, que si vous blessez l'extrémité d'un nerf, si vous le brûlez, si vous le piquez, vous ne faites pas autre chose que de lui imprimer un certain mouvement. Ce mouvement court le long du nerf, et lorsqu'il atteint le cerveau, il s'y manifeste cette lois sous la forme d'une douleur; une autre fois ce sera sous forme de plaisir. Mais comment s'effectue le mouvement dont il s'agit ? Vous pouvez assimiler les nerfs aux iils télégraphiques qui circulent dans les rues de Londres ou par-dessus les toits de cette capitale, et considérer le cerveau comme une grande station centrale à laquelle les fils apportent les dépêches, ou de laquelle on les expédie. Ceci va devenir plus clair par une expérience très-simple que vous serez à même de répéter avec ces billes de verre qu'on emploie dans le jeu de le solitaire. Voici une série de semblables billes, elles vous feront parfaitement comprendre comment le mouvement se propage dans les nerfs, comment il se communique de molécule à molécule. Si je prends une bille, ei que je la lance contre la première de la série, observez bien ce qui arrive» Le mouvement se transmet

à travers toute la série ; chaque bille le reçoit de celle qui la précède et le transmet à celle qui la suit; et cette transmission successive va se continuant jusqu'à la dernière bille inclusivement. Voyez cette dernière bille se détacher et laisser toutes les autres au repos , comme si elle avait seule reçu le mouvement. A l'instant où je frappe la première bille , la dernière s'élance et prend sa course. C'est effectivement de cette manière, ou d'une manière analogue, que s'opère la propagation du mouvement dans les nerfs. Supposons que cette cloche représente le cerveau et qu'elle reçoive le choc de la dernière bille de la série : le son de la cloche sera comparable au signal qu'apporte au cerveau le mouvement du nerf. Dans notre expérience, le jnouvement se communique de bille en bille, depuis la première jusqu'à la dernière, et celle-ci fait sonner la cloche; dans le nerf, le mouvement est transmis de molécule à molécule, jusqu'au cerveau, où il se traduit par un sentiment de plaisir ou de douleur.

Maintenant que votre imagination vous représente assez bien ces groupements de molécules ou atomes qui composent les nerfs , je crois pouvoir aborder ce qui doit faire l'objet spécial de nos entretiens, les propriétés du puissant agent de la nature appelé chaleur. De longues méditations, des expériences nombreuses et délicates sur cet important sujet ont convaincu les savants, — les hommes instruits qui consacrent leurs veilles à la recherche de vérités nouvelles , — que la chaleur n'est, dans son essence, qu'une espèce de mouvement. Ici, je fais encore appel à la puissance d'imagination de mes jeunes auditeurs, je leur demande, et c'est beaucoup exiger, peut-être, de se représenter exactement ce que je vais décrire. Prenons un corps quelconque , par exemple celui que je tiens à la main. Ce corps, ainsi que nos nerfs , est composé de petites molécules ou atomes. Dans son état actuel , il n'est pas absolument froid. Je pourrais le trouver

froid pour ma main, mais il ne Test pas en lui-même. Ses molécules constituantes sont dans un état de mouvement. Les molécules échappent à notre vue par leur petitesse , le meilleur microscope ne pourrait nous les faire voir, non plus que leurs déplacements, et cependant nous avons les plus fortes raisons de penser qu'elles sont actuellement animées d'un mouvement rapide de vibration. Toutes ces petites particules vibrent, oscillent successivement et rapidement en sens contraires ; retenez bien ce fait, que vos yeux intellectuels en aient la vue bien nette. Plus le corps est chaud, plus le mouvement vibratoire est intense , et, dans la réalité, c'est à ce mouvement moléculaire transmis du corps vibrant aux nerfs, et des nerfs au cerveau, que nous donnons le nom de chaleur. Bien qu'il s'agisse de faits qui touchent aux plus profondes théories de la science, j'ose espérer que mes auditeurs , malgré leur jeune âge, se feront une idée claire et vraie des assemblages de molécules qui composent les corps , des oscillations ou vibrations de ces molécules , et qu'ils admettront que la sensation éprouvée par ma main au contact d'un corps chaud est due à la multitude des petits mouvements de cette nature qui ont lieu dans le corps.

Cela posé, les mouvements de ces molécules peuvent être excités par divers moyens, et l'un des plus ordinaires est le frottement. Prenez, par exemple, ce bouton plat de laiton, frottez-le contre une pièce de bois, comme vous me le voyez faire, et bientôt vous l'aurez rendu assez chaud pour que tous ne trouviez plus aucun plaisir à le mettre en contact avec la peau de votre visage. C'est donc un fait acquis que le frottement fait naître dans ce bouton un mouvement calorifique assez intense pour nous faire éprouver une sensation de krùlure. Si, avant de frotter ce bouton, je le mets en contact avec un morceau de cire blanche , il reste immobile. Mais -quand je le poserai de nouveau sur la cire après l'avoir

frotté, il la fera fondre, et cédera à l'entraînement de la matière liquéfiée par lui. Le frottement dégage de la chaleur dans une infinité d'autres circonstances. Par exemple, si vous prenez une scie et que vous vous mettiez à scier du bois, sans précaution, sans avoir pris soin de graisser la scie avant de lui faire attaquer le bois , le frottement développera une grande quantité de chaleur, la scie s'échauffera, elle deviendra tout à fait brûlante. Voici donc que la théorie nous explique le fait et nous fait comprendre la raison pour laquelle les charpentiers graissent leur scie avant de s'en servir. Le charpentier n'a nullement besoin d'engendrer de la chaleur; tout ce qu'il lui faut, c'est de faire pénétrer sa scie à travers le bois, en dépensant le moins de force possible , et il fait sa scie aussi douce qu'il le peut en la graissant. Il est donc bien établi , en principe et en fait , que le frottement est un moyen d'engendrer, de produire, de créer de la chaleur ; et c'est un point très-important. Pendant longtemps on a pensé qu'il était impossible d'engendrer de la chaleur. On admettait qu'une certaine quantité de chaleur était répandue dans l'univers, que cette quantité de chaleur primitive ne pouvait être ni augmentée ni diminuée, et qu'elle était absolument invariable. Mais, comme vous le voyez, il nous suffit de mettre en mouvement les molécules des corps pour produire cet autre mouvement que nous appelons chaleur. Je ferai bientôt, à l'appui de cette vérité, une expérience fondamentale. Lorsque j'étais enfant, — et sans doute je ressemblais sous ce rapport à la plupart des autres enfants, — j'avais un goût passionné pour les sauvages et pour toutes les peuplades dont on nous a tant vanté les mœurs primitives. Aujourd'hui, mon plus grand désir serait, si cela était possible, d'être transformé pendant cinq minutes en indigène de la Nouvelle-Zélande. Si je l'étais, en effet, je vous rendrais témoins d'une belle expérience,

hélas! au-dessus des forces d'un homme civilisé. Elle exige en effet une habileté que je n'ai pas et que ces sauvages possèdent seuls. Mon ami, sir John Lubbock, qui est en très-grande faveur auprès des sauvages, m'a fait présent de ces deux bâtons, véritable produit du sol*australien. L'un, d'un bois moelleux et presque mou, est percé de quelques trous ; l'autre, d'un bois plus dur, peut pénétrer dans les trous du premier. Pour en tirer du feu, le sauvage prend d'une main le premier bâton et le tient ferme; de l'autre main, passant le second bâton dans un des trous du premier, il lui imprime une série de mouvements rapides , et continue cette manœuvre jusqu'à ce que le menu poussier produit par le frottement se soit assez échauffé pour présenter quelques points en ignition; il souffle dessus avec une adresse que nous ne pourrions imiter, et parvient à faire du feu. Mais je puis rendre plus frappant encore le mode de production de la chaleur par frottement. Voici un tube 6, dans lequel j'introduirai un de ces liquides qui bouillent plus facilement que l'eau ; à la rigueur, je pourrais prendre de l'eau, mais je choisis l'éther, pour que l'expérience se fasse plus vite, et je vais essayer 4e faire bouillir ce liquide par le frottement. Vous voyez que, après l'introduction de l'éther, je ferme le tube par un bouchon ; je fixe ensuite le tube sur cet appareil, qu'on nomme plateau à rotation, au moyen duquel je puis faire tourner le tube sur lui-même avec une grande rapidité. Le tube tournant ainsi, je pourrais, en le serrant simplement dans ma main nue, déterminer le frottement nécessaire pour échauffer l'éther et le faire bouillir, et c'est ce que j'ai fait maintes fois; par le seul frottement de ma main contre le tube j'obtenais effectivement Tébullition de ce liquide, mais j'éprouvais dans la main une chaleur qui n'était nullement agréable et qu'il est tout naturel d'éviter. En conséquence, au lieu de ma main, j'ai recours

à une bande de flanelle fortement serrée contre le tube. Lorsque la chaleur aura mis l'éther en ébullition, la vapeur, par sa force élastique, fera'sauter le bouchon, et cette petite

Fig. i.

explosion témoignera du succès de l'expérience. (Après quelques secondes de friction, le bouchon saute au plafond.) Voilà donc un liquide que le frottement d'un morceau de flanelle contre le tube qui le contient a fait bouillir en moins d'une demi-minute. Voici un second tube et une certaine quantité de métal trè^-dur : je brise te métal en morceaux et le mets dans le tube ; je n'ai pas voulu qu'il y fût mis d'avance, il faut qu'il soit introduit sous vos yeux et que vous ayez ainsi la certitude qu'il n'y a ni erreur ni supercherie. J'espère réussir à opérer la fusion de ce métal par le frottement; je fais d'abord l'essai sur une petite quantité, me réservant de l'augmenter. Je bouche le tube hermétiquement, comme dans la première expérience, et, quand le métal sera fondu, je le verserai dans une assiette. (La rotation commence.) Je sens déjà la chaleur et je ne doute pas que le métal ne fonde promptement. (Le professeur examine l'intérieur du tube.) Oui , je puis ajouter du métal , afin d'avoir une plus grande quantité de métal fondu à ma disposition ; je le

verserai bientôt, mais, vous, prenez patience jusqu'au moment où tout sera liquéfié. J'introduis dans le tube tout le métal qu'il peut contenir, et je fais encore tourner la roue. Maintenant le tube est si chaud que je ne doute pas que le métal intérieur ne soit fondu. Il l'est, en effet ! J'ajoute un dernier morceau, que je retrouverai liquéfié par le frottement ; je bouche le tube afin d'éviter les éclaboussures. (Le tube tourne pendant quelque temps et il est enlevé à Taxe* de rotation). Le métal, versé dans une soucoupe, est complètement fondu.

Parmi les autres moyens d'engendrer la chaleur, je citerai la percussion, qui consiste à frapper un corps avec un autre corps plus dur. Par exemple, voici un morceau de plomb, une balle ; je la place sur une enclume et je la bats à coups redoublés avec un marteau : elle devient si chaude que je ne puis la prendre et la tenir dans ma main ; elle me brûle. J'ai réellement créé cette chaleur ; je lui ai donné l'existence. En frappant la balle, j'ai fait naître dans ses molécules le mouvement vibratoire qui constitue la chaleur.

Gomment pourrons-nous déterminer avec précision la quantité de chaleur produite par la percussion? Voici, dans ma main, un morceau de plomb, et, sur le plancher, une plaque épaisse de fer. Si je faisais l'expérience, je ferais monter un de mes assistants au point le plus élevé de la voûte de cette salle, et le chargerais de laisser tomber de ce point le morceau de plomb sur la plaque de fer. La hauteur de la voûte est telle que le plomb, qui a déjà la température de la salle, gagnerait un surcroît de chaleur représenté par une élévation d'un degré dans sa température; pardon, de faire usage ici de ce mot degré, dont la signification ne vous sera expliquée que dans notre prochaine séance. Il suffit de vous rappeler vaguement que, par la chute de ce morceau de plomb du sommet de la voûte sur la plaque de fer, sa

température serait élevée d'un degré. Si/au lieu de plomb, je faisais tomber, dans les mêmes circonstances, ce métal liquide qu'on nomme mercure, sa température s'élèverait aussi d'un degré ; mais, si c'était de l'eau, le résultat serait tout à fait différent. Ce ne serait plus d'une hauteur de 10 mètres, mais d'utie hauteur de 257 mètres que l'eau devrait tomber pour acquérir ce même accroissement de température d'un degré. Vous comprendrez un peu plus tard cette différence entre l'eau et le plomb, ou entre l'eau et le mercure. En ce moment, conlentez-vous de savoir que l'on sait déterminer exactement la quantité de chaleur engendrée par la chute d'un corps tombant d'une certaine hauteur sur un corps dui;; il nous en coûterait peu d'évaluer nous-mème, par rexpérience^ cette quantité de chaleur, si nous avions sous la main les instruments délicats qui nous seraient nécessaires. Plusieurs d'entre vous, sans doute, feront' une excursion en Suisse, quand leur âge le permettra, et visiteront la célèbre chute de l'Aar, au point où les eaux de cette rivière tombent verticalement dans un précipice d'une hauteur qui peut être évaluée à 130 mètres. Eh bien, si vous placiez un thermomètre au sommet et un autre au pied de la chute, celui-ci, comparé au premier, accuserait un petit excédant de chaleur, à la condition, seulement, d'être assez sensible. D'ailleurs, connaissant la hauteur d'où elle tombe, il serait facile de calculer à priori la quantité de chaleur que l'eau développera dans sa chute.

Lorsque j'étais enfant, on ne connaissait pas encore, dans l'usage des armes à feu, les capsules à percussion, qui sont aujourd'hui si communes, et voici le petit appareil qu'on appliquait au fusil pour remplir le même objet. (Exhibition d'une ancienne batterie de fusil). Vous voyez, d'une part, cette pièce d'acier, et, d'autre part, ce morceau de silex ou caillou qui peut , par un mouve-

ment de bascule, tomber sur l'acier et le frapper. J'arme la batterie, je presse sur la détente; le silex vient frapper l'acier, et vous voyez jaillir des étincelles de feu. La batterie est fort ancienne et en assez mauvais état, mais la chute du silex sur la platine d'acier n'en a pas moins eu le pouvoir d'enflammer les molécujes que la percussion détache du bassinet. Si nous mettons un peu de poudre dans le bassinet situé sous la platine, nous imiterons ce qu'on faisait autrefois avec tous les fusils connus. (La batterie est amorcée). Vous voyez que, en faisant jouer -le chien ou en tirant sur la gâchette, je détermine l'inflammation de la poudre. L'ancien usage du briquet, pour obtenir du feu, usage conservé encore par les fumeurs, consiste, comme l'on sait, à recevoir sur un morceau d'amadou les étincelles nées du choc d'un briquet d'acier contre une pierre à fusil.

Demandons - nous actuellement ce que signifient ces expériences, et cherchons l'explication théorique des batteries de fusil. Vous avez vu qu'en frappant le plomb, on .élève sa température. Un homme éminent, dont la parole retentissait souvent dans cette enceinte, il y a un certain nombre d'années, sir Humphry Davy, fit jouer une batterie de fusil dans un espace clos, privé d'air, et, en l'examinant ensuite, il trouva d'abord que le choc du métal contre le silex avait eu pour effet de détacher de petits globules d'acier; puis, par un examen plus attentif, que ces globules étaient fondus. La chaleur engendrée par la percussion avait donc été assez considérable pour porter les particules d'acier détachées presque* à la température blanche. Lorsque l'acier et le fer sont portés à une aussi haute température, ils sont attaqués par une certaine substance contenue dans l'air environnant; il est important que vous connaissiez le nom de cette substance et que vous le conserviez dans votre mémoire : on la nomme Oxygène. A une température assez

élevée, le fer ou l'acier sont donc immédiatement attaqués par l'oxygène avec lequel ils sont en contact. Au sujet de cet oxygène, j'ai à vous demander un nouvel effort d'imagination : il faut que vous vous représentiez ce gaz comme formé d'une infinité de petites parties ou molécules disséminées dans l'air. Lorsque le fer ou l'acier sont à une haute température, ces molécules d'oxygène se précipitent sur le métal et le frappent si violemment qu'il en résulte une véritable percussion ; le choc, à son tour, engendre de la chaleur, et assez abondamment pour élever la température jusqu'au rouge blanc. Je vais vous prouver qu'il en est réellement ainsi. J'ai sous la main tout ce qui est nécessaire pour produire une flamme de dimensions considérables, et j'ai fait installer dans le sous-sol un soufflet alimenté d'oxygène. Mon aide va descendre ; il mettra en jeu le soufflet; un courant d'oxygène arrivera par le tube, et vous verrez jaillir la puissante flamme dont j'ai besoin. Vous verrez que, soumises à l'ardeur de cette flamme, des particules de fer ou d'acier s'enflammeront spontanément. Je prends de la limaille de fer, je la jette sur la flamme, et vous la voyez projeter partout de brillantes étoiles de lumière. Le fer est brûlé ; et ce que j'avais affirmé a reçu sa consécration. Les particules de fer ont été d'abord échauffées comme elles le sont par le jeu de la batterie de fusil ; et, lorsqu'elles ont été échauffées, l'oxygène s'est jeté sur elles avec tant de force qu'elles ont jailli sous forme d'étincelles. La force, de nature quelconque, qui détermine l'union de l'oxygène et du fer, s'appelle attraction ou affinité chimique ; je n'ai pas ici à rechercher sa nature, mais seulement à vous faire voir et constater le scintillement des molécules de fer à igae haute température, sous l'influence de l'oxygène de UjGe merveilleux élément de l'air, cet oxygène, ne forme fune petite partie de l'atmosphère, le cinquième environ.

Vous concevrez sans peine que si l'atmosphère était entièrement chargé d'oxygène, les effets de combustion dont vous venez d'être témoins seraient beaucoup plus considérables. J'ai ici de l'oxygène pur, obtenu par des procédés spéciaux, et je vous prie de constater combien cet oxygène pur surpasse en énergie, dans son action sur les corps, l'oxygène de l'atmosphère. J'allume un brin de bois sec par son extrémité, puis je souffle sur la flamme pour l'éteindre ; il reste seulement quelques points en ignition, et vous constatez que l'air ambiant n'a pas le pouvoir de faire renaître la •flamme. Mais si je plonge ce brin de bois dans de l'oxygène pur, voyez ce qui arrive : la couleur rouge des points en ignition devient plus vive, et une flamme brillante s'y développe ; voilà un des caractères distinctifs de l'oxygène pur. J'obtiendrais le même résultat avec une allumette en papier ou tout autre combustible, voir même le fer. Je vais engendrer une nouvelle flamme avec un mélange d'oxygéné et d'un autre gaz appelé Hydrogène \ et, avec elle -, je forcerai l'oxygène à brûler, non plus seulement du papier et du bois, mais de l'acier. L'aide, qui est actuellement près des soufflets, va nous envoyer d'abord un jet d'hydrogène; je l'allume, et vous voyez naître une flamme qui n'a presque pas d'éclat : celle de l'hydrogène. Mon aide m'envoie maintenant un courant d'oxygène; tout est arrangé pour que ce courant s'ajoute au courant d'hydrogène avant que j'y mette le feu ; j'allume le jet d'hydrogène et d'oxygène mélangés, la flamme se rappetisse et devient moins intense, mais sa chaleur est excessive : j'y plonge le ressort d'acier fortement chauffé, et voyez comme elle le fait évanouir en le consumant. L'oxygène est en pleine lutte avec le métal. Si je supprime l'hydrogène, il ne reste que de l'oxygène froid; mais lorsque l'acier a été assez fortement échauffé, la force qui précipite les molécules d'oxygène sur le métal suffit

pour produire ce merveilleux effet de combustion. (Le ressort de montre continue à brûler dans l'oxygène.) Nous sommes donc entré en possession d'un troisième moyen d'engendrer la chaleur. Nous avions d'abord le frottement , moyen si efficace que nous avons pu l'employer à fondre des métaux. Nous avons vu , en second lieu , que la chaleur est aussi engendrée par la percussion mécanique ordinaire, comme dans le cas où l'on bat du plomb à coups de marteau. Et maintenant, aidé de votre puissance d'imagination, vous comprenez, je l'espère, que l'union de l'oxygène au fer ou à l'acier est également un cas de percussion violente. A la vérité , il s'agit ici d'une percussion de molécules et non d'une percussion de masses plus ou moins considérables. Si vous m'avez suivi, il n'est pas une de mes paroles que vous n'ayez dû parfaitement comprendre. Vous pouvez veus représenter «es molécules d'oxygène tombant comme des grêlons, mais avec une force terrible, sur la surface du fer. Vous pouvez voir par les yeux de l'esprit ces molécules qui échappent aux yeux du corps, et c'est là surtout ce que je désirais , ce sera le succès spécial de mes efforts dans cette conférence.

J'ai sous la main un grand nombre de flacons pleins d'oxygène; mais je ne puis pas m'arrêter à vous faire beaucoup d'expériences avec ce gaz, quelque importance qu'il ait ; je me borne à une seule, qui présente un intérêt historique particulier. Le grand Newton , dans le cours de ses recherches sur l'optique, étudia les propriétés réfringentes et dispersives du diamant, et fut amené à conclure que cette pierre précieuse, la plus dure de toutes les matières connues, était une substance onctueuse analogue à la cire et à la graisse. Oui , longtemps avant que l'expérience l'eût prouvé, Newton , par un effort d'esprit vraiment extraordinaire, entrevit et affirma que cette belle pierre était une

substance combustible, et je tiens à tous prouve^ qu'il était dans le vrai. Voici un petit diamant (les gros diamants sont très-chers , et un petit suffit à notre objet) ; je vais d'abord élever sa température à l'aide de cette flamme très-chaude que j'ai sous la main; après l'avoir chauffé, je le plongerai dans ce flacon plein d'oxygène, et vous verrez qu'il brillera comme une étoile. Peut -être cependant que la flamme d'hydrogène ne pourra pas l'échauffer assez ; essayons.

Voici qu'en effet le diamant brûle sous vos yeux. Et que pensez- vous qu'il devienne ? Comment croyez-vous que les choses se passent? Il est entouré de molécules d'oxygène, et ces molécules tombent sur le diamant comme une grêle; elles le frappent avec une telle force qu'il s'échauffe jusqu'à devenir lumineux et resplendissant.

Dans tous les cas de chaleur engendrée que nous avons considérés, nous avons appelé à l'existence une chaleur qui n'existait pas ; cette chaleur, je le répète, est une espèce de mouvement moléculaire ou atomique que nous pouvons faire naître au sein des corps en opérant comme nous l'avons indiqué.

Maintenant que vous avez une notion générale de ces divers modes de production de la chaleur, je vais consacrer quelques instants à rechercher avec vous, non sans faire un nouvel appel à votre imagination, comment la chaleur affecte les corps.

Vous voyez en avant cette table les préparatifs d'une expérience destinée à vous donner une idée de sa merveilleuse puissance. Représentez-vous les molécules d'un corps qui s'échauffe graduellement comme animées d'un mouvement vibratoire de plus en plus intense. Quelle sera la conséquence naturelle de ces vibrations sans cesse croissantes? Les molécules s'écarteront de plus en plus les unes des autres, Je corps occupera plus d'espace, ce qui revient à

dire que le volume des corps augmente avec leur température. Voici un fil de platine tendu en ligne droite, attaché par Tune de ses extrémités à un point fixe, s'enroulant par sa seconde extrémité sur la circonférence d'une roue, et se terminant par un poids qui produit sa tension. Dans cet état, il est clair que si le fil vient à se raccourcir, il force le poids à monter et la roue à tourner dans un certain sens ; si , au contraire, le fil s'allonge, le poids descendra et fera tourner la roue en sens contraire. Une aiguille implantée sur Taxe de la roue sert à indiquer, sur une échelle agrandie, les variations de longueur du fil. Il s'agit maintenant de le chauffer. Quel moyen vais-je employer à cet effet? Un moyen tout à fait étranger à notre sujet actuel , mais dont je me propose de vous parler un jour. Il est dans le soussol de cette salle une puissance qui nous enverra la chaleur nécessaire sous la forme de ce qu'on appelle un courant électrique. Sous l'influence de ce courant, le fil s'échauffe; en s'échauffant il s'allonge, et son allongement entraîne la rotation de l'aiguille. Je suspends le courant, la source de chaleur n'existe plus pour le fil de platine ; en conséquence il se refroidit; par le refroidissement il se contracte, et nous voyons la contraction indiquée par un mouvement rétrograde de l'aiguille.

Une autre expérience va vous montrer comment la chaleur opère pour dilater les corps. Voici deux barres, l'une de fer et l'autre de cuivre ; vous voyez en avant de la table un petit appareil dont vous comprendrez immédiatement la signification ; il a pour organe essentiel une hélice de platine dont vous saurez bientôt la fonction; mais je tiens avant tout à vous montrer à quel point nous pouvons échauffer le fil de la dernière expérience, en augmentant la force de notre courant électrique. Ce courant, comme je l'ai dit, vient d'une pile placée à l'étage

inférieur, et que j'espère avoir le plaisir de vous expliquer dans quelque autre occasion. Mon préparateur va m'envoyer un courant puissant, et vous verrez ce fil porté au rouge sur toute sa longueur. (Le courant électrique parcourt le fil). Le fil de platine est maintenant d'un rouge éclatant, et l'aiguille marche avec une très-grande rapidité. Si je diminue la longueur du fil que parcourt le courant, je diminuerai par là même la résistance qu'il rencontre sur son passage, et il passera dans la longueur réduite une plus grande quantité d'électricité qui a pour résultat d'élever considérablement la température. Constatons en passant un fait important. Ne vous semble-t-il pas que le fil est devenu beaucoup plus gros qu'il ne Tétait; depuis qu'il est chauffé au rouge , vous lui donneriez le volume d'un tuyau de plume. Mais ce grossissement n'est qu'apparent, c'est l'effet que produit sur nos yeux une vive lumière. Un corps lumineux et brillant paraît toujours plus gros qu'il ne Test, et , de plus, le diamètre apparent du fil est plus grand pour ceux de vous qui en sont les plus éloignés, que pour moi qui le regarde de beaucoup plus près. Cette seule particularité suffit à prouver qu'il s'agit ici d'une illusion d'optique , effet nécessaire de ce .qu'on nomme l'irradiation. Si je raccourcis, encore la portion du fil parcourue par le courant, elle se brise, fondue par l'excès de la chaleur.

J'appelle maintenant votre attention sur cette petite hélice ou spirale C. Aux supports A, B sont fixés deux équerres en cuivre p et p\ sur lesquelles reposent par leurs extrémités deux barres, .l'une de cuivre et l'autre de fer. Ces barres, à présentée sont pas assez longues pour toucher les deux supports, mais je vais les chauffer; elles s'allongeront ; lorsqu'elles seront assez dilatées pour arriver en contact avec les deux supports , il passera un courant électrique , et, en s'illuminant, la spirale C, faisant l'office d'une voix intelli*

gente, nous avertira qu* les deux supports sont effectivement atteints au moins par Tune des barres. J'allume donc les becs de gaz placés au-dessous des barres trop courtes actuellement, j'attends un moment, et voici que la spirale est devenue incandescente.

Fig. 2.

Si j'enlève la barre de cuivre, la spirale redevient obscure; c'était donc le cuivre qui unissait les deux supports ; il s'est donc plus dilaté que le fer.

En général , c'est par la mise en jeu de semblables artifices que la science expérimentale ou théorique va faisant sans cesse de nouveaux progrès. Vous voyez sur le parquet un appareil non moins ingénieux que le précédent, mais plus délicat dans sa construction et doué d'une sensibilité

incomparablement plus grande. Il a été conçu pour divers usages , et notamment pour mesurer la dilatation des corps par la chaleur. Vous le comprendrez presque immédiatement à la vue du dessin tracé sur le tableau noir, et où il est réduit à ses organes essentiels.

Fig. 3.

La partie inférieure B du dessin représente l'extrémité supérieure d'un bloc de plomb de forme allongée dont on veut mesurer la dilatation. Sur ce bloc pose une petite tige S en cuivre, terminée par une pointe en contact avec une pierre dure, une agate, par exemple, A. Si le bloc vient à s'allonger de bas en haut, il poussera la tige dans le même sens , et la tige pressera l'agate. Qu'en résultera-t-il ? Vous voyez au-dessus un levier dont le bras C appuie sur l'agate, en itième temps qu'il peut tourner autour d'un axe représenté sur ja figure par un point noir. La poussée produite par un petit allongement de la barre fait parcourir un espace beaucoup plus grand à l'extrémité du bras de ce levier. Un fil d'acier

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très-fin, fixé par un de ses bouts à cette extrémité, descend verticalement et va s'enrouler autour d'un axe X, auquel est fixé un petit miroir M. Ce miroir reçoit un faisceau lumineux R, qui peut être considéré comme un simple rayon. On voit sur la gauche de la figure la tète de l'appareil d'où sort le rayon. A la rencontre du miroir, le rayon se réfléchit suivant RR et vient tomber sur un écran D. Cela posé, quand la barre s'allongera, l'extrémité du bras sera soulevée, le miroir tournera autour de l'axeetprendraune nouvelle position; mais à mesure que le miroir tournera, le rayon réfléchi tourneraavec une vitesse double de celle du miroir. Dans cette expérience, aulieu d'être uneaiguille, l'index estunlong rayon de lumière. Aussi notre nouvel instrument est-il le plus sensible dans ses indications de tous ceux inventés dans le même but. Cela posé, observez bien ce que je vais faire. Je ne toucherai pas à cette pesante masse de plomb; je ne la chaufferai pas avec une flamme ; je soufflerai simplement sur elle, et la chaleur de mon haleine dilatera assez le métal pour que, grâce à la sensibilité extrême de l'appareil, il en résulte sur l'écran un déplacement de la trace lumineuse.

(Le professeur souffle sur la barre de métal , et le disque lumineux se déplace sensiblement en s'abaissant.)

Je vais maintenant faire l'expérience inverse, je vais rafraîchir la barre en y jetant quelques gouttes d'eau qui la refroidiront, et vous constaterez que la barre se contractera en se refroidissant, par ce fait que le rayon de lumière va monter rapidement au sommet de l'écran.

Bornons ici ce que nous avons à dire des effets de cette » cause merveilleuse appelée chaleur. Arrivons aux moyens de la mesurer, à la construction et à l'emploi, des thermomètres, etc.