Critique de l'interprétation mécanique

Quel peut être, dans la théorie mécanique, ce principe régulateur qui préside à l'agencement des molécules chimiques au sein du polyèdre cristallin, en fixe le nombre, en détermine enfin le mode d'union ?

On fait appel au mouvement des particules homogènes ; mais ne l'a-t-on pas dépouillé de tout élément finaliste, de toute

') DK Lapparent, Philosophie juitiérale, p. 177. Si la formation de la particule complexe a lieu dans des circonstances oii le réseau ne peut se former — ce qui se présente parfois chez les liquides — on a alors ce que l'on a appelé le « système amorphe » qui agit, au point de vue o[)lique, comme les cristaux eux-mêmes : de tels liquides peuvent, par exemple, dévier soit à droite, soit à gauche, le plan de la lumière polarisée, etc. Cfr. Wallerant, Cristallographie, c. IV. Paris, Béranger, 1909. — G.\uhert, Les cristaux liquides (Revue scientifique , 9 janvier 1909).

tendance interne vers un but déterminé ? Comment se produit donc cette convergence des mouvements moléculaires qui groupe dans l'édifice polyédrique, conformément aux lois établies, les éléments destinés à en faire partie ?

Ces particularités du phénomène de la cristallisation, direzvous, sont la conséquence fatale d'un état d'équilibre de la matière. Les corps ont une tendance innée à la stabilité, et c'est justement l'état cristallin qui répond à ce vœu de la nature. D'accord, vous énoncez un fait ; nous sommes à la recherche des causes qui le réalisent. Or dans un fourmillement de molécules, animées des mouvements les plus divers, s'entrechoquant en tous sens, nous ne découvrons aucun agent capable de déterminer le groupement polyédrique et de lui donner, avec une précision mathématique, sa forme cristalline.

Si, des profondeurs des masses moléculaires, un principe de finalité immanente imprimait aux mouvements des directions privilégiées, le mode d'association et sa constance se comprendraient peut-être plus aisément. Mais se peut-il que des masses, essentiellement homogènes, se trouvent sous l'empire d'inclinations spécifiques ?

Sous quelque aspect qu'on l'envisage, soit que l'on scrute les modalités du mouvement, soit que l'on pénètre la nature intime du corps, ce phénomène reste une énigme, car il est marqué an coin de l'ordre, et l'ordre ne se conçoit point sans un principe régulateur.

Faits physiques /)ro/>n'??ie'/i( dits

Dans cet exposé, nous .nous occuperons exclusivement des propriétés physiques qui présentent, pour les différentes espèces de corps, des caractères différentiels et peuvent, à ce titre, servir au physicien de critérium de spécification '). C'est -à ce

') Pour ne rien préjuger de la nature inlime des corps, nt)us prenons ici le mot espèce dans le sens que lui accordent les hommes de science.

point de vue qu'elles ont leur place marquée dans une étude cosmologique.

87 Poids spécifique. — Tous les corps occupent dans l'espace un^certain volume ; mais, sous un même volume, tous ne renferment point la même quantité de matière. Dans la détermination du poids relatif des corps, les physiciens ont choisi l'eau pour unité de mesure ; ils appellent densité ou poids spécifique d'une substance solide ou liquide, le rapport de son poids à celui d'un même volume d'eau distillée à son maximum de densité.

L'expérience démontre que chaque corps a une densité rigoureusement spécifique.

88. État naturel des corps. — Sous l'influence de la chaleur ou d'un refroidissement suffisant, tous les corps passent successivement par les trois états, liquide, solide et gazeux. Le carbone, que l'on avait regardé jusqu'ici comme un corps infusible et fixe, fut récemment volatilisé à une température de 3500°. L'hydrogène lui-même, rangé d'ordinaire parmi les gaz permanents ou réfractaires à tout changement d'état, a pu être liquéfié et solidifié.

Néanmoins, dans les circonstances ordinaires de pression et de température, chaque corps a son état propre ').

Il est vrai qu'un grand nombre de substances matérielles sont naturellement gazeuses, mais aucune ne l'est au même degré. Le chlore à — 35" prend facilement l'état liquide. L'oxygène n'y arrive qu'à une température de — 181^ 4. L'hydrogène exis:e un refroidissement de —220°.

') C^e fait s'accorde avec cet autre fait, que la matière représente un état d'équilibre entre les forces intimes dont elle est douée et les forces externes qui l'enveloppent. Dans le même milieu, chaque corps a son état spécial, bien que le corps le plus rigide puisse se transformer en vapeur dans le vide absolu. C3fr. Lf.bo.n", L'évo/ulioti des forces, p. 355. Paris, Flammarion, 1912.

Ces difterences d'aptitude à abandonner leur état normal se remarquent également chez les corps solides et liquides.

Si l'on tient compte de ce fait général, il est donc permis d'aifn-mer que l'état d'un corps est un caractère spécifique. Or, d'où dépend cet état ? De la cohésion qui s'exerce entre les particules, et, en dernière analyse, de la molécule chimique ou des atomes qui constituent respectivement l'individualité du corps.

8g Phénomènes calorifiques. — Le coefficient de dilatation d'un corps solide ou liquide est, en général, l'accroissement que prend l'unité de volume, lorsque la température s'élève de o° à i°. Ce coefficient diffère d'une substance à l'autre ; il reste néanmoins constant pour une substance déterminée.

On a longtemps admis que tous les gaz se dilatent de la même manière quand on les soumet à une même variation de température, la pression restant la même.

Mais la loi de Ga3'-Lussac qui exprime ce rapport est une loi-limite. Il en est ainsi de la loi de Mariette d'après laquelle, la température restant la même, le volume d'un gaz serait en raison inverse de la pression. Il résulte des expériences de Régnault, que les coefficients de dilatation des corps gazeux diffèrent réellement les uns des autres, bien que ces différences soient extrêmement petites et diminuent de plus en plus, à mesure que les gaz s'approchent de l'état gazeux parfait. L'h)drogène et l'oxyde de carbone en donnent un bel exemple. Le premier a pour coefficient, sous pression constante, 0,003661 ; le second, 0,003669 ').

La loi générale ne comporte donc pas d'excej)tion.

') Ces deu.\ lois ont cte complétées par la Un de Van dcr Waals, qui devra cllenième subir certaines modifications pour rester conforme aux expériences d'Amaga sur la compressibilitc des liquides. CIr. Borrv, Lu vérilé scientifique, pp. io2 et suiv. Paris, Flammarion, 1908.

go. Chaleur spécifique. — Si l'on prend comme unité de chaleur la calorie, c'est-à-dire la quantité nécessaire pour élever d'un degré la température d'un kilogramme d'eau, on constate qu'il faut communiquer aux masses égales de corps différents, un nombre différent de calories pour élever leur température d'un degré.

En un mot, les corps se diversifient par leur capacité calorifique ou leur chaleur spécifique ').

L'examen de ce fait a conduit deux physiciens, Dulong et Petit, à la découverte d'une loi remarquable qui rattache la physique à la chimie. En voici la formule : « La chaleur spécifique des corps simples solides est en raison inverse des poids atomiques. » En d'autres termes, ces deux données sont dans un tel rapport, qu'en les multipliant l'une par l'autre on obtient une constante.

Citons quelques exemples :

Le zinc a pour chaleur spécifique 0,0955 / ,, . , , . ^

* ^ ^ ^■'■' l d'où le produu 6,2.

» » poids atomique 64,9 )