ÉTUDE DE LA CONDUCTIBILITÉ DANS LES CRISTAUX
Théorie.
L'appareil d'Ingenhousz permet de mesurer les coefficients de conductibilité des métaux en prenant l'un d'entre eux pour unité; ces coefficients sont dans le rapport des carrés des longueurs sur lesquelles la cire a été fondue.
Une méthode analogue a été appliquée par de Senarmont à l'élude de la conductibilité des cristaux : en opérant sur des lames minces couvertes de cire, de manière que leur conductibilité extérieure fût uniforme, il put déterminer les courbes isothermes relatives à un grand nombre de substances et mesurer leurs conductibilités dans toutes les directions. La théorie exige que l'état permanent soit établi dans cette expérience : on attendra donc que la courbe ait atteint son maximum.
Description.
De Senarmont perçait au milieu des plaques un trou étroit
dans lequel il engageait un fil d'argent chauffé par son extrémité.
190 CHàP. yiii. — CàLORIMÉTRIE.
M. Jannettaz (*) a éludé la nécessité de percer les lames eo appliquant à leur surface une petite boule de platine de o™,ooi à o™,oo2 de diamètre, à laquelle sont soudés deux fils fins, mis eux-mêmes en communication avec les pôles d'une pile formée de trois éléments Bunsen à section rectangulaire.
M. Jannettaz recouvre les lames, non pas de cire, mais de saindoux fondu et passé à travers un linge fin : on peuty mêler des matières roses ou vertes, de nuances vives. Pour répandre le corps gras sous une couche mince et régulière, il faut chauffer d'abord les lames dans une étuve, d'où on les relire aussitôt qu'elles sont tièdes; puis on y laisse tomber deux ou trois gouttes de graisse fondue. On l'étalé à l'aide d'un pinceau et l'on retire l'excès au moyen de papier à filtrer, avec lequel on balaye la surface de la plaque. Lorsque celle-ci n'est pas trop chaude, elJe exerce sur la graisse une assez grande adhérence pour que le papier y laisse un enduit uniforme très mince.
Le platine peut être chauffé au rouge sombre, bien que ce soit inutile. L'expérience finie, on lave la plaque au sulfure de carbone ou à l'éther.
M. Rontgen {^) avait imaginé une autre méthode, également ingénieuse, de tracer les isothermes. Il couvrait la lame d'un dépôt de vapeur d'eau qui disparaissait sous l'action de la pointe chaude dans un rayon variable : pour rendre manifeste la courbe isotherme limitant la surface devenue sèche, le physicien allemand la saupoudrait de lycopode qui adhère sur le verre aux points où la buée a persisté et dessine les contours de la courbe d'une façon plus nette que le bourrelet qui se forme sur la graisse.
M. Jannettaz disposait ses lames sur un support spécial qui ne se rencontre pas généralement dans les laboratoires : on y suppléera sans peine par l'appareil représentée?^. 63; la seule condition essentielle à réaliser est l'horizontalité de la plaque A.
La mesure des axes des isothermes se fait sur la machine à
(») annales de Chimie et de Physique, 4« série, XXIX, p. 5 (1873), et Jowm^ de Physique, V, p. i5o et 247 ; 1876. (') Annales de Poggendorjf, CLI.
Xin* M. -- COHDtCIIBlLITÉ DANS LES CUSTADX. 191
diviser, à l'aide d'une disposition très heureuse et fort simple, in?entée par M. Desains pour l'étude des anneaux colorés. La lame posée sur le chariot de la machine se déplace dans le dump d'une lunette fixe : l'opérateur compte le nomhre de tours nécessaires pour amener sous la croisée des fils du viseur les extrémités de la longueur à mesurer.
FIg. 63.
En taillant dans un même cristal des plaques différemment inclinées par rapport aux axes de cristall sation et en obserïïntdans chaque cas la posUion des ellipses ou des cercles lyii se dessinent sui les lames, on peut déterminer sans peine la forme des surfaces isothermes qu'on obtiendrait en échauffant la substance par un point intérieur.
Résultats.
I*s axes des courbes sont proportionnels aux racines '^"ées des nombres qui mesurent les conductibilités de même ''"action; il y a peu d'intérêt à déterminer des chiffres exacts, ""'S on trouve sans peine, dans l'observation de ces courbes.
ig2 CHAP. TIU. — GALORIMÉTRIE.
une caractéristique générale des espèces, capable de supplée dans les matières opaques à l'absence des caractères optiques La chaleur se conforme en effet comme la lumière à la symé trie générale de la cristallisation. Dans le système cubique, 1; surface isotherme est une sphère; dans les systèmes quadratique et rhomboédrique,qui admettent un axe de symétrie, c*esi un ellipsoïde de révolution autour de cet axe; dans le système orthorhombique, un ellipsoïde à trois axes inégaux parallèles aux axes de cristallisation; pour les deux autres systèmes, on ne peut rien affirmer a priori.
M. Jannettaz a formulé l'importante loi qui suit : Les cUimages les plus faciles sont parallèles aux axes les plus grandi de conductibilité thermique.
Enfin il a montré que le signe optique et le signe thermique concordent le plus généralement : ainsi la tourmaline, la dolomie, la giobertite, la sidérose et Tanatase se sont montrées négatives; le corindon, la chabasie, le quartz, le rutile ont été trouvés positifs; par contre, Témeraude, l'apophyllite, Tapatite et Tidocrase ont fait exception.
XLVIP MANIPULATION.
DÉTERMINATION DU RAPPORT DES CHALEURS SPÉCIFIQUES DE L'AIR, SOUS PRESSION CONSTANTE ET A VOLUME CONSTANT, ET MESURE DE L'ÉQUIVALENT MÉCANIQUE DE LA CHALEUR.
Théorie.
Ce rapport a été déterminé la première fois parClémentel Desormes à Taide d'une expérience qui est restée classique.
Désignons par Cp et c^ les deux chaleurs spécifiques d^ l'air : on sait, par la théorie mécanique de la chaleur, que
Cn />ra
c^ ^ ^Ecv(i-+-aO
XLVI® M. — CONDUCTIBILITÉ DANS LES CRISTAUX. igS
peiv étant la pression et le volume de Tunilé de poids de l'air à t degrés et E l'équivalent mécanique de la chaleur. Or, quel est le sens physique de celle expression
C'est l'augmentation de température 6 qui résulte d'une com-
pression de l'unité de volume égale à : 6 ne se mesure
pas directement, il est vrai, dans l'expérience de Clément et ftesormes, mais, en comprimant de l'air qui était primitivement à une tension H — h' et en observant sa pression H — h" après refroidissement, on est conduit à la relation
TGsldonc connu, puisque nous savons que
Enfin nous pouvons calculer E en fonction de C^ et de y nous aurons pour l'air
Description.
Clément et Desormes employaient un ballon {fig. 64) de ^'" de capacité environ, muni d'un large robinet B, com- "ïuniquant avec l'atmosphère.
Dn manomètre permettait de mesurer les pressions de l'air ?u'on raréfiait par la tubulure c.
Cet appareil a été modifié par divers expérimentateurs, et j "notamment par Regnault et Cazin ; mais on a conservé dans ^^8 laboratoires le modèle primitif de Clément et Desormes.
^ manomètre peut être garni d'eau ou d'huile d'amandes : ^^ en mesure les hauteurs à l'aide d'une règle divisée, fixée ^^'•rière le tube.
W. — Manip, I 3
194 CHAP. VIII. — CALOHnËTBIB.
La lempéralure des parois doit rester constante dunnt loute l'expérience: l'observateur se gardera donc d'appuj'er les mains sur le ballon et il s'efforcera de le protéger de son mieux en l'entourant de serviettes parfaitement sèches, enlre
Fij!. 6'|.
lesquelles il pourra élenilre des feuilles de papier. Cazin opérait dans des caisses remplies de sciure de bois; mais il esi difitcile de reproduire cette disposition dans une salle d^ manipulations.
Haanel opératoire.
i''Le ballon est rempli d'air sec quelques heures avao' l'expérience.
■^'' On y fait un vide h' de o", 020 de mercure correspondant' environ o~,3oo d'huile ouo",27od'eau(') ell'on relève aussi*-*
[■) V. Rru
, Sur 1.1 déltiiK I.XXIV, p.îia;
XLYI« M. - CONDUCTIBILITÉ DANS LES CRISTAUX. IqS
a pression barométrique H, qui doit rester invariable pendant les dix minutes que dure l'expérience.
3® Saisissant à pleine main le robinet B, Topéraleur Touvre vivement et le referme aussitôt. C'est pour un temps d'ouverture de j à j de seconde que la marche de l'expérience a paru à Regnault la plus régulière.
4° 11 faut immédiatement observer le manomètre : la pression extérieure s'est établie dans l'enceinte au moment de l'ouverture du robinet; mais une baisse rapide se produit sous l'action de la paroi, et le liquide remonte lentement jusqu'à une hauteur h". On mesure h" et l'on vérifie que le baromètre n'a pas varié.
Résultats.
La méthode par compression présente le grave inconvénient J'inlroduire dans le ballon de l'air humide à une température •nconnue; il serait préférable d'opérer par détente sur de ^'air qui fût d'abord à une pression H -h h' et enfin H -+- 1i" : on aurait, dans ce cas,
^- II' — II" H -h A''
Mais l'instrument n'est pas disposé pour cette expérience et '^s résultats seraient toujours incertains, parce qu'il se proto une succession d'ondes foulantes et dilatantes qui se pro- Pî^genl dans le ballon et se réfléchissent sur ses parois. Cazin •^ signalé le premier cette cause d'erreur.
On peut l'atténuer en répétant plusieurs fois l'expérience à ^'e longs intervalles et en faisant la moyenne des résultats obtenus.
Observateurs. 0. y- '^■
Clément et Desormes. . o,348 1,348 480,1
Gay-Lussac et Welter. 0,876 i,375 452,6
Masson 0,419 i,4ï9 4»8,6
Cazin 0,41 i,4i 43^5,3
Rontgen I o,4o5 i,4o5 426,8
196 CHAP. IX. — HAGNÉTISIIE.
