CHAPITRE IL

Formule de Newton. — Recherches do Dulong et Petit : i" expériences préliminaires; a** expériences dans le vide; 3"* expériences dans les gaz. — Loi de Newton comme approximation. — Expériences de MM. de la Provostaye et Desains.

Anciennes expériences sur la conductibilité des gaz. — Mesure de leur conductibilité. — Théorie mécanique de la conductibilité des gaz.

Pour étudier la conductibilité des solides et des liquides, nous nous sommes placés dans quelques cas très-simples, tels que ceux du mur et de la barre, et il nous a suffi, pour mesurer les coefficients de conductibilité, de posséder quelques notions très-élémentaires sur la manière dont la chaleur pénètre dans les corps et dont elle les abandonne. La question de la conductibilité des gaz est beaucoup plus compliquée; car, s'il est difficile, dans le cas des liquides, de se mettre à Tabri des courants, a fortiori les gaz, plus dilatables et plus mobiles, sont-ils sujets à éprouver, sous Tinfluence de la chaleur, des mouvements variables et continus qui mêlent toutes leurs parties, et tendent à établir dans toute leur masse une température uniforme. Aussi les physiciens ont-ils longtemps désespéré de pouvoir mesurer la conductibilité des gaz.

Après bien des essais infructueux, que nous résumerons un peu plus tard, on a trouvé la solution du problème dans Tétude d'une question en apparence encore plus compliquée, celle de la vitesse du refroidissement d'un corps dans une enceinte vide d'abord et remplie ensuite, sous une pression très-faible, du gaz que Ton veut étudier.

Nous allons exposer avec quelques développements les expériences auxquelles a donné lieu Télude du refroidissemenl. Bien que plusieurs d'entre elles aient aujourd'hui perdu de leur intérêt, au point de vue des résultats, elles ne fournissent pas moins, par leur ensemble, un exemple des plus ^ema^ quables de la manière dont doivent être dirigées les recherches expérimentales, pour débrouiller les éléments qui inteniennent dans un phénomène complexe, dont la théorie est inconnue.

rORKULE DE HEWTOH ( * )• — Considérons un corps dont tous les points sont à la même température , et supposons-le enfermé dans une enceinte dont la température est plus basse. Sa surface libre est le siège d'un mouvement calorifique, et Ton peut admettre que, si l'excès de sa température sur ceBc de Tenceinte est suffisamment petit, la quantité de chaleur qui passe par unité de temps à travers l'unité de surface est pioportionnelle à cet excès. Soit S la surface totale, le corps perdra pendant le temps dx une quantité de chaleur dq

dq=: EStdx.

£ est un coefficient caractéristique de la nature du corps soumis au refroidissement et de l'état de sa surface, ainsi que de h nature, de la densité, de Tétat de repos ou de mouvement, etc., du milieu ambiant. Soient P le poids du corps, C sa chaleur spécifique; la perte de chaleur dq produira un abaissement de température — dt, tel que

dq -^ - PCrfA On a donc

(') dJc = -VC^'

Le quotient ~ -y s'appelle la vitesse de rej raidissement;

on voit que cette quantité est proportionnelle à l'excès de température. La formule (i) exprime ce que l'on appelle la loi de Newton.

(*) Nr.wTON, Trnnsnrtions philosophiques f 1701, li* 270; Principes, livre 111, prop. 8 ; coroll. \\ Opmruit:<, t. II, p. /|a3, opiisciile ai.

En iniégranl Téquation (i) et exprimant que, pour a: = o, Texcès est égal à to, on obtient la loi suivant laquelle doivent varier les températures du corps qui se refroidit

(a) e=:toe