CHAPITRE

Évaluation des températures au moyen de la dilatation d*un corps qod* conque. — Choix du thermomètre à air. — Comparaison des themKh mètres à gaz entre eux. — Comparaison des thermomètres à air«lî mercure. — Mesure des hautes températures. — Mesure des btSBCl températures. — Thermomètres différentiels. — Thermomètres à mnh mum et à minimum. — Thermomètres enregistreurs. — Thermomètni métalliques. — Pyromètres.

ÉVALUATION DES TXaiPÉRATURES AU HOTER DE LA DILATAM D'UH CORPS OUELGONOUE. — Jusqulci nous avons supposé qu'on employait pour mesurer les températures, soit un thermomètre à air, soit un thermomètre à mercure comparé au ihermomèire à air, mais nous n'avons donné aucune raison pour justifier notre choix. Nous avons maintenant tous les éléments nécessaires pour traiter ces questions et pour discuter les conditions auxquelles il faut s'assujettir dans la mesure des températures: c'est ce que nous allons faire, après avoir résumé d'abord les principales conséquences des éludes précédentes.

1° Tous les corps se dilatent. Nous sommes convenus de mesurer le degré déchauiTemenl ou la température par la dilatation.

1^ Nous avons pris comme points de repère convenlionneb deux températures fixes : Tune celle de la glace fondante, <1[*® nous avons désignée par zéro; l'autre de l'eau bouillante, q"^ nous avons appelée loo".

3« La dilatation d'un thermomètre quelconque étant à*-

entre zéro et loo", et son coefficient moyen étant -— — A", ^

*^ lOO

convient de dire que la température t est

quand la dilatation est

Kf In y OKy • • * y lit.

En général on peut écrire

ce qui veut dire que la température est mesurée par la dilatation observée du thermomètre rapportée à une unité convenue, le coefficient moyen de dilatation entre zéro et 100°.

4* On peut construire un thermomètre avec une substance quelconque : il suffît de le disposer de manière à mesurer la dilatation et de le graduer comme on vient de le dire; la température qu'il marquera sera toujours égale au quotient de la dilatation par le coefficient moyen. Supposons qu'on ait adopté le thermomètre à air.

5* La dilatation des divers corps solides ou liquides à des températures marquées par le thermomètre à air s'exprime en général par une formule

Al — at 4- bt' 4- ct^ -T- . . . , dans laquelle on peut remplacer /par sa valeur -j- -, ce qui donne

Quand on a mesuré \ix dilatation A| d'un corps, on n'a donc fait rien autre chose que de la comparer à la dilatation A de IVir placé dans les mêmes conditions d'échauffement, et la formule précédente prouve que A et A| ne sont pas proportionnels. On a trouvé de plus que chaque substance satisfait à une formule et à une loi particulière de dilatation.

6* Si l'on construit un thermomètre avec un quelconque des

corps étudiés, la température tt qu'il donne est exprimée par

Ai

^ï et Ton aura

MO THERMOMÉTRIE. - DILATATIONS.

ce qui montre que, placés dans la même enceinte, tous les thermomètres formés de substances différentes donneront des températures inégales, excepté aux points fixes zéro ei loo. II faut savoir maintenant quel est celui qui mérite la préférence.

La question de choisir et de graduer les thermomètres est une de celles qui ont le plus occupé les physiciens depuis Drebbel et les académiciens de Florence. Il serait sans intérêt comme sans utilité de reproduire ici les discussions surannées auxquelles elle a donné lieu. Ce n'est qu'à partir de Dulong et Petit qu'elle fut rationnellement discutée, et c'est à partir de cette époque que nous en suivrons les progrès.

Dulong et Petit (*) se sont demandé si le long usage qu*oa en a fait justifie suffisamment l'emploi du thermomètre ordinaire, et s'il n'y a point quelque raison théorique pour préférer une autre substance au mercure. Voici comment ils ont raisonné.

Quelle que soit la cause de la chaleur, on conçoit qu*elle s'accumule dans les corps en des proportions plus ou moins considérables et qui peuvent être mesurées. Ainsi i*' de charbon brûlé dans l'oxygène développe une certaine quantité de chaleur qui peut s'accumuler dans un corps; ^ gramme en donne moitié moins et \ de gramme en produit le quart. En général, des quantités de chaleur peuvent être inégales et se comparer entre elles, comme toutes les grandeurs, par des procédés qui nous occuperont dans la suite et dont il suffit pour le moment de concevoir la possibilité. Cela posé, la quantité de chaleur absorbée par un ihermomclre qui s'échauffe est un phénomène corrélatif de la dilatation, mais il n'y a, a priori^ aucune raison de supposer qu'à des dilatations égales correspondent des quantités de chaleur absorbée égales elles-mêmes. C'est à l'expérience qu'il faut demander ce qui en est, et c'est ce qu'ont fait Dulong et Petit. Ils ont mesuré, d'une part, les dilatations de plusieurs corps, depuis zéro jusqu'à loo et depuis zéro jusqu'à 3oo°, et d'autre part les quantités de chaleur qu'absorbent des poids égaux de ces substances, en passant aussi de zéro à loo et de zéro à 3oo; ils ont trouvé que les dilatations

(*) jinnales de Chimie et de Physique, 2* série, t. IF, p. '}!\0 et suir.

n'étaient pas proportionnelles aux chaleurs absorbées. Nous rapportons leurs résultats dans le tableau suivant. Pour chaque substance, la première colonne donne la fraction A du volume à zéro dont le corps se dilate ; la seconde la chaleur Q absoi^

bée par kilogramme du corps, et la troisième le rapport ~ qui

devrait être constant si la proportionnalité avait lieu.

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