THERMOMÈTRE DIFFÉRENTIEL

Jusqu’à présent nous nous sommes servis d’un thermoscope, parce que notre seule intention était de démontrer ce fait que les diverses surfaces d’un corps également échauffé, ne renvoient pas la même quantité de chaleur. Nous ne voulions point mesurer ces variations de chaleur. M. Leslie a voulu les mesurer, et pour cela il s’est servi d’un thermomètre particulier, auquel il avait donné le nom de thermomètre différentiel. Ce thermomètre a pour lui d’avoir une très grande sensibilité, c’est-à-dire de pouvoir prendre en peu de temps la température finale qu’il doit avoir, tandis qu’il faut plus de temps au thermomètre à mercure ; au lieu de quelques secondes, il faudra par exemple, quelques minutes. Or, remarquez qu’avec l’appareil tel que l’avait conçu M. Leslie, il lui fallait un thermomètre très sensible, parce que la température du corps chaud allait continuellement en diminuant. Mais si vous employez l’appareil, avec cette différence que vous ferez arriver de la vapeur par un tube communiquant avec une petite chaudière séparée du thermomètre par un écran, pour qu’elle ne puisse influencer sa température, vous aurez une température constante , et par conséquent, le thermomètre à mercure finira lui-même par prendre exactement la température qui est due à la chaleur renvoyée par la surface du corps échauffé qui lui est présentée. Or, le thermomètre à çnercure a ce grand avantage, qu’il ne se dérange pas, tandis que le thermomètre différentiel, qui est un thermomètre à air, se dérange très facilement. Mais comme ce dernier instrument se trouve mentionné dans les ouvrages de physique, et que d’ailleurs, c’est avec lui que M. Leslie a fait

ses expériences, il est nécessaire de dire en quoi il consiste.

Ce sont deux petites boules mises en communication par un tube recourbé, fig. 6; l’instrument contient une petite quantité d’un liquide coloré ; on se sert pour cela d’acide sulfurique concentré, coloré par l’indigo ou le carmin. Voici comment on construit ce petit appareil : on commence par préparer deux tubes à l’extrémité desquels on souffle une boule; on échauffe la boule de l’un des tubes; ce qui force une portion de l’air à s’échapper. On plonge l’extrémité du tube dans le liquide coloré; la boule, en se refroidissant, se trouve avoir moins d’air qu’elle n’en avait d’abord, et, par conséquent, pour compenser cette perte, il faut qu’il entre dans le tube une certaine quantité de liquide coloré. Lorsqu’il en est entré une quantité convenable , on soude à la lampe d’émailleur les deux tubes , et on les recourbe de manière à leur donner la forme de la fig. 6. Cela fait, et l’équilibre de température étant établi, il est évident que le thermomètre, placé dans un espace qui sera successivement porté à des températures différentes, n’indiquera rien, parce que les deux boules étant placées dans le même espace, s’échauffant également, l’air qu’elles renferment reçoit les mêmes accroissemens de force élastique, et, par conséquent, il n’y a pas de raison pour que la colonne liquide aille d’un côté plutôt que de l’autre.

Maintenant supposons que l’une des deux boules reste à la même température et que l’autre s’échauffe, alors la force élastique de l’air contenu dans la boule échauffée, venant à augmenter, déprime la colonne d’une certaine quantité, et force cette colonne à monter vers la boule qui n’a pas changé de température. Vous concevez très bien qu’en portant l’une des boules à des températures variées sans faire changer l’autre, il sera facilede graduer l’instrument. Nous avons io degrés, je suppose; j’enveloppe avec de la neige fondante l’une des petites boules; ce qui fait monter le liquide d’une certaine quantité vers la boule qui est ainsi refroidie. V l’endroit où s’arrête le liquide je marque zéro , et il ne restera plus, si le tube est calibré, qu’à diviser l’espace compris entre le zéro et le point où s’arrêtait la colonne, lorsquedes deuxboules étaient à la température de io degrés, pour avoir un thermomètre différentiel dont les divisions seront en rapport avec celles du t he rm o métré o rdi n a i re .

Cet instrument se dérange facilement et donne peu d’exactitude ; il indique difficilement un demi-degré. Il n’a d’autre avantage que de prendre promptement la température ; cela

est très utile, sans doute, lorsqu’on a des effets passagers à mesurer. Mais si au lieu d’avoir un vase qui se refroidit continuellement, nousavonsunvase d’une température constante, nous n’aurons plus un effet passager; et le thermomètre à mercure , en le laissant le temps conv enable , prendra exactement la véritable température. D’ailleurs, lorsqu’on fait les expériences, on sait d’avance de combien de degrés à peu près doit être l’effet que l’on cherche à mesurer. Je sais, par exemple, qu’une telle surface échauffée doit faire monter le thermomètre jusqu’à i5 degrés environ. Pour ne point perdre de temps, j’échauffe avec la main ou d’une manière quelconque, le thermomètre, jusqu’à i5 degrés. Si je l’ai trop échauffé, il redescendra; si je ne l’ai pas assez échauffé, il montera. De cette manière , il faudra beaucoup moins de temps pour parvenir au résultat final, et j’aurai l’avantage d’obtenir des résultats parfaitement exacts ; parce que le thermomètre à mercure est extrêmement fidèle.

TABLES DES CAPACITÉS DES DIVERSES SURFACES POUR RECEVOIR OU ÉMETTRE LE CALORIQUE.

Revenons aux résultats que l’on obtient avec ce genre d’appareil. En comparant tous les effets produits par chaque surface , on remarque que c’est la surface noire qui produit le plus grand résultat, et que c’est la surface métallique qui produit le moindre. Comme il s’agit de comparaison, il est nécessaire de prendre pour terme de départ ou le corps qui produirait l’effet le plus petit , ou le corps qui produirait l’effet le plus grand. On a pris le corps qui produit l’effet le plus grand, qui est le noir de fumée. Cet effet, on l’a représenté par 100. Ainsi, supposant que toutes les expériences aient été faites dans les mêmes circonstances , nous aurions formé la table suivante :

Noir de fumée 100

Eau 100

Papier blanc. « . . 98

Verre 90

Surface rouge obtenue avec le minium (oxide de plomb). 90 Plombagine

Plomb terni (qui a été exposé pendant quelque temps à l’air). .

Plomb parfaitement net . . 19

Fer poli i5

Etain poli i5

Or, cuivre, argent 10

Pour obtenir une surface en eau , il suffit de prendre une surface métallique sur laquelle on dirige l’haleine.

Il s’agit maintenant de savoir si les surfaces des corps, exposées aux émanations du calorique, le recevront de la même manière. Pour arriver à la solution de cette seconde question, nous supposerons une source constante de calorique; et en présentant aux rayons de ce calorique des surfaces de nature variable , nous examinerons comment les choses se passeront. Nous prendrons, par exemple, une surface noire, celle qui produit le plus grand effet, et nous imaginerons qu’on présente à cette surface une boule de thermomètre, qui sera tantôt nue, tantôt noircie, dorée, argentée, tantôt recouverte de papier, de mousseline , etc.; nous aurons ainsi la même boule de thermomètre, dont la surface sera constamment variable. Si maintenant nous présentons ce thermomètre au corps échauffé, ou directement ou par l’intermédiaire d’un miroir, nous trouverons que le thermomètre s’arrêtera à des hauteurs très différentes, en raison de la surface qui lui sera présentée. Quand ce sera la boule noircie , le thermomètre marquera le maximum ; quand ce sera la boule recouverte d’une feuille métallique, le thermomètre marquera le minimum. Enfin, si nous faisons une série d’expériences en donnant à la boule du thermomètre des surfaces qui seront comme celles-ci : noir de fumée, eau, papier blanc, etc., nous aurons une échelle dont le résultat sera exactement le même que celui de l’échelle précédente ; c’est-à-dire que si nous rangeons les surfaces d’après la propriété qu’elles ont de recevoir le calorique, nous trouverons que c’est la surface noire qui reçoit le plus, ensuite la surface de papier, la surface de verre, et ainsi de suite ; nous aurons, en un mot, une série tout-à-fait semblable à la première.

Ainsi, nous reconnaîtrons que les corps qui émettent le plus de calorique sont aussi ceux qui en reçoivent le plus; de sorte que ces deux propriétés sont parfaitement corrélatives. Mais nous n’établissons pas par-là que ces deux propriétés sont parfaitement identiques en intensité. De ce que les deux séries marcheront dans le même ordre, nous 11e pouvons conclure l’égalité entre les deux propriétés. Je veux dire seu-

lement que lorsque nous aurons rangé les corps dans la première série, les corps seront rangés dans la seconde série suivant le même ordre. Maintenant les deux propriétés se correspondent-elles de manière que la propriété d’émettre soit parfaitement égale à celle de recevoir? c’est ce qu’il nous reste à examiner.

IMPRIMERIE DE E. DÜVERCER,

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