SECONDE PARTIE

FLUIDES IMPOrsDERABLES.

254. On appelle fluides incoercibles ou impondérables les principes qui produisent les phénomènes de la chaleur, de la lumière , de l'électricité et du magnétisme. Ces quatre principes diffèrent des corps en ce qu'ils sont impondérables , et qu'on ne peut les renfermer dans un espace limité. La continuité, l*universalité et l'importance de leurs actions sur tous les corps, leur a fait donner le nom d'agents naturels.

fitere Cluûtricme.

tALORIOUE.

CHAPITRi: PRC:]fOER.

NOTIONS PRÉLDIINAIRES.

2o3. PROPRIÉTÉS DU CALORIQUE. On appelle calorique le principe qui produit en nous la sensation de la chaleur. C'est un fluide éminemment subtil, invisible, élastique, impondérable, se mouvant sous forme de rayons, existant dans tous les corps,

tendant à se mettre en équilibre dans tous les corps environnants, les dilatant , capable de les faire passer de Télat solide à Pélat liquide et de celui-ci à l'étal gazeux , et de se combiner avec eux en différentes proportions pour les élever d'un même nombre de degrés du thermomètre.

256. NATURE DU CALORIQUE. Les Physiciens ont imaginé deux théories différentes pour expliquer la nature du calorique. La première de ces théories consiste à considérer le calorique comme n'existant que dans les corps; alors, quand un corps produit un dégagement de chaleur (a), ce phénomène doit être considéré comme étant dû à ce qu'une partie plus ou moins considérable du calorique contenu dans ce corps s'en échappe et va se porter au-dehors par translation.

La seconde théorie consiste à considérer, non-seulement les corps, mais encore l'espace entier, comme remplis d'un fluide éminemment subtil, impondérable, que Ton nomme élher; d'après cette théorie, la chaleur dégagée d'un corps serait due à ce que Téther-calorique contenu dans ce corps serait mis en mouvement par une cause quelconque, entrerait en vibration, et communiquerait par ondulations ce mouvement vibratoire à l'éther environnant , absolument de même que nous avons vu les ondes sonores se propager à travers les corps.

Ces deux théories différent l'une de l'autre en ce que , dans la première, on suppose que le calorique n'existe que dans les corps et qu'il s'en échappe par translation ; dans la seconde on suppose que le calorique des corps n'en sort pas, qu'il entre seulement en vibration, mouvement qui se propage ensuite par ondulations à travers le calorique-éther qui remplit l'espace entier. Les propriétés du calorique et les phénomènes qu'il produit s'expliquent également par l'une et par l'autre de ces théories.

257. IMPONDÉRABILITÉ. La plupart des corps, en se combinant, donnent lieu à un changement de température; tantôt à un échauffement, qui est dû à un dégagement de calorique; tantôt à un refroidissement , ce qui provient de ce que les corps absorbent

(a) Par dégagement de chaleur il faut entendre ici un mouvement quelconque de l'ëlher connu sous le nom de calorique.

du calorique. Soit que les corps, en se combinant ainsi , dégagent du calorique, soit qu'ils en absorbent, ils conservent absolument le même poids, ce qui prouve bien évidemment que le calorique est impondérable; car, s'il était pesant, le poids des corps qui l'absorbent s'en augmenterait, et celui des corps qui le dégagent en diminuerait.

Il est facile de s'assurer de la vérité de ce que nous venons de dire par l'expérience suivante : on verse de l'eau dans un flacon boucbé à l'émeril, puis au moyen d'un tube qui plonge jusqu^au fond de l'eau, on fait arriver au-dessous de celle-ci de l'acide sulfurique : ce corps étant beaucoup plus pesant que l'eau, restera au fond du flacon , si l'on a soin de ne pas agiter celui-ci. On relire le tube, ou bouche le flacon, et on le pèse sur une balance; puis on agite doucement le flacon bouché, ce qui occasionne la combinaison des deux liquides, et produit un dégagement de calorique considérable. Pesant le flacon après que ce dégagement a eu lieu, on trouve qu'il pèse encore autant qu'auparavant : donc tout le calorique qui s'est dégagé était entièrement privé de poids.

258. IIVCOERCIBILITÉ. Tout le monde sait qu'on ne peut renfermer le calorique dans des vases, qu'on ne peut lui faire occuper aucun espace limité. Il traverse tous les corps : il est donc d'une subtilité extrême.

239. THERMOMÈTRE. Pour pouvoir entreprendre l'étude des phénomènes de la chaleur, il est nécessaire de connaître d'abord l'instrument que l'on nomme thermomètre. Il a pour but de déterminer les quantités relatives du calorique qui se dégagent des corps en un temps donné et que l'on nomme températures. Pour déterminer la température d'un corps , on expose à l'action de celui-ci un thermomètre qui indique alors l'effet qu'il eu reçoit. Cet instrument est fondé sur la propriété qu'a le mercure d'être dilaté par le calorique, c'est-à-dire d'augmenter de volume à mesure qu^n l'échauffé. La construction du thermomètre se fait de la manière suivante.

260. On prend un tube capillaire d'un diamètre parfaitement égal, qualité dont on s'assure en faisant passer d'une de ses extrémités à l'autre un petit index de mercure : si cet index

conserve la même longueur dans tous les points du tube, il est évident que celui-ci aura partout le même diamètre. Ayant choisi ainsi un tube parfaitement cylindrique (f. 256) , on souffle à l'une de ses exirémilés une pelile ampoule a, ou l'on y soude un petit réservoir b. Comme il est impossible de verser du mercure par le tube capillaire, il faut avoir recours à des moyens particuliers pour en remplir l'instrument. On parvient a ce résultat en cbaulTant le réservoir, ce qui fait sortir la plus grande partie de l'air qui s'y trouve : en renversant le tube, et le faisant plonger (f. 237) dans du mercure pur et chaud, celui-ci pénètre dans le tube par suite de la pression atmosphérique et remplit en partie le réservoir; eu faisant ensuite bouillir ce mercure, les vapeurs qui se forment chassent tout l'air qui se trouve encore dans l'instrument, en sorte que celui-ci se remplit complètement de mercure dès le second retournement.

On peut aussi remplir de mercure le tube dont on veut faire un thermomètre parle procédé suivant ; à l'extrémité supérieure du tube [i. 258) ou soude un second réservoir r , dans lequel on verse du mercure: celui-ci ne pouvant passer dans le tube capillaire ne peut pas pénétrer dans le réservoir inférieur; mais si l'on échauffe eelui-ci, l'air qui s'y trouve est chassé, et le mercure y pénètre petit à petit. On place alors l'instrument sur un gril incliné, et l'on entoure de charbons ardents sa partie inférieure: les vapeurs du mercure qui s'y forment chassent tout l'air et toute l'humidité qui s'y trouvent encore. Quand le mercure a suffisamment bouilli, on le laisse refroidir, et à mesure que le refroidissement a lieu , les vapeurs mercurielles se condensent, le mercure passe du réservoir r dans le réservoir a, et finit par le remplir complètement.

261. Quand on a entièrement rempli l'instrument de mercure, on en chasse une partie en le chauffant , et tandis que ce liquide, dilaté par la chaleur, s'élève jusqu'au haut du tube, on bouche celui-ci en en fondant Textrémité au moyen d'un dard de flamme ardente (f. 259).

Il ne s'agit plus actuellement que de graduer le thermomètre, c'est-à-dire, d'y tracer une échelle, dont les divisions puissent servir de termes de comparaison constants. On a pris pour points fondamentaux de l'échelle thermomélrique les températures cous-

tanles de la glace fondante et de la vapeur d'eau bouillante à 0'",76 de pression (a).

262. Pour graduer le thermomètre, on le place dans une sorte de canal incliné qu'on remplit de glace fondante, mise en petits fragments. L'eau qui se forme s'écoule sans cesse , et l'instrument se trouve ainsi constamment entouré de fragments de glace humide et fondante , dont la température ne peut varier. Après un temps suffisant , on marque 0° au point du tube où s'arrête le niveau du mercure; puis on plonge l'instrument dans le cylindre mn qui se trouve au-dessus d'un vase de cuivre ab (f. 240), dans lequel on fait bouillir de l'eau dont la vapeur s'échappe par les ouvertures o et u ; le mercure du thermomètre se trouve ainsi enveloppé de toute part de vapeur d'eau bouillante, il en prend la température , et augmentant de volume , il s'élève dans le tube ; au point où il s'arrête dans celui-ci, on marque 100*^. Le tube étant bien cylindrique, on divise en 100 parties égaies l'espace compris entre les points 0° et 100°, et on prolonge ces divisions au-delà de ces points. Ce thermomètre porte le nom de centigrade. Afin de distinguer les degrés qui se trouvent au-dessous de 0° de ceux qui se trouvent au-dessus , on fait précéder les premiers du signe — et les seconds du signe H-.

263. Si le tube n'a pas partout le même diamètre, on ne peut pas le diviser en parties égales ; car ces parties de même longueur n'auraient pas la même capacité , et par conséquent les degrés ne seraient pas égaux. Pour graduer un thermomètre dont le tube n'est pas bien calibré, on l'expose comparativement avec un thermomètre déjà gradué , à diverses températures indiquées par celui-ci, et on les inscrit sur celui qu'on construit. Si l'on ne possède pas un étalon , par la comparaison duquel on puisse graduer le thermomètre dont le tube n'est pas cylindrique, il faut, pour diviser celui-ci en parties de même capacité, avoir recours au moyen suivant, employé par M. Gay-Lussac.

(a) î^ous apprendrons plus loin , en parlant de l'elDullition des liquides , que la température à laquelle ceux-ci bouillent, varie avec les pressions qu'ils supportent et qu'elle n'est pas la même dans toute leur profondeur ; c'est pourquoi l'on prend pour terme fixe la -tempe'rature de la vapeur sous une pression détermioe'c et constante : cette température est invariable.

Dans le tabe ab (f. 341) on fait pénétrer un index de mercure dont la longueur soit plus de la moitié de celle de ce tube : on place l'index de manière qu'il touche l'extrémité a, et on marque d'un trait le point n où se trouve l'autre extrémité de l'index: puis, en inclinant le tube, on fait glisser cet index de manière qu'il touche l'exlrémité b , et on marque encore d'un trait le point m où se trouve son autre extrémité : ce point dépassera nécessairement celui n. 11 est évident que les deux parties du tube mb et na ont le même volume , et que le milieu du tube , en capacité, se trouvera entre les deux points m et n , à égale distance de l'un et de l'autre : le peu de longueur de la petite colonne mn permet de supposer qu'elle a partout le même diamètre. Le point o, milieu de mn, partage donc le tube ab en deux parties égales en volume. On partagera ensuite par le même procédé chacune de ces moitiés en deux nouvelles , et ainsi de suite , jusqu'à ce qu'on ait atteint le degré de division voulu.