AS =— -A
En vertu de Téquation de Glapeyron, cette relation devient
c E rfO
Av.
La quantité / = - -~ peut être positive ou négative. Le facteur - est toujours positif ; quant à -^, son signe est variable
comme celui de l. Si le corps se dilate par la chaleur, on a / > o ; si le corps se contracte par Taction de la chaleur,
comme Teau au-dessous de 4®, on a / < o. Ceci posé, si / est > o (corps se dilatant sous Taction de la chaleur) à une compression (Al? < o) correspond un échauffement (AO > o) ; si / est < o (corps se contractant par la chaleur) à une compression (Ar < o) correspond un refroidissement (AO < o). Cette conséquence est facile à vérifier qualitativement par Texpérience.
ZA)i générale. — Le résultat auquel nous venons d'arriver peut d'ailleurs être présenté sous forme d'une loi simple, très générale, analogue à la loi de Lenz pour les courants induits. Voici celte loi r
Lorsquon agit mécaniquement sur un corps placé dans utie enceinte imperméable à la chaleur, le phénomène thermique qui en résulte est d'un sens tel que le changement de température correspondant tend à s^ opposer à la continuation dt faction mécanique.
Par exemple, si l'on comprime un corps et que sa température s'élève, l'élévation de température tend à produire un accroissement de volume, effet contraire à celui de l'actioo mécanique.
Vi'rificationa quantitatives. — La vérificatioii expérimentale (ip lit formule de Clapeyron au point de vue quantitatif est pUi^ délicate. La mesure directe du coefficient de dilalalion à
volumeconstant, ^. n'est possible que dans le cas des gaz.
De pluB la mesure de Av est toujours incertaine ; si, par exemple, on opère sur un liquide, la variation de volume du liquide dépend esBentiellemenl de la variation de volume de l'enveloppe. Il est plus facile de mesurer les variations de [iiTFtion ; aussi modifierons-nous la formule (4) pour intro~ <Iii ire la pression comme variable.
La chaleur&foumirpourunetransformation élémentaire est
rfQ = Crf6 -I- Mp
l'ii prenant et ;u comme variables indépendantes. Si la compnssion est efTectuée dans une enceinte imperméable à la chaleur, on arfO =o
OH C(/6 -|- hdp =: o ;
nu iiiii-ux, pour se trouver dans les conditions des expériences
Ci8 -(- Aip = o d'.ni A8 = — ^ip.
D'nilkurB rfQ = crf6 4- Idv = Crf6 -|- hdp
, dv ... dv j
et rfr = -rfe + ^rfp.
Donc ^c4-/^)rfeH-i^rfp = Crfe-t-Mp
d'où, en identifiant : hz=i l—-,
dp
On en déduit A6 = — — — Ap
ou, en remplaçant / par sa valeur tirée de l'équation de Glapeyron
. . { ^ dpdv
dv ou Bnalement (5) ^^ ~ rc «^ ^^ '^^^
Les quantités qui entrent dans le second membre de cette formule peuvent être déterminées directement parTexpérience.
Application A l'étude de la compression des liquides ; expériences de Regnault. — Regnault a le premier tenté la mesure du dégagement de chaleur qui accompagne la compression des liquides. Il employait pour évaluer AO une petite pile thermoélectrique, composée de couples fer-cuivre, dont un des pôles plongeait dans le liquide à comprimer et dont l'autre était maintenu dans un vase plein d'eau à une température déterminée; il avait constaté qu*une compression
(1) On est conduit à U formule (X) en te serrant de U relation
dp dv dv
d6 * dp ~~ "" d6 ■
Pôar établir cette relation, il faut se rappeler que des trois Tariablee
^ '^"^•\^!vmr
subite de din almosphères n'était accompagnée d'aucun dégagement de chaleur sensible. Ce résultat ne peut infirmer la théorie, car bî od calcule la valeur A9 correspondant à l'expérience, on trouve qu'elle eal inférieure à la limite de sensibilité du galvanomètre.
Expdriences de M. Joule. — H. Joule (I) a résolu la question en se servant d'un appitreil qui lui permettait d'employerdespressionabeaucoupplusconsidérables, et d'amplifier les déviations dugalvanomètreparune méthode de multiplication. Le liquide soumis à l'expérience était renfermé dans un
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11) Joule. — l>hl), Trau». t. CSLIX, p. 13j, 1859.
li^oc Phy*. da l.oiidrea), 1. 1 ; p. 474.
APPLICATIONS DES PRII^CIPES DE LA THERMODYNAMIQUE i07
▼Me de Cliivre de 30 centimètres de haut sur 10 centimètres de large; ce piézomètre 'communiquait & sa partie supérieure «▼ec on cylindre de 35 millimètres de diamètre intérieur, fermé par un piston qu'on chargeait de poids à volonté. Les ▼ariations de température étaient données par une soudure thennoélectrique fer-cuivre, plac<^e au centre du vase. Le galvanomètre était à aiguille astatique ; on augmentait encoYe «a sensibilité en disposant à quelque distance de Taiguille un aimant agissant en sens contraire de Tact ion terrestre ; on rendait d^ailleurs celte sensibilité aussi grande que l'on voulait en modiGant la résistance du circuit du galvanomètre. L*influence perturbatrice des courants d air était évitée par one disposition qui permettait de faire le vide dans la cloche do galvanomètre. Enfin M. Joule opr-rait de façon à amplifier les déviations de Taiguille ; chaque fois que dans ses oscillations raîguille repassait au zéro, on produisait une nouvelle compression de façon à augmenter Teffet thermique.
Avant du donner les résultats des expériences de M. Joule, nous parlerons de quelques corrections dont le célèbre physicien anglais a cru devoir s'occuper. La déviation du galvanomèlre pouvait être due, non seulement à TéchaufTemenL du liqoide comprimé, mais aussi à une variation des propriétés thermoélectriques de la soudure sous rinfluence de la pression. M. Joule s'est assuré qu'il n'en était rien (1).
De plosy la compression du liquide produisait une dilatation de l'enveloppe de cuivre, laquelle est accompagnée d'un phénomène thermique. M. Joule montra que ce phénomène accessoire ne pouvait fausser les résultats qu'il obtenait. Pour
(i] Voir Verde*. Théorie mécanique de ta chaleur^ t. I, p. 210.
108 THERHODYNAHtQUtl
cela, il chaufTa brusquement l'enveloppe et chercha le temps nécessaire pour que la perturbation thermique qui en résuliHÎt arKvàt au centre où était placée la soudure. Il fallait pour cela un temps très considérable, beaucoup plus long que celui qui était nécessaire aux niesures.
Rétultala. — H. Joule aopérë successivement sur l'eau et sur l'huile de baleine.
Pour l'eau, la pression Aji avait une valeur égale à 26 kil. 19 |)»r centimètre carré. Le tableau suivant donne, pour chacune des valeurs de 0, les valeurs de M observées et calculées d\tprÈs la formule (5).
•1 l.ilTUL nu LIQUIDI
49 OBSEJIV*
