EXPÉRIENCES DE.LESLIE

509. Pouvoir é mi»ir -*■ Les différentes substances, placées dans des circonstances identiques et portées à la même température, ne rayonnent pas des quantités égales de chaleur. Il est aisé de s’en convaincre : un vase d’argent poli rempli d'eau bouillante ne paraît guère chaud à la main placée à quelques centimètres; tandis que dans les circonstances indiquées, le même vase, quand il est recouvert de noir de fumée, envoie une quantité de chaleur très-facile à percevoir.

On compare les quantités de chaleur rayonnées par différentes substances à celle que rayonne une substance déterminée, qui se trouve portée à la même température et qui est placéedanS les mêmes conditions : l’on appelle />ouuoir* étnissifs les rapports ainsi obtenus.

Leslie avait choisi, pour unité, le pouvoir émissif du noir de fumée, et ce ternte de comparaison a été conservé par les physiciens..

610. Expériences de Leslie. — Pour déterminer le pouvoir émissif. Leslie présente au miroir MN {fh- 215), nne face du cube recouverte de

noir de fumée. La boule A du thermomètre différentiel s'échauffe ; l’index se met en mouvement, mais il ne tarde pas à s’arrêter, à 10° par exemple; on note cette température stationnaire.

On présente une autre face dp cube recouverte de la substance que l’on veut étudier, de gomme laque par exemple; on voit que l’index s’arrête à

KXPEKIENCES DE LESLIE.

uii autre point : nous supposerons 7». Leslie regardait les déplacements de l'index comme proportionnels aux quantités de chaleur envoyées; par conséquent le rapport de 7 à 10 exprimait le pouvoir émissif cherché.

511. Un raisonnement très-simple prouve qu’il en est ainsi dans les circonstances où Leslie se plaçait : il résulte, en effet, comme une conséquence de la loi de Newton (508), que les excès de température 7 et 10 sont proortionnelsaux quantités de chaleur absorbées par la boule A dans les deux expériences. D’autre part, il est bien clair que les quantités de chaleur absorbées sont proportionnelles aux quantités de chaleur émises par la face du cube ; car si cette face du cnbe émet une quantité de chaleur double, le miroir en réfléchira deux fois plus et la boule en absorbera aussi une quantité deux fois plus grande (*). Donc les déplacements de l’index 7 et 10 sont proportionnels aux pouvoirs émissifs; le pouvoir émissif de la substance est 0,7.

512. influence de t’^pitnear. — Les diverses couches de substances, dont on enduit la face du cube placée vis-à-vis le miroir, peuvent avoir des épaisseurs très-différentes, et on peut se demander jusqu’à quel point les résultats obtenus dépendent de ces épaisseurs. Pour résoudre cette ques- ‘ lion capitale, Leslie employaitun vernis à la gomme laque très-clair, tel que mille couches de ce vernis formaient i millimètre d'épaisseur. Une première couche fut appliquée sur une fuce du cube et séchée : après dessiccation, Leslie détermina le pouvoir émissif de cette face. 11 appliqua successivement de nouvelles couches et vit que le pouvoir émissif changeait, tant que l’épaisseur de la substance n’était pas 0n,“,.04-4. Après cela, le pouvoir émissif devenait constant, quel que fût le nombre des couches ajoutées de nouveau. On voit donc que l'épaisseur de la couche, qui influe sur la videur du pouvoir émissif, n’est pas très-considérable ; il est néanmoins important de constater que l’émission de la chaleur ne dépend pas seulement des molécules superficielles, mais encore de celles qui sont situées à une certaine profondeur dans la masse do la substance.

513. RéstiitatB. — Leslie détermina par sa méthode les pouvoirs émissifs d’un grand nombre de substances. Nous nous contenterons ici de citer les deux résultats les plus importants. Il trouva que le noir de fumée possède un pouvoir émissif supérieur à celui de toute autre substance, et que les métaux polis, au contraire, ont un pouvoir émissif très-faible.

51 -i. Pouvoirs réfléchissants. — Leslie appelait pouvoir réfléchissant

(*) La fin de ce raisonnement est exacte parce que Leslie employait toujours le culte porté à 100» comme source de chaleur; mais si l’on opérait avec des sources de chaleur de diverses espèces, on ro pourrait pas dire que la quanUté de chaleur réfléchie serait double, quand la chaleur émise varierait elle-même dans le même rapport, ni que laquait- .tité de la chaleur absorbée deviendrait deux fois plus grande pour une quantité double de chaleur reçue.

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d'un corps le rapjiorl entre lu quantité de chaleur réfléchie parce corps et lu quantité de. chaleur réfléchie par une autre substance -prise comme terme de comparaison. Avec son appareil on peut comparer les pouvoirs réfléchissants. Peur cela ou tourne toujours la même face du cube, celle qui est recouverte de noir de fumée, vers le miroir concave : cette face est placée pu P (fig- 2 H)). Ou reçoit les rayons réfléchis, avant leur rencontre en P. sur un petit miroir plan MN formé de lu matière à étudier, qui par

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une réflexion nouvelle les fait converger en un nouveau point I*", oit l’on met la boule A du thermomètre différentiel. Les déplacements de l’index sont proportionnels aux pouvoirs réfléchissants. On le prouverait en répétant le raisonnement déjà donné (511).

515. Résultats. — Leslie a trouvé que le pouvoir réfléchissant d’une substance était inverse du pouvoir émissif qu’elle possédait. Ainsi le noir de fumée a un pouvoir réfléchissant nul; les métaux polis, an contraire, réfléchissent abondamment la chuleur.

510. Pouvoirs absorbants. — L’appareil de Leslie ne peut pas servir à la détermination des pouvoirs absorbants ; car si l’on recouvre la boule A du thermomètre différentiel des substances à étudier et qu'on lui fass- parvenir toujours lu même quantité de chaleur, celte boule ne subit pas des élévations de température proportionnelles aux quantités de chaleur absorbées, c’est-à-dire aux pouvoirs absorbants. Cela tient aux modifications mêmes que le thermomètre a subies. Ces modifications altèrent le pouvoir émissjf de l’instrument d’une expérience à l’autre, et la vitesse de refroidissement, qui dépend du pouvoir émissif, n’est pas proportionnelle à l’élévation de température du thermomètre. Ainsi donc le raisonnement du g 51 1 ne s’applique plus, car il n’est plus possible de dire que les quantités de chaleur perdues soient proportionnelles aux excès de température.

317. 11 faut donc une méthode nouvelle : on avait espéré la trouver. Il semblait évident que lachaleur, arrivant sur un corps, devait se diviser en deux parties, l’une qui est réfléchie, et l'autre qui est absorbée. S’il en était ainsi, l'on |iourrait obtenir la valeur des pouvoirs absorbants par la connais-

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sance des pouvoirs réfléchissants. 1 1 suffirait de dire que lu portion dn faiseeau calorifique. qui tombe 8HM111 corps sans être absorbée, se trouve ré- 1 fléchie et que par suite le, pouvoir absorbant est complémentaire du pouvoir réfléchissant, (je raisonnement n’est pas exact, parce qu’il est incomplet, l'n grand nombre de substances ont la propriété de renvoyer eu tous sens une partie de la chaleur qui leur arrive, ou. comme on dit, de la dilliiser. La chaleur reçue se divise donc en réalité eu Trois parties : la chaleur réfléchie, la chaleur diffusée et la chaleur absorbée. Toutefois il est des corps, qui ne diffusent pas la chaleur, et ponrceux-là la méthode est applicable, mais il' n’y a guère que le noir de fumée et les métaux très-polis qui soient dans ce cas.

51 K. Égalité des pouvoir* émisait* et absorbants. — Toutefois une première solution générale de la question a été donnée par une expérience de Ritehie, qui a démontré (pie les pouvoirs émissifs et les pouvoirs absorbants sont égaux. Son appareil (fuj 217i est un véritable thermomètre différentiel, où deux cylindres égaux C et C tiennent la place des boules ; entre eux est disposé un cylindre L rempli d’eau chaude. Les buses B et N de ce dernier cylindre rayonnent vers les ■bases N' et B' qui sont en regard et trèsvoisines des précédentes. La face B qui est formée d’une kmie d’argent, par exemple, rayonne vers N'qui estendnite de uoir de fumée . et inversement N recouverte de noir de fumée rayonne vers B' qui est formée d’argent poli.

L’appareil permet donc d’observer si- .

multnnémcnt les effets des pouvoirs absorbants et des pouvoirs émissifs des deux substauces mises en regard. Bu teste les cylindres C' et C" ne présentent d’autre différence que celle qui a été signalée : ainsi ils sont tons deux égaux ; leur surface latérale, ainsi que la base, qui n’est pas tournée vers C, sont toutes deux recouvertes de noir de fumée. Ajoutons enfin que les faces en regard sont très-voisines.

. Par suite de la chaleur envoyée 'par C, les deux cylindres C' et C " s'échauffent, et pour qu'ils s’échauffent également (cc que l’on voit quand l’index du thermomètre reste au zéro), l’expérience prouve qu’il est nécessaire que (I soit à égale distance de C’ et de C". L’équilibre établi, les deux cylindres sont portés tous deux a la même température et perdent alors dans le même lémps, la même quantité de chaleur sous l’influence du milieu environnant; mais leur température est stationnaire, donc ils

Fig. 211.