X\^ H. — MESURE DES CHALEURS SPÉCIFIQUES

Tordonnée correspondante. Prenant donc les longueurs Oa,, Oaty Oat égales à T|, T„ Ts» ...» on n'a qu'à sommer les ordonnées pour connaître A.

On peut aussi évaluer cette somme par la formule équivalente

e+'j>±îl-nt

le signe V 0 est le symbole de la somme 0, -h 0, -h 0,-4-.. .4- 0«-i.

La formule exacte de Topération est donc

La proportionnalité sur laquelle repose ce procédé ne saurait èlre prouvée; elle n'est même pas rigoureusement exacte, mais le résultat final est bon. On pourrait le contester dans le seul cas où A prendrait une valeur notable : or cette éventualité ne doit pas être acceptée pour d'autres motifs (*). L'exactitude et la sensibilité du thermomètre sont les véri-

(') La méthode de M. Berthelot consiste à reproduire, aussitôt après Texpërience, tous les excès de température traversés successivement par le calorimètre, dans des coadittons et dans des circonstances atmosphériques et ambiantes identiques à celles de Texpérience initiale : à cet efiet, on remplit le calorimètre d'eau pure, en quantité égale à celle du liquide qu'il renfermait et à la même température que celle de la fin de rexpcrience ; on suit la marche du thermomètre pendant quelques minutes. Puis, on enlève une partie de Teau et on la remplace par un égal volume d'eau plus froide : on note encore la marche du thermomètre et Ton recommence plusieurs fois cette même opération. En procédant ainsi, on obtient toutes les données nécessaires pour tracer une courbe, qui donne les pertes réelles de chaleur, faites dans le cours de Texpérience primitive, à chacune des minutes et pour chacun des excès de température de celle-ci. En faisant la somme de toutes ces pertes, on détermine la correction du refroidissement par une méthode de calcul indépendante des hypothèses ordinaires et, dit M. Berthelot, plus rigoureuse qu'aucune autre ( Traité pratique de Calorimétrie chimique^ collection des jéide-Mémoire Léauté, p. 4^)* L& marche que nous venons de décrire convient surtout aux opérations calorimétriques de longue durée; elle a l'avantage de constater nettement la fin des échanges de chaleur entre les corps mis en présence.

9a CHAP. I. — CHALEUR.

tables limites de la précision que Ton peut atteindre dans les déterminations des chaleurs spécifiques. La correction due aux variations de la chaleur spécifique de Teau est absolument négligeable, aussi bien que celle qui est relative à l'évaporation du liquide, pourvu toutefois que la température du calorimètre ne dépasse pas iS*».

Description.

L'appareil classique est celui de Regnaull {Jig, 3o). L*étuve C se compose de trois enveloppes concentriques en laiton; un courant de vapeur circule dans Tespace annulaire, tandis que le corps soumis à Texpérience est suspendu dans le cylindre du milieu. Un registre à ressort L forme la base inférieure de ce cylindre. La substance est placée en fragments plus ou moins gros dans une corbeille £ de fils de laiton très minces dont le poids ne forme jamais qu'une petite fraction de celui du corps : on peut obtenir ces corbeilles aussi légères que Ton veut en les faisant fabriquer avec un tissu métallique quelconque et en les laissant dans Tacide nitrique jusqu'à ce qu'elles n'aient plus que le poids voulu.

La corbeille porte dans son axe un petit cylindre de toile métallique dans lequel vient se loger le réservoir d'un thermomètre. Il faut au moins deux heures pour que ce thermomètre arrive à un maximum sensiblement stationnaire, lequel reste toujours inférieur de a*» à la température de la vapeur. Le thermomètre doit marquer au moins le -^ de degré (*); Regnault relevait le -^ sur un instrument construit et gradué de ses mains.

Le calorimètre, mobile sur un chemin de fer horizontal, peut être poussé en dessous de l'étuve. Un thermomètre est soutenu dans Teau à o«,oi de la paroi; il doit être très sensible et ne peut guère être observé qu'avec l'aide d'une lunette.

L'eau qui remplit le vase réfrigérant est jaugée dans un flacon à col étroit; son volume est tel qu'après Timmersion

(•) Annales de Chimie et de Physique, a* série, LXXIII, p. ao (i84o); 3« série, XLVI. p. aS; (i856).

IX* M. — MESURE DES CHALEURS SPÉCIFIQUES. gS

de la substance le calorimètre soit à peu près entièrement rempli. Regnault affirme que, le flacon mesureur étant vidé

Fig. 3o.

dans le vase et le même nombre de secousses lui étant donné, le poids de Teau ne varie que de quelques centi-

94 CHAP. I. — CHÀLBUR.

grammes dans plusieurs mesures consécutives. Pour passer des volumes aux poids, il faut tenir compte des variations de densité de Teau avec la température et recourir aux Tables. M. Alluard préférait peser directement Teau en tarant d'abord le vase plein et rétablissant l'équilibre après l'avoir vidé : ce procédé, qui exige moins d'habileté de la part de l'opérateur, est peut être le meilleur (*).

Quand la matière est pulvérulente, comme cela arrive pour quelques métaux et la plupart des oxydes métalliques, on réussit souvent à donner un peu d^agrégation à la matière en l'humectant avec de l'eau, la pétrissant en forme de boulettes et la soumettant à une calcination : elle reste ainsi assez agglomérée pour que l'on puisse opérer comme à l'ordinaire. D'autres fois, on l'agrège en la frappant à coups de marteau dans un cylindre semblable à celui dont on se servait autrefois pour forger le platine.

On peut employer l'essence de térébenthine pour déterminer la chaleur spécifique des corps dont on ne possède que de petites quantités.Xa chaleur spécifique de l'essence étant les ■î^ de celle de l'eau, l'élévation de température produite par la même quantité de matière est presque deux fois et demie plus forte que sur un même poids d'eau.

Pour réduire en eau le poids d'un calorimètre de laiton, on multiplie son poids, déterminé au centigramme près, par le nombre 0,09891. Pour le thermomètre et la corbeille, il est plus sûr de faire une épreuve directe, car ITegnault a constaté que les valeurs calculées sont toujours un peu fortes. Ainsi, pour une corbeille pesant i2r,Qi5, la valeur en eau calculée était i, i^?» alors que la moyenne de plusieurs expériences concordantes ne dépassait pas 0,918. Cette différence est due sans doute aux pertes de chaleur éprouvées par ce tissu à grande surface au moment de l'immersion. Pour le thermomètre, on opère le plus souvent de la manière suivante : après avoir chauffé à ioo% par exemple, dans un bain de mercure, la portion destinée à être immergée dans l'eau, on le porte dans un petit calorimètre; il suffit de multiplier le poids de l'eau par son accroissement de température et de

(•) Annales de Chimie et de Ph/sique^ 3« série, LVII, p. 45 1; iSSg.

xr^ H. — MESURE DES CHALEURS SPÉCIFIQUES. gS

diviser ce produit par la diminution de température marquée par le thermomètre lui-même pour connaître sa valeur en eau. Elle doit être faible; le thermomètre de Kegnault valait Oy5i6.

M. Pfaundler dispose dans son laboratoire une pendule frappant de vingt en vingt secondes pour faciliter l'observation des temps et donner à l'opérateur une plus grande liberté de ses mouvements.

Nous avons omis dans cette description certains détails sur lesquels nous nous sommes longuement arrêtés dans la XX1« manipulation de notre Cours élémentaire, auquel le lecteur est prié de se reporter.

Manuel opératoire.

i« La corbeille chargée avec la substance est suspendue au milieu de Tétuve. L'échauffement extrêmement lent que la matière subit dans cet appareil est une garantie de l'exactitude de la température stationnaire observée.

2® Pendant ce temps, le calorimètre est éloigné de l'étuve et masqué par les écrans. On le remplit d'eau ayant séjourné longtemps dans une salle voisine à une température légèrement inférieure à celle du laboratoire. Quelques minutes avant de commencer les opérations, on met la pendule en marche et l'on note la température au commencement et à la fin de dix intervalles de vingt secondes. Un instant avant le dixième signal, on lève les écrans.

3« L'opérateur tire le registre et fait descendre doucement la corbeille dans l'eau. Aussitôt il la décroche et ramène le chariot devant la lunette; un aide agite continuellement l'eau pendant qu'il suit la marche du thermomètre.

4* Les températures sont notées de vingt en vingt secondes jusqu'au maximum : il suffit généralement de deux minutes pour l'atteindre.

On continue les lectures : les différences étant devenues égales, on poursuit encore pendant deux ou trois minutes.

CHAP. I. — CHALEUB.

Résultats.

Je crois nécessaire d'emprunter au Mémoire de M. Pfaund- 1er les chiffres relatifs à une expérience faite sur une substance assez peu conductrice. Le thermomètre employé portait une graduation arbitraire dont chaque division valait o^'^odSS; le zéro correspondait à la division 24970; les intervalles avaient une durée de vingt secondes.

InterTtllM.

i"* période.

Températares

•n dlf iftoof

dn UienBoinètre.

Ctlealt.

•i* période .

Immersion.

OmiTATlOH.

V On prend pour Or la températarc ait.i / à parilr de laquelle l'abaUsement devient régulier.

3» période.

Inlerfalles.

Tempérttare

en dlflatons

do thermomètre.

Calcula.