CHALEUR ET LUMIÈRE ÉLECTRIQUES

Le feu électrique peut être porté à de grandes distances et à travers tout obstacle; lorsqu'il s’accumule en certains points du circuit, il y éclate en vive lumière; en s’exaltant, il dépasse la puissance des foyers artificiels et rivalise presque avec les rayons solaires; il peut se propager par alternatives de lumière et d'obscurité; enfin il se transforme en travail chimique ou mécanique

Lorsqu’on veut condenser la chaleur électrique sur un point donné, il suffit d’y opposer au courant une résistance convenable. C’est ce qu’on obtient par l'interposition d’un fil très-fin de platine, qui rougit et fond si le courant est assez énergique.

Tel est le moyen que MM. Quel et Bauchetet imaginèrent d’employer, en 1 8 A 3 , pour enflammer les fourneaux de mine; le courant était fourni par une pile de Bunsen. Ils eurent aussi l’idée d’établir sur le circuit principal plusieurs dérivations, afin d’enflammer à la fois trois ou quatre fourneaux. Celte application des courants dérivés pouvait passer alors pour assez neuve. Les expériences faites à l’Eco'e régimentaire du génie, à Montpellier, furent dirigées, depuis i 843 jusqu’en 18&6, par M. Bauchetet, qui se trouva conduit à un procédé tout à fait pratique dans le système d'attaque ou de défense par les mines. Les explosions étaient instantanées, et les galeries restaient toujours habitables; en sorte qu’on

1 Les propriétés du spectre qu'on forme avec la lumière électrique sont étudiées dans un autre rapport.

pouvait y rentrer immédiatement après avoir mis le feu aux fourneaux. La pile de Bunsen possède cet avantage, que ses conducteurs n’ont pas besoin d’ètre isolés, bien qu’on soit obligé souvent de les laisser exposés à l’humidité et même de les plonger dans l'eau. M. Bauchetet avait appris aux mineurs à confectionner eux-mêmes les éléments de Bunsen; de cette manière, s’ils avaient été pris au dépourvu, il ne leur aurait fallu que quelques jours pour construire une pile convenable, et l’utiliser en campagne.

En i85i, lorsque le câble télégraphique de Calais à Douvres fut posé, on se servit d'un procédé analogue au précédent pour mettre le feu à une pièce de canon placée d’un côté de la Manche, tandis que la batterie électrique était de l’autre côté. Deux cent quarante éléments furent nécessaires.

L’appareil de BuhmkorlT est aussi employé, depuis 1 853 , pour enflammer les fourneaux de mine. M. Savare chercha un moyen de s’en servir pour mettre le feu à plusieurs fourneaux, sinon à la fois, au moins presque simultanément. Le fil principal et les fils de dérivation sont recouverts de gutta-percha et communiquent tous avec le sol. Chacun de ces derniers est interrompu au milieu d’une boîte d’amorce à pvroxyle, et les deux bouts sont soudés à un petit cylindre d’alliage très-fusible, qui est engagé dans un tube de gutta et s’v trouve entouré de pulvérin. Lorsque l’une des boîtes prend feu, la combustion de la poudre fait fondre l’alliage, et l’extrémité correspondante du fil se couvre de la gaîne de gutta, ce qui empêche sa communication avec la terre après l’explosion, et par suite l’écoulement de l’électricité dans le sol.

Des expériences de même nature ont été faites plus tard par MM. Dussaud, Babattu et Dumoncel, lorsqu’on a creusé dans le roc vif l’immense bassin de Cherbourg. L’appareil de BuhmkorlT donnait l’électricité, et des fusées de Stateham enflammaient la poudre. Si l’on mettait le feu à plusieurs fourneaux à la fois, on

profitait de la réaction qu’exerçaient les ébranlements simultanés les uns sur les autres, et qui les rendait plus efficaces. Quelquefois on se servait de 3o,ooo kilogrammes de poudre; alors la masse disloquée et soulevée à 5 ou 6 mètres de hauteur présentait le volume énorme de 5o,ooo mètres cubes.

La faculté qu’on a de porter brusquement le feu électrique sur un point donné est depuis longtemps utilisée pour enflammer en vase clos des mélanges explosifs. La force expansive que prennent instantanément les produits de ces combustions est aujourd’hui employée d’une manière ingénieuse.

Concevons un cylindre métallique vertical, fermé par en bas et contenant un piston chargé d’un poids. Si un mélange explosif est introduit sous le piston et qu'on l’enflamme, on verra le piston s’élever et porter sa charge à une hauteur plus ou moins grande. On peut, de cette manière, soulever à î mètre de hauteur un poids de plus de îoo kilogrammes. Il est donc possible d’appliquer l’explosion électrique des mélanges gazeux à faire osciller le piston d’une machine analogue aux machines à vapeur.

Supposons que le cylindre métallique soit horizontal , qu’il reçoive le mélange explosif tantôt à gauche, tantôt à droite du piston, et qu’en même temps il laisse échapper dans l’atmosphère les produits de la combustion. Si le mélange est dans la partie gauche du cylindre, et qu’on tire à travers le gaz une étincelle électrique, la combustion s’effectuera en quelque sorte instantanément, une grande quantité de chaleur se développera, les produits seront brusquement élevés à une haute température. Leur force élastique deviendra donc considérable, et le piston, ainsi poussé, se portera vers la droite, en exerçant par la partie extérieure de sa tige une force de traction plus ou moins grande. En même temps les gaz situés dans la partie du cylindre qui est à droite du piston, et qui sont les résidus d’une combustion antérieure, s’écouleront dans

l'atmosphère par l’orifice qui est ouvert. Vers la fin de la course du piston, l'orifice d’écoulement se ferme, le mélange explosif arrive dans le cylindre à la droite du piston, et, par l'effet d’une explosion électrique, le piston, repoussé vers la gauche, exécute un nouveau travail.

Il est à peine nécessaire de dire que le mouvement rectiligne alternatif du piston peut être transformé en tel mouvement qu’on veut par les procédés ordinaires des machines à vapeur. Ainsi la tige du piston mène une bielle qui fait tourner un arbre horizontal muni d'un volant, ce qui procure un mouvement circulaire continu que l’on transmet ensuite aux autres machines. C’est à cet arbre de rotation qu’on emprunte le mouvement nécessaire pour les deux tiroirs qui distribuent le mélange explosif à droite et à gauche du piston, et qui donnent aux résidus de la combustion un accès libre dans l’air extérieur.

Dans le moteur Lenoir on emploie le gaz de l’éclairage mêlé à l’air atmosphérique dans la proportion d'un dixième du premier gaz sur neuf dixièmes du second. L’étincelle électrique qui produit la combustion est tirée à travers le mélange gazeux sur le piston môme, lorsqu'il s’approche suffisamment de l’une ou de l’autre des bases du cylindre; aussi le [liston est-il en communication permanente avec l’un des pôles de la source électrique. Le second pôle de cette source peut aboutir soit à l'une, soit à l'autre des bases du cylindre, au moyen de deux fils qui les traversent et sont protégés par des corps isolants. Il faut évidemment que le second pôle de la source communique avec le fil de gauche, lorsque le piston se dirige vers lui, et avec le fil de droite, lorsque le piston s’approche de ce dernier fil. Ces changements périodiques de communication s’obtiennent aisément par un commutateur tournant qui reçoit son mouvement de l’arbre de rotation. Le pôle de la source électrique est en rapport avec un rayon mobile, qui tourne en môme temps que l’arbre de la machine, et qui passe successivement sur deux arcs de cercle métalliques et verticaux, convenablement espacés

entre eux, et communiquant, l’un avec le fil de la base antérieure du cylindre , l'autre avec le fil de la base postérieure. De cette manière, l’électricité que le rayon mobile reçoit de la source est transmise successivement à l'un et à l'autre de ces Gis, ce qui sullit pour obtenir les étincelles au moment opportun.

La machine de KubmkorfT est parfaitement appropriée au service du moteur Lenoir. En effet, elle donne de l’électricité de tension et peut renouveler ses étincelles avec beaucoup de rapidité. Pour un moteur de la puissance de deux chevaux on se sert de deux éléments de Bunsen.

Le moteur Lenoir n’est pas destiné à rivaliser avec les machines à vapeur dans les grands effets que ces derniers appareils produisent le plus souvent. Néanmoins il est susceptible d'applications variées. Pour l’employer avec avantage, il suffit que l’on ait à sa disposition, et à bon marché, un gaz explosif tel que le gaz d’éclairage. 11 n’est pas nécessaire de construire à grands frais un fourneau à cheminée pour chauffer une chaudière, comme dans les machines à vapeur; on n’a ici ni fourneau, ni cheminée, ni chaudière, mais simplement deux éléments de Bunsen, une machine de Huhmkorff et un tuyau qui amène le gaz d'éclairage. Cet appareil peut donc être placé immédiatement dans un chantier, puis être porté dans un autre sans frais ni retard de construction. Il a cet autre avantage, qu’on le met en train instantanément ou qu'on arrête sa marche quand on veut, sans qu’il soit nécessaire d’allumer ou d’éteindre le feu d'un fourneau.

Il existe à Mulhouse des maisons dont une pièce est traversée par l’arbre d’uue machine à vapeur placée dans le voisinage. C’est à cet arbre que, sans quitter son domicile ni ses enfants, la femme de l'ouvrier peut emprunter le mouvement nécessaire pour faire marcher divers métiers. Il y a là, comme on le voit, une tentative très-importante sous le rapport de l’hygiène et de la morale. Le moteur Lenoir entreprend une autre solution du problème.

Électricité et Mtgnétwne. 9

L’étincelle électrique est souvent employée en chimie pour décomposer les gaz; mais l'opération est ordinairement assez longue, parce que les étincelles que fournit la bouteille de Levde ou l’élèctrophore de Volta ne se renouvellent que lentement. Avec les appareils d’induction, spécialement avec la machine de Ruhmkorff. qui donne des torrents d’étincelles, on peut accélérer la marche des opérations chimiques. En conduisant le courant de celte machine dans une série d’eudiomètres à fds de platine et à travers l’acide sulfhydrique, l’hydrogène bicarboné, l’ammoniaque, on décomposera, en quelques minutes, 5 à G centimètres cubes de ces gaz : c’est une expérience de cours qui n’est pas sans intérêt, car on voit promptement sortir de ces substances aériformes, ici du soufre en fleur qui se dépose, là du charbon en poudre fine qui s'attache aux fils de platine et aux tubes comme une suie pendante.

En faisant cette expérience, M. Quel s’est assuré que les éléments sont en général séparés par l’action calorifique de l’étincelle, et non par quelque effet propre à l’électricité. L’eudiomètre qu’il employa pour constater la chose était l’un de ces tubes de verre qui servent à faire passer l'électricité dans le vide et qui portent, dans leur axe, deux tiges métalliques terminées par deux boules de cuivre. Le tube étant plein d'hydrogène bicarboné pur et se trouvant disposé horizontalement, les boules étaient placées à une distance convenable pour le passage de l'étincelle, et les tiges étaient mises en communication avec les pôles de l’appareil d'induction de Ruhmkorff. On voyait d’abord une tache circulaire noire se développer sur chaque partie opposée des boules de cuivre; bientôt des mamelons de charbon pulvérulent et adhérent se formaient sur ces taches, comme bases, et s’allongeaient horizontalement en allant à la rencontre l’un de l’autre; les mamelons finissaient par se joindre, et alors le courant passait sans étincelle sensible. Pen-

dant que les mamelons croissaient en longueur, on n’apercevait aucune trace de charbon déposé sur la paroi inférieure du tube , au-dessous de 1 intervalle horizontal ([ue traversaient les étincelles; on n’en voyait pas non plus ailleurs en dehors des mamelons coniques dont il vient d’être parlé. 11 résulte de ce fait que le gaz n’est visiblement décomposé -qu'à la surface même des boules de cuivre ou des cônes de charbon. C’est donc la chaleur produite par l’étincelle là où l’électricité sort du conducteur métallique, qui est la cause de la décomposition. Si les éléments étaient transportés, comme dans les décompositions voltaïques, ou ne trouverait de charbon que sur l’une des boules. Il est vrai que la machine de RuhmkorIT fournit une série de courants discontinus qui se succèdent en sens inverse; mais les courants qui traversent le gaz sont tous de même sens et correspondent à l’ouverture du circuit inducteur, comme on peut facilement s’en assurer.

Si l’on changeait les dispositions ordinaires des expériences eudiométriques, il est clair que des résultats différents pourraient se produire.

Il y a longtemps que la chaleur de l’étincelle a été appliquée à la décomposition des liquides; mais l’appareil de RuhmkorIT, produisant avec la plus grande facilité des étincelles vives et très-nombreuses, permet d’agrandir les elTels que l’on pouvait obtenir par les anciens procédés.

Pour conduire le courant de l’hélice induite, M.’Quet s est servi de deux fils de platine soudés dans des tubes de verre qu’ils dépassaient à peine, et, par ce moyen, il a pu décomposer nonseulement l'eau acidulée, mais aussi les liquides mauvais conducteurs, tels que l’eau distillée, l’huile de naphte, l’essence de térébenthine, l’éther sulfurique, l’alcool, etc.

L’eau est décomposée avec un bruit très-vif de crépitation. Au bout de chaque fil de platine on voit uue série d’étincelles très-

courtes, imitant un feu continu, comme si l’on avait deux petites

iampes allumées au sein de l’eau.

Les gaz recueillis à chaque bout de (il contiennent à la fois de l’oxygène et de l’hydrogène. C’est donc la chaleur même de l’étincelle qui produit cette décomposition, au moins en grande partie; et, lorsqu’il en est ainsi, le phénomène est analogue à celui que nous avons déjà constaté dans la décomposition de l’hydrogène bicarboné. Si les fils dépassaient de beaucoup les tubes de verre, la tension de l’électricité changerait considérablement, l’étincelle serait réduite et même annulée , et alors les résultats de la décomposition de l’eau ne seraient plus les mêmes.

Dans une de ses belles expériences, M. Grove a fait voir que les éléments de l'eau peuvent être séparés par la chaleur du platine porté à une très- haute température. Avec l’action des étincelles électriques, un fait de cette nature doit pouvoir se produire. 11 est vrai que les extrémités des fds ne présentent aucun indice d'incandescence, mais on trouve que le métal s’use, et dès lors il est permis de conclure que l’étincelle arrache et entraîne des particules métalliques dont la température est très-élevée; et c’est à ce platine incandescent qu’on doit attribuer la décomposition de l’eau , quand l’expérience est faite convenablement.

Bien que l’étincelle électrique agisse généralement par sa chaleur, son emploi dans les recherches chimiques n’est pas sans quelque utilité, puisque, avec l’appareil de Ruhmkorlï, on peut soumettre très-promptement les corps à cette chaleur, modifier l’expérience et varier les phénomènes pour les étudier sous leurs diverses faces, sauf à reprendre ensuite, par les procédés ordinaires de la chimie, les faits qui ont présenté quelque intérêt. C'est ce que démontre un exemple très-simple.

En faisant passer dans l’alcool un torrent d'étincelles électriques fournies par l’appareil de HuluuLorlT, M. Quet a retiré de ce

liquide un mélange gazeux qui, au premier abord, différait peu de celui qu’on obtient par l’effet ordinaire de la chaleur. Cependant, avec une dissolution ammoniacale de protochlorure de cuivre, ce gaz produisait un corps solide d’un rouge de cuivre, jouissant de la propriété de détoner avec émission de lumière, lorsqu’on le chauffait un peu au-dessus de i oo° ou qu’on le frappait avec le marteau; ce corps s'enflammait au contact du chlore. Il se produisait donc avec la chaleur de l’étincelle une décomposition plus avancée qu’avec celle d’un fourneau ordinaire, puisque le fluide élastique contenait des traces d’un gaz nouveau. Ce gaz, une fois reconnu, pouvait être préparé en plus grande quantité, soit par l'action prolongée des étincelles de l’appareil Ruhmkorfl’, soit par une forte élévation de température de fourneau à réverbère.

Avec le concoure de M. Loir et de M. Seguin, M. Quet constata que le gaz inflammable nouveau, retiré de la matière détonante par l’acide chlorhydrique, se combinait avec le chlore pour former soit un liquide analogue à la liqueur des Hollandais, soit le perchlorure cristallin de carbone.

Pour analyser ce gaz avec l’eudiomètre, il fallait auparavant le puriüer; c’est ce que fit M. Berthelot, qui lui trouva la composition de l’acétylène.

Depuis, M. Berthelot a fait de ce gaz et de ses composés une étude qui a pris une place importante dans la chimie organique.

Pour obtenir de grands effets de chaleur et de lumière, on peut se servir d’une puissante pile voltaïque ou de grandes machines d'induction. Lorsque les deux charbons dont sont armés les fils conducteurs se touchent par leurs extrémités et qu’un courant très-intense les traverse, il se produit un des plus puissants foyers de chaleur et de lumière. En plaçant divers corps dans un creuset taillé à l’extrémité du charbon inférieur et en les touchant avec le charbon supérieur, Davy fondit et volatilisa presque toutes les subs-

tannes. Avec une pile de six cents éléments de Bunsen, Desprefz

produisit plus tard les plus grands effets connus :

Sous une atmosphère d'azote, le silicium, le bore et le tungstène furent fondus et réduits en globules.

Dans le vide de la machine pneumatique, le titane fut volatilisé.

Dans l’air atmosphérique, la chaux, la magnésie et l’oxyde de zinc furent fondus en verres transparents, et môme volatilisés.

Un quelques minutes, 80 grammes de palladium, a 5 o grammes de platine furent fondus.

Le charbon, qui n’avait jamais été dompté par le feu, fut ramolli: des baguettes de ce corps furent pliées, enfoncées l’une dans l’autre et môme soudées; du charbon de sucre fut réduit en globules dans une atmosphère d’azote.

Enfin, lorsqu’à cinq cents éléments déjà réunis on en ajouta cent autres, Despretz vit s’élever de toute la surface du charbon un nuage noir qui se condensa et se déposa en grande partie sur le ballon où l’expérience se faisait. Après avoir été pâteux ou liquide, le charbon devenait par refroidissement un corps doux au toucher, tachant les doigts et laissant des traces sur le papier. Le charbon se transformait donc en graphite, et le changement avait lieu, que le charbon provînt soit du sucre, soit de l'anthracite, soit des cornues à gaz. Par son brusque refroidissement, la vapeur de. charbon donnait, au contraire, un corps dur au toucher, capable de polir les pierres fines, moins bien, il est vrai, que le charbon des cornues, mais mieux que le charbon de bois.

MM. Fizeau et Foucault avaient observé, avant ces expériences, la transformation du charbon des cornues en graphite, en passant l’une sur l’autre les baguettes de charbon dont ils se servaient pour produire la lumière électrique avec une pile de quatre-vingts éléments de Bunsen.

Au moyen de la machine de M. Wilde, qui marche avec une vitesse de- deux mille deux cents à deux mille cinq cents tours à

I» K L'ÉLECTRICITÉ ET DU MAGNÉTISME, la minute, on peut fondre un fil de fer de G millimètres de diamètre et de 3 o centimètres de longueur, ce qui est un très-grand effet calorifique.

De même que l’arc voltaïque produit les plus grands effets connus de chaleur, de même il est le plus puissant foyer artificiel de lumière. Lorsque le jet enflammé d’un mélange d’hydrogène et d’oxygène est dirigé sur de la chaux, la phosphorescence de ce dernier corps donne à la flamme un éclat éblouissant, et cette lumière, connue sous le nom de lumière Drummond, est la plus vive de celles qu’on peut obtenir par les procédés chimiques.

L’arc électrique a une puissance de beaucoup supérieure à celle de la lumière Drummond. MM. Fizeau et Foucault ont comparé ces deux sources de rayons lumineux. D'après leurs mesures, la lumière produite par le charbon positif que traversait le courant d’une pile de Bunsen, formée de trois séries de quarante-six couples chacune, s'est trouvée cinquante-six fois plus intense que l’autre.

Cette magnifique puissance n’est dépassée que par les rayons solaires. MM. Fizeau et Foucault ont constaté que, par un ciel pur du mois d’avril, le pouvoir éclairant du soleil était deux fois et demie plus grand que celui de la lumière électrique obtenue dans les conditions que nous venons d’indiquer.

On connaît d'une manière générale la puissance calorifique du soleil; cependant il ne sera pas inutile de rappeler ici les mesures que nous devons à M. Douillet. En recueillant les rayons solaires sur une surface noircie à la fumée et dirigée normalement à ces rayons, et en déterminant l’élévation de température que la chaleur ainsi absorbée produisait sur un poids connu d’eau, M. Douillet a constaté que, dans le cours d’une année, la chaleur totale, reçup par la terre serait de a 3i calories Gya millièmes par centimètre

carré, si elle était répartie uniformément sur toute sa surface. Nous savons que ia calorie correspond à un travail mécanique de 4 2 5 kilogrammètres; nous pouvons donc calculer l'effet mécanique équivalant à cette chaleur, et nous trouvons qu’en moyenne le travail de la chaleur solaire reçue par chaque hectare équivaut au travail mécanique de dix machines de A 1 7 chevaux. Ainsi tous les mouvements moléculaires, toutes les décompositions et recompositions chimiques qui s'accomplissent sur un hectare de terre dans le cours d une année, et qui ont leur cause dans la chaleur et la lumière solaires, représentent en moyenne le travail dont nous venons de parler.

D’oïl vient cette énorme puissance? Avant les grandes découvertes relatives à ia lumière et à la chaleur électriques, on supposait que le soleil était un vaste foyer de combustion, dont l'énergie ne semblait pas diminuer depuis les temps historiques les plus reculés.

En 1820, Ampère appela l'attention sur l'incandescence électrique, qui se maintient permanente tant que la pile a du zinc à dépenser, et qui, dans le vide ou dans les gaz inactifs, se produit sans la combustion des substances illuminées par le courant, et sans aucune déperdition de matière pour elles. Il voyait dans ce remarquable phénomène l’image de ce qui se passe dans le soleil, dans les étoiles et dans tous les corps lumineux par eux-inémes. D'après lui, les globes resplendissants sont le siège de courants électriques très-énergiques. Bien que l’origine de la chaleur.solaire soit expliquée aujourd'hui par une autre hypothèse, nous avons cru devoir rappeler ici cette conception d’Ampère, parce qu’elle est une nouvelle marque de son esprit généralisateur et de sa tendance à ramener tout à l'unité.

Les expériences que nous avons citées montrent tout le parti que l’on peut tirer de l’éclairage électrique. Cependant une grande difficulté se présentait dans la pratique : la lumière de l’arc voltaïque

subit des variations d’éclat qui sont continuelles, et il fallait trouver des appareils qui, en rapprochant ou en écartant les charbons au moment opportun, permissenFde conserver à la lumière électrique une force à peu près constante. Depuis longtemps, M. Duboscq se servait d’un régulateur de ce genre pour les expériences de physique. D’autres appareils ontété inventés pour l’application en grand de l’éclairage électrique, et nous avons déjà fait connaître ceux de M. Serrin et de M. Foucault, qui sont généralement employés en France.

Grâce à ces régulateurs, d'importantes applications ont pu se faire.

La lumière électrique a servi lorsqu'on a fait les terrassements des docks Napoléon, et qu'on a construit la rue neuve de Rivoli; sa puissance était utile même pour les travaux de fondation. Deux piles, de cinquante éléments chacune, sudisaient pour huit cents ouvriers; la dépense s'élevait à peine à ho francs par nuit.

Depuis ces expériences, l’éclairage électrique a été souvent employé soit pour les travaux de construction, soit pour certains effets de lumière que l’on produit sur les théâtres ou dans les fêtes publiques.

La lumière électrique a été appliquée d’une manière très-heureuse à l’éclairage des phares. C’est au cap de la Hève que la compagnie l'Alliance a installé ses machines magnéto-électriques pour projeter au loin sur la mer la lumière qui doit guider les vaisseaux à leur approche du Havre.

L’appareil est à six disques. Le maximum de lumière s’obtient par une rotation de trois à quatre cents tours à la minute; une machine à vapeur de la force de trois chevaux suffit pour cette vitesse.

Les machines à six disques ou roues produisent, sans réflecteur ni lentille, une lumière qui équivaut à celle de deux cents à deux cent trente lampes Carcel. Avec la lentille du phare, l’effet est le même que celui de cinq mille lampes.

En accouplant deux machines à six disques, on obtient un feu de la valeur de dix mille lampes.

Par un temps clair, la lumière du phare électrique peut s'apercevoir à la distance de 6/4 kilomètres.

Lorsque la brume est très-épaisse au point d'ôter à l’air sa Transparence, les navigateurs reconnaissent leur proximité du Havre par la nappe illuminée qui se produit au-dessus de l’horizon des leux électriques.

Un pylône est élevé au Champ-de-Mars pour y établir un feu électrique pendant l’Exposition. Les machines seront ensuite envoyées au phare de Boulogne.

Le phare de Nicolaïeff est aujourd'hui pourvu de machines magnéto-électriques.

Des appareils de même espèce ont servi à l’éclairage des ardoisières d'Angers. L’expérience en a été faite pendant dix-sept jours et dix-sept nuits sans interruption, et elle a complètement réussi.

La lumière des charbons électriques n’a pas la même force aux deux pôles. C’est le charbon positif qui s'illumine le plus. Cette différence se présente dans d’autres circonstances : ainsi les fds métalliques qui conduisent le courant voltaïque à travers le liquide d’un voltamètre s’illuminent parfois, mais inégalement. Observé par divers physiciens, et en particulier par MM. Fizcau et Foucault, ce phénomène a été aussi étudié par M. Quet, qui a décrit les faits suivants. Lorsque les (ils de platine du voltamètre viennent ïi luire, ils se trouvent enveloppés d’une gaine de lumière qui semble les séparer du liquide. Dans l’eau chargée d’un peu d’acide sulfurique, le fil positif est enveloppé d'une lumière rouge, et le fil négatif d'une lumière violette; dans une dissolution de potasse, l'auréole lumineuse du fil négatif est rose. Quand les deux pôles ne luisent pas en même temps, c'est le pôle négatif qui, ordinairement, s’illumine. Lorsque le phénomène se produit, le

DE L’ÉLECTRICITÉ ET DU MAGNÉTISME, mouvement de l’eau, qui auparavant était tumultueux, s’arrête brusquement , et la décomposition du liquide est en quelque sorte suspendue; on ne voit alors que quelques bulles de gaz rares et très-petites s’élever sur les électrodes, et l’on entend un léger bruit de crépitation; puis, quand l’illumination cesse, de nouveau le mouvement du liquide devient tumultueux et la décomposition de l’eau recommence. Il semble résulter de là que, la, température du fil de platine venant à s’élever suffisamment, ce métal cesse d'être mouillé par le liquide qui l’environne; alors une séparation se fait par une couche de vapeur qui empêche le contact du fil et du liquide, comme dans les expériences de caléfaction; enfin des décharges s’établissent à travers cette vapeur par suite de l’électricité de tension, qui succède au courant supprimé ou considérablement affaibli par le conducteur médiocre qui existe entre le fil de platine et l’eau. Quoi qu’il en soit, ces expériences montrent que, même au sein des liquides, les fils de platine qui servent de pôle positif et de pôle négatif ne s’échauffent pas également.

XUf

Le Ilot d’électricité qui passe d’un pôle à l’autre, à travers un gaz très- raréfié, peut se propager par alternatives de lumière et d’obscurité.

Si l’on transmet le courant d’induction à travers le vide de l’œuf électrique, on voit se produire deux lumières, qui se distinguent l’une de l’autre par la couleur, la forme et la position. La première est ordinairement violette; elle entoure régulièrement la boule et la tige négatives, et se présente comme une enveloppe atmosphérique lumineuse d’une certaine épaisseur. La seconde est ordinairement rouge de feu; elle adhère d’un côté à la boule positive, s’étend de l’autre vers la boule négative, et a pour limite latérale une surface de révolution autour de l’axe du récipient.

En produisant une double lumière analogue avec la machine de Masson et Bréguet, M. Abria remarqua des zone* obscures. De son

RAPPORT SUR LES PROGRÈS côté, M. Grove décrivit plus tard un phénomène du même genre, qu'il obtenait avec la machine de Ruhmkorff, et il le désigna par les noms de stries ou bande».

Certaines flammes présentent l'apparence de stries ou bandes transversales, et il était naturel de chercher quel rapport de constitution il pouvait y avoir entre les stries des flammes et celles de la lumière électrique, ou bien quel était le vrai phénomène qui correspondait aux zones, stries ou bandes de la lumière électrique.

En étudiant ces variations, M. Quet remarqua que, pour atteindre le but, il fallait, avant tout, éliminer diverses illusions d'optique. Parfois les bandes lumiueuses semblaient tourner comme une vis, mais le mouvement changeait de sens pour ainsi dire à volonté; d’autres fois les zones brillantes paraissaient animées d'un mouvement ondulatoire et progressif vers l’un ou l'autre pôle, et rappelaient assez bien 1'eflet d’illusion que présentent les flammes ascendantes, ou bien encore ces apparences d’eau tombante que l'on obtient par la rotation d’un filet de verre. Il y avait donc là un genre d'illusion analogue à celui qui consiste à voir en relief ou en creux les plis d’un grand rideau de théâtre, et que Laplace a analysé dans son Traité de* probabilités.

Dans ces expériences, la lumière électrique n’est pas continue; elle est produite par une suite de décharges qui se succèdent avec rapidité. Chaque émission d’électricité ne trouve pas le gaz dans des conditions identiques de conductibilité; aussi le lieu des zones brillantes varie-t-il continuellement, ce qui est la principale cause des illusions dont je viens de parler. Au lieu de laisser à l’interrupteur le jeu alternatif et très-rapide que lui donne la construction de la machine, on peut le manœuvrer avec la main, et, en ouvrant une seule fois le courant voltaïque, on obtient dans le vide une émission de lumière qui ne dure qu’un instant. Dans ces conditions, toutes les illusions cessent; on n'a plus les mouvements ondulatoires et progressifs, ni les mouvements giratoires qui peuvent masquer le véritable phénomène, mais on voit une pile entière de zones

brillantes et obscures se dessiner avec une forme très-nette. En renouvelant cette manœuvre, il devient facile d’étudier les détails de l’expérience. C’est par ce moyen que M. Quet fut amené à conclure qu’il n’y avait aucune analogie de constitution entre la lumière électrique et les flammes striées, que le phénomène n’était pas superficiel, et que les zones, stries ou bandes correspondaient à des tranches brillantes entièrement séparées les unes des autres par des tranches obscures. Cette constitution d’une lumière disloquée, complètement discontinue, ou totalement stratifiée, parut un phénomène qui n'avait d’analogue que la décharge obscure découverte par M. Faraday. Pour mieux constater les solutions de continuité, M. Quet fit "construire une plus forte machine. Dès le premier essai de cet appareil, M. Quet, d’un côté, et M. Itulirnkortl, de l’autre, obtinrent une séparation des tranches qui rendait évidente pour tous la dislocation du (lot lumineux.

Pour bien développer le phénomène de stratification et lui donner de l’éclat, M. Quet se servait du vide fait sur l’une des vapeurs d’esprit de bois, d’essence de térébenthine, d’huile de naphtc, d’alcool, de sulfure de carbone, de bichlorure d’étain, ou sur le fluorure de silicium, etc. Avec les vapeurs métalliques, spécialement avec celle du sodium, M. Paye obtiut plus tard les plus brillants effets de lumière stratifiée.

Dans la lumière qui correspond au pôle négatif, les couches lumineuses les plus rapprochées de la boule négative ont une position et une figure sensiblement fixes , en sorte qu'il est facile de constater sur elles une discontinuité complète. Pour les autres, on supprime toute cause d’illusion en faisant jouer avec la main l'interrupteur magnétique, et en ne produisant qu’une seule émission de lumière. La couche extrême ne touche pas la lumière du pôle négatif et en est séparée par une couche obscure, qu’on peut rendre plus ou moins épaisse; c’est ce phénomène qui constitue la décharge obscure de M. Faraday. La lumière du pôle négatif est aussi stratifiée.

Les solutions de continuité étaient rendues encore plus évi-

Uii RAPPORT SLR LES PROGRÈS

déniés, quand on faisait passer le courant d’induction dans un long tube de verre. M. Quet obtenait ainsi de très-nombreuses tranches alternativement brillantes et obscures. En remplaçant les boules de ces tubes par des fils de platine soudés au verre, on a pu faire le vide d’une manière permanente. Les tubes ainsi construits sont connus sous le nom de tubes de Geissler; ils rendent très-facile la production du phénomène de stratification, puisqu'on lia pas besoin de renouveler le vide.

Comme les deux lumières stratifiées sont séparées par une couche obscure, M. Quet pensa qu’en approchant les boules du récipient l’une de l’autre, il parviendrait à éteindre l’une de ces lumières. De cette manière le pèle négatif serait seul illuminé, le pôle positif resterait obscur, malgré le passage de l’électricité. C’est ce que l’expérience confirma. Elle montra d’ailleurs que, lorsque la lumière du pôle positif disparait, celle du pôle négatif se ravive. Dans le vide fait sur le fluorure de silicium, M. Quet remarqua que la lumière violette du pôle positif pouvait disparaître, en même temps que se ravivait la lumière jaune du pôle négatif, mais que, par un plus grand rapprochement des boules, la lumière négative s’affaiblissait et des anneaux pourpres se formaient sur la boule positive.

Il résulte de ces expériences que le mouvement de l’électricité à travers les vides se trouve alternativement dans des conditions telles qu’il rend lumineuse la couche de gaz très-raréfié qu’il traverse, ou la laisse obscure. Ce caractère de périodicité, obtenu d'abord avec le courant des machines d’induction, se reproduit avec les autres courants électriques.

M. Van der Willigen avait constaté qu’en faisant passer l’étincelle de la bouteille dails un gaz très-raréfié, on obtenait des stratifications, si l’on avait soin d'interposer dans le trajet du courant une résistance convenable, celle que fournit, par exemple, une corde mouillée. MM. Quet et Seguin trouvèrent que les stratifications se

produisaient avec la décharge de la bouteille de Levde, sans l’intervention d'une résistance additionnelle; il suffisait d’affaiblir la charge. Ainsi, lorsqu'on a tiré une première étincelle trop éblouissante pour qu'on puisse reconnaître sa véritable constitution, si l’on fait passer dans le vide successivement chacune des deux ou trois faibles décharges qu'on peut produire avec l’électricité qui reste dans la bouteille, on obtient chaque fois des stratifications.

Un pareil effet se manifeste lorsqu'on transforme en condensateur un tube de Geissler. MM. Quel et Seguin ont chargé ce tube en faisant arriver l’électricité d’une machine à plateau de verre dans le gaz très-raréfié qu’il contient, et en faisant communiquer avec le sol la surface extérieure du tube préalablement recouverte d'une feuille d’étain. La décharge de cet appareil fait éclater dans le tube un flot de lumière stratifiée, soit dans la partie du tube laissée à nu, entre son enveloppe, d’étain et le fil de platine qu’on décharge sur ce métal, soit aussi sous l’enveloppe elle-inème. Après une première décharge , on peut en produire quatre ou cinq autres plus faibles, qui donnent toutes le phénomène des tranches lumineuses. Avec un simple tour de fil métallique appliqué sur le tube, à la pl ace de l'étain, on peut encore produire quelques tranches.

Le courant de lu pile voltaïque donne aussi des stratifications. M. Gassiol s'en est assuré eu employant trois mille cinq cent vingt éléments chargés avec l’eau de pluie, ou quatre cents éléments de Grove, ou bien encore quatre mille éléments à sulfate de mercure; ces divers appareils devaient élre bien isolés.

Ainsi les phénomènes de stratification primitivement observés avec les courants discontinus des machines d’induction ne sont pas dus à quelque cause particulière tenant à ce genre d’appareil; mais ils s’obtiennent avec l’électricité ordinaire des machines à plateau de verre, et avec les courants des appareils voltaïques.

En cherchant quelle pouvait être la cause des stratifications élee-

triques, M. Quet fut amené à faire, sur la conductibilité des vides, des expériences qui ont permis de se former une idée assez nette de la manière dont les tranches obscures et les brillantes se produisent. L'n galvanomètre est placé dans l’un des conducteurs qui portent à l'œuf électrique le courant de la machine de Ruhmkorff. Tant que le vide n’est pas sutlisamment avancé, l'aiguille du galvanomètre conserve sa position naturelle et montre ainsi que le gaz raréfié isole l’électricité de la machine. Lorsque le vide est tel que les décharges successives donnent l’apparence d’une lumière continue, l’aiguille du galvanomètre dévie et constate l’existence d’un courant électrique. La déviation augmente de plus en plus à mesure qu’on raréfie davantage le gaz, ou bien lorsqu'on rapproche l’une de l’autre les deux boules du récipient. Si les boules viennent à se toucher, l’aiguille du gai vanomètre cesse aussitôt de dévier, parce que . dans ce circuit entièrement métallique, les courants alternativement inverses que fournit la machine peuvent se propager. Lorsque les boules ne se touchent pas et que le phénomène des stratifications est bien développé, on peut aisément constater qu’un seul courant passe; c’est celui qui s'excite dans l'hélice induite au moment où cesse le courant voltaïque. En effet, si l’on soulève avec la main le marteau magnétique, on voit se produire dans le vide une émission de lumière, et la pile entière de tranches alternativement brillantes et obscures se dessiner dans toute sa pureté ; mais on n’obtient aucun effet lumineux, si l'on abaisse le marteau pour fermer le courant de la pile. Il n’eu est plus de même, et cela se comprend, lorsqu’on pousse très-loin la raréfaction du gaz ou qu’on approche suffisamment les boules l’une de l’autre, car le courant inverse n’est pas complètement dépourvu de la propriété de franchir les obstacles.

C’est ce qu’ont observé, à divers points de vue, M. Gaugain et M. Fernet. Quoi qu'il en soit, on peut dire que, dans les gaz raréfiés, l’étincelle se propage comme un courant, puisqu'il y a déviation de l’aiguille aimantée. Pour trouver la cause des stratifica-

tions, il faut donc examiner de quelle manière se fait la propagation des courants électriques.

Lorsque l'une des extrémités d’un fil de ligne reçoit l’électricité d’une pile, presque aussitôt l’extrémité opposée manifeste des signes électriques. Il s’est donc propagé quelque chose sur le fil. .Mais quel est le mode de cette transmission ? Y a-t-il transport de matière électrique d'un bout à l’autre du conducteur, et la masse d’électricité qui a été déposée sur le fil s’est-elle écoulée comme un liquide ou un gaz dans un canal? Enfin l’électricité qui anime le télégraphe ou tout autre appareil, à la seconde extrémité de la ligne, est-elle identiquement la même que celle de la pile?

Ce mode de transmission ne saurait être admis. L’électricité agit sur tous les corps voisins, tend à décomposer leur fluide neutre, attire l’électricité de nom contraire et repousse celle qui est de même nom. Comment, avec ces propriétés caractéristiques, pourrait-elle parcourir un fil métallique sans agir sur le fluide neutre des corps environnants et, en particulier, sur les parties du fil qui sont en avant? Il est évident que l’électricité déposée à l’une des extrémités d’un fil de ligne décompose le fluide neutre dans les parties métalliques voisines, attire le fluide de nom contraire pour se combiner avec lui, et repousse le fluide de même nom. Celte dernière masse d’électricité agit à son tour de la même manière sur les parties du fil qui viennent après, et ainsi de suite jusqu'à l'extrémité de la ligne. Le fluide électrique ne se déplace donc pas sensiblement; ce qui se déplace, c’est la décomposition du fluide neutre ainsi que sa recomposition.

Une image en quelque sorte matérielle de ce genre de mouvement nous est donnée par le phénomène des. tubes étincelants. Avant que l’électricité soit assez forte pour produire des étincelles, toutes les lamelles métalliques sont chargées des deux électricités; c’est l’effet d’une décomposition par influence qui se propage avec

Électricité et Magnétisme. 10

une rapidité extrême. Ainsi toutes les parties gauches des lamelles sont négatives, par exemple, et les parties droites positives; les parties opposées de deux lamelles consécutives ont des électricités contraires qui s’attirent, tendent à se combiner et ne sont retenues que par la résistance de l’air interposé. Lorsque la source électrique acquiert une tension suffisante, une étincelle part à chaque interruption métallique, et les étincelles paraissent simultanées, parce que la recomposition du fluide neutre à travers les couches d’air se propage avec une rapidité excessive. On voit par là que l’électricité de la source ne s’est pas transportée d’un bout à l’autre du tube étincelant; elle est restée, pour ainsi dire, en place, ou plutôt elle s’est déplacée seulement d’un intervalle plus petit que la distance des lamelles.

Concevons maintenant que les lamelles métalliques et leurs intervalles deviennent plus petits : les phénomènes que nous venons de décrire se produiront encore. Si l’on suppose les dimensions de toutes ces parties suffisamment réduites, on constituera la lile de molécules d’un corps bon conducteur, mais le mode de transmission électrique ne sera pas changé.

D’après cette manière de considérer la propagation de l'électricité, on conçoit que les décompositions et recompositions électriques ne puissent pas se faire sans ébraider le système atomique qui constitue chaque molécule du corps; la force vive totale de ce système, qui est la somme de ses forces vives explicite et implicite, s’accroît ainsi, et, par suite, la quantité de chaleur que possède la molécule. C’est de la sorte qu’on peut se rendre raison du développement de chaleur et de lumière que produit le passage de l’électricité. Au reste, les lois mathématiques de ce mode de propagation peuvent être établies, et il ne serait pas difficile d’y trouver la cause de la forme remarquable de la loi fondamentale de l’électro-dynamique.

Lorsque l’électricité est communiquée à un mauvais conducteur, la décomposition du fluide neutre par influence se produit encore,

mais la propagation ne se fait qu’avec une grande lenteur. Il en résulte un état presque stationnaire, dans lequel le corps mauvais conducteur se divise en une suite de couches alternativement électrisées en sens contraires; c’est ce que Biot a constaté par expérience.

Entre les cas extrêmes des bons et des mauvais conducteurs, il y a des degrés très- variés, dont quelques-uns ont été étudiés par M. Gaugain. Les gai raréfiés sont des conducteurs moins parfaits que les métaux; cependant iis sont capables de transmettre assez abondamment l’électricité pour faire dévier l’aiguille aimantée. Aussi la propagation de l’électricité dans les gaz doit-elle jouir des caractères généraux que nous avons indiqués.

C'est en adoptant ces considérations théoriques que MM. Quet et Seguin ont pu expliquer le phénomène des stratifications électriques. Lorsque l’électricité arrive sur les conducteurs métalliques de l’œuf électrique, la colonne de gaz raréfié se partage en couches successives dont les unes jouent le rôle des lamelles métalliques d’un tube étincelant, et les autres celui des laines d’air où éclatent les étincelles de ces tubes. Dans les premières couches, les deux fluides électriques qui s’y trouvent développés par influence tendent à se porter l'un du côté de la boule positive, et l’autre du côté opposé. Les molécules très-mobiles du gaz y reçoivent ainsi des mouvements contraires qui raréfient ces couches et condensent les autres. Ces dernières, qui séparent les électricités opposées, s’échauffent et s’illuminent lorsque la décharge a lieu, tandis que les couches raréfiées, et par conséquent plus conductrices, restent obscures. Avec cette théorie, MM. Quet et Seguin sont parvenus à rendre compte de toutes les circonstances que présente la stratification de la lumière électrique. D'ailleurs ils ont pu imiter ce phénomène de diverses manières. Ainsi, après avoir secoué de la poussière de charbon dans le voisinage des fils de décharge, ils ont fait passer dans l’air l’étincelle d'induction, et ils ont constaté que cette étincelle se stratifiait transversalement, tout en prenant une longueur considérable; c’était comme un long chapelet à grains

lO.

lumineux. Cet effet se produit aussi dans une flainme fuligineuse et même dans la partie obscure de la flamme d'une bougie. Au sommet d une flamme d'essence de térébeutbine, les points brillants sont remplacés par de petites flammes distinctes.

Après avoir examiné les principaux effets de chaleur que l’on produit avec le courant électrique, il convient d'étudier les lois qui régissent le développement de cette chaleur et qui serviront de guide pour eu régler l’emploi.

La chaleur fournie dans uti temps déterminé par un conducteur qui a été introduit' dans le circuit voltaïque dépend de deux éléments, savoir : de l'intensité du courant qui traverse le conducteur, et de la résistance que ce dernier oppose au passage du courant. Elle est, d'après une loi que l’expérience a révélée à M. Joule, en raison composée du carré de l'intensité du courant et de la résistance du conducteur. Cette loi, qui s'applique non-seulement à une partie quelconque du circuit extérieur, mais aussi à la pile et à ses éléments, a été vérifiée par M. Ed. Becquerel; elle a été constatée par lui sur des conducteurs liquides placés dans le circuit extérieur, lorsque ces conducteurs ne produisent aucune action locale propre a absorber de la chaleur.

On peut tirer de la loi générale que nous venons d'indiquer une conséquence importante qui est relative au rendement calorifique d’une source électrique.

Supposons que le courant soit produit par une pile de Smée, dont chaque élément est formé d'une plaque de zinc amalgamé et d’une plaque de platine platiné plongées dans de l’eau aiguisée d'acide sulfurique. Le travail chimique de cette pile peut être mesuré par le poids de l’hydrogène qui se développe , chaque gramme de ce gaz correspondant à 9 grammes d’eau décomposée et à 33 grammes de

DE L'ÉLECTRICITÉ ET DU MAGNÉTISME, zinc dissous dans la pile. Comparons à ce travail chimique la quantité de chaleur dégagée par le circuit entier, composé de la pile et du circuit extérieur.

Admettons pour un moment que le circuit soit tel que la pile fournisse 1 gramme d'hydrogène en 3oo minutes; changeons ensuite. le circuit extérieur et donnons-lui une résistance telle qu'en 3oo minutes la pile ne fournisse qu’un demi-gramme d'hydrogène. Comme il s'agit ici de la même force électromotrice, la résistance du circuit entier aura doublé, en même temps que l’intensité du courant sera réduite à la moitié. Le produit de la résistance de la pile par le carré de l'intensité du courant sera deux fois plus petit; par conséquent, d’après la loi générale appliquée à tout le circuit de la pile, la quantité de chaleur développée en 3oo minutes sera moitié moindre : d’où il suit qu'en Goo minutes on aura la même chaleur qu’avec le premier circuit; d’un autre côté dans ces Goo minutes on recueille i gramme d’hydrogène. Ce raisonnement est tout à fait général , et les nombres simples que nous avons adoptés n’ont d’autre effet que de le rendre plus facile. 11 suit donc de la loi appliquée à la pile da Smée que cette pile et son circuit extérieur fournissent toujours la même quantité de chaleur pour 1 gramme d’hydrogène dégagé, ou pour 33 grammes de zinc dissous. Le travail de la pile définit donc complètement la chaleur produite. Que ce travail soit plus ou moins rapide, c’est-à-dire que le circuit extérieur soit plus ou moins conducteur, on a toujours la même chaleur pour le même travail chimique.

Cette conséquence fort remarquable méritait d’être vérifiée par l’expérience. C’est ce que M. Favre a fait, en plaçant un élément de Smée avec ses conducteurs dans les moufles de son calorimètre à mercure.

Par la même méthode, et en employant une pile de cinq éléments de Smée où les pôles étaient réunis par un fil de cuivre gros et court, dont la résistance relative était par conséquent insignifiante, M. Favre a trouvé que, pour 33 grammes de zinc dissous, la chaleur

dégagée est de 1 8 e , 796 (la calorie étant relative au kilogramme d’eau). Tel est le rendement calorifique de la pile de Smée, lorsque ce rendement est rapporté, non à l'unité de temps, mais à l'unité de travail chimique.

Le travail chimique qui s’accomplit dans la pile consiste en trois opérations. Pour oxyder 33 grammes de zinc, il faut que 9 grammes d’eau se décomposent, ce qui donne 1 gramme d’hydrogène qui se dégage, et 8 grammes d’oxygène qui se combinent avec le ziuc et forment 4 i grammes d’oxyde de zinc; cet oxyde se dissout ensuite dans l'acide sulfurique étendu.' Il y a donc, dans ce travail, d’abord l’oxydation de 33 grammes de zinc, ce qui, considéréà part, se fait avec un dégagement de 43 e ,45i;puis la dissolution de l’oxyde de zinc dans l’acide sulfurique étendu, laquelle donne to c ,455 pour le compte de 6 1 grammes d’oxyde. Ces deux sources de chaleur produisent donc la somme de 5â e ,9oG. Mais il y a aussi la décomposition de 9 grammes d’eau à considérer, et 9 grammes d’eau exigent pour se décomposer 34 e , 4 Ga , puisque l’expérience montre que ce nombre de calories est développé dans la combustion de

I gramme d'hydrogène. Sur les 5a c ,9o6 dégagées par les actions chimiques, il y a donc 34 e , 4 Ga absorbées pour la décomposition de l’eau; il reste encore comme effet de ces trois opérations chimiques la production de 18 e , 444 . Or ce nombre diffère peu de la chaleur fournie par le circuit voltaïque, qui est de i 8 e , 796. La différence peut tenir en partie aux erreurs inévitables des observations; elle doit aussi provenir de ce que, dans la pile de Smée, le zinc qui se dissout n’est pas à l'état de zinc pur, mais à l’état d’amalgame.

II est donc permis de regarder comme suffisamment démontré que la chaleur développée par le circuit voltaïque, lorsque 1 gramme d’hydrogène est produit par la pile, est égale à celle qui résulte des trois opérations qui s’exécutent dans la pile pour donner ce gramme d’hydrogène. Toutefois remarquons que cette chaleur n’est pas entièrement dégagée dans la pile elle-même; qu’elle se produit dans toutes les parties du circuit, et qu’en augmentant la ré-

DE L'ÉLËCTUICITÉ ET Dll MAGNÉTISME. 151

sistance de la partie extérieure, on peut diminuer autant qu'on veut la chaleur fournie par la pile, le reste du circuit fournissant le complément.

Nous venons de voir que, pour t gramme d’hydrogène produit par une pile de Smée, la chaleur dégagée par tout, le circuit est constamment de 1 8 e , 796, quelque rapide ou lent que soit le développement de l'hydrogène. Mais on peut se demander quelle est la part qu’il faut attribuer à la pile, à telle ou telle partie de la pile, au circuit extérieur et à telle ou telle partie de ce circuit. Cette part est réglée par la loi générale que nous avons énoncée , et qui est applicable, ainsi que l’expérience le démontre, à toutes les fractions du circuit extérieur et intérieur, de même qu'au circuit entier. En effet, lorsqu’on veut faire le départ pour un circuit donné, il faut remarquer pour cette comparaison que l’intensité du courant est constante dans tout l’appareil; dès lors les quantités de chaleur fournies dans le même temps par deux conducteurs quelconques pris dans le circuit sont entre elles comme leurs résistances électriques. La chaleur donnée par une partie du circuit est donc à la chaleur fournie par le circuit entier dans le rapport des résistances. D’après cela, si le conducteur considéré oppose au courant la moitié, le tiers, le quart de la résistance de la pile, il entrera pour la moitié, le tiers, le quart dans la chaleur qui se produit. Pour 1 gramme de gaz hydrogène dégagé, le circuit entier fournit 18 e , 796. Le conducteur considéré donnera la moitié, le tiers, le quart de cette chaleur, suivant le rapport des résistances. On voit par cette règle comment on peut diminuer la chaleur produite par la pile, en faisant passer une partie plus ou moins grande de la chaleur totale dans le circuit extérieur. On voit également les dispositions qu’on doit prendre pour porter une partie de la chaleur de la pile sur un point du circuit extérieur, de manière à y produire un échaulfement plus ou moins considérable.

Il est clair que le raisonnement que nous venons de faire n’est pas particulier à la pile de Smée et qu'il s'applique à toutes les piles.

Les réactions chimiques produites dans la pile de Smée correspondent à un dégagement de chaleur que cette pile rend intégralement, partie par elle-même, partie par le fil homogène qui réunit ses deux pôles; et nous avons vu, d’après les expériences calorimétriques de M. Favre, que la chaleur fournie par le circuit entier s'élève à 18 e , 796 pour le dégagement de 1 gramme d’hydrogène.

Le rendement n'est plus le même, et une partie de la chaleur qu’on devrait recueillir disparait, lorsque le courant électrique est employé à produire un travail chimique ou mécanique. M. Favre, qui a étudié cette question en mesurant les chaleurs avec son calorimètre, est arrivé à des résultats que nous allons examiner, en commençant par le cas où l’électricité est employée à un travail chimique.

La pile dont M. Favre se sert est de cinq éléments de Smée. On l’enferme, ainsi qu’un voltamètre à eau ou à sulfate de cuivre, dans les moufles d’un calorimètre à mercure, et on recueille la chaleur produite pendant qu’un travail chimique déterminé s’effectue dans la pile. Si le circuit extérieur de la pile ne contenait pas de voltamètre, on aurait i8 0 ,7g6 pour 1 gramme d’hydrogène dégagé; avec le voltamètre à eau, ou n’obtient que 1 l'^Gg, et, avec le voltamètre à sulfate de cuivre, 12 e , 728. 11 y a donc une perte de chaleur lorsqu’un travail chimique s’effectue dans le voltamètre. Il est facile de vérifier que ce travail est réellement la cause de la perte de chaleur observée ; si on renverse la direction du courant, dans le cas du voltamètre à sulfate de cuivre, on obtient 18 e , 702, pendant qu’un nouveau gramme d’hydrogène se dégage de la pile, c’est-à-dire qu’il n’y a plus de perte sensible. Dans cette dernière expérience il se produit à l’intérieur du volta-

mètre deux travaux chimiques. qui sont égaux et contraires, et qui se compensent. Le cuivre qui s’était déposé sur la lame négative de platine se redissout maintenant, et il se dépose une égale quantité de cuivre sur la lame positive; d’où résulte une balance au point de vue de la chaleur.

Ainsi, lorsque le courant accomplit un travail chimique, il se perd une quantité de chaleur qui sert ii la production de ce travail. Voyons quel rapport la perte peut avoir avec le travail même. Dans le cas du voltamètre à eau , il se décompose dans cet appareil le cinquième de 9 grammes d'eau. Or 9 grammes d’eau exigent pour la séparation des éléments 3 ù c , 46 a; le cinquième de cette quantité est 6 e , 892 , et ce nombre 11e diffère que de de la perte calorifique mesurée. La chaleur qui disparaît est donc égale à celle qu'exige le travail chimique effectué dans le voltamètre à eau.

11 en est de même du voltamètre à sulfate de cuivre. En effet, 3 a grammes de. cuivre dégagent a 9 e , 60 5 , lorsqu’ils se transforment en sulfate de cuivre dissous dans l’eau; pour les séparer de cette dissolution , il faut la même quantité de chaleur. Or, dans le voltamètre, il ne se sépare que le cinquième de 3 a grammes de cuivre; ce travail chimique n’exige donc que le cinquième de 39 e , 6 o 5 ou 5 e ,92i. Cette quantité diffère à peine de £ de la perte mesurée; il est donc naturel de penser que la chaleur perdue est égale à celle qu’exige la décomposition du sulfate de cuivre.

D'après ces exemples, on peut conclure que la chaleur perdue par un circuit dans lequel le courant produit des décompositions chimiques est égale à la chaleur nécessaire pour effectuer ces décompositions. Le travail calorifique n’est donc pas perdu en réalité; il n’est que déplacé et transformé en un travail chimique correspondant.