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proxituation, on divise les intervalles en parties égales. Pour se servir de cet instrument, on expose l'une des boules à la chaleur rayonnante qu'on veut mesurer , en ayant soin de préserver l'autre avec un écran.

On possède aujourd'hui un thermomètre différentiel bien préférable à celui de Leslie; il est fondé sur l'éiectricité. Plusieurs des expériences dont nous allons parler ne se réalisent qu'avec cet instrument; mais on peut toujours les concevoir en imaginant un thermomètre différentiel d'une excessive sensibilité. Pour donner une idée de celle du thermo-multiplicateur, nous dirons qu'il est affecté par la chaleur de la main placée à 23 ou 30 pieds, et que l'effet est instantané.

Voy. TnERMO-MULTIPLïCATEUR.

Leslie a découvert que des surfaces égales, mais de nature différente, n'émettaient pas la même quantité de chaleur, bien qu'elles fussent à la même température. Prenons un vase cubique rempli d'eau bouillante, ayant une face couverte de noir de fumée, et une autre argentée et bien polie; si nous les tournons successivement vers un thermomètre, nous verrons que la face métallique émet beaucoup moins de chaleur que la face noircie. Si, par exemple, avec In noir de fumée, on soutient le thermomètre différentiel à 10°, avec la face argentée, on n'obtiendra que 0°, 12. Bien entendu que l'eau est entretenue bouillante, ou du moins à la même température. On peut se servir pour cela d'une lampe à esprit de vin, en ayant soin d'interposer un écran entre elle et le thermomètre. Nous savons que les nombres obtenus, quand l'instrument est slationuaire, donnent la mesure de la chaleur reçue qui est évidemment proportionnelle à la chaleur émise.

On conçoit donc qu'en appliquant différentes substances sur les faces du cube, on ait pu conslruire la table suivante où l'on a représenté par 100 le pouvoir rayonnant de la substance qui rayonne le plus.

Noir de fumée 100

Carbonate de plomb 100

Papier. 98

Colle de poisson 91

Verre 85

Encre de Chine. . . ... 83

Comme-laque 72

Surface mélall. suiv. le poli . . 12 à 15.

On voit que les métaux perdent par le rayonnement beaucoup moins de chaleur que les autres substances, surtout quand ils sont bien polis; en les rayant, ou augmente sensiblement leur pouvoir émissif, et il est évident que cet effet ne peut pas être attribué à l'accroissement de surface. Cependant tout ne dépend pas du poli, puisque le verre a un très-grand p mvoir rayonnant. La transparence n'a aussi qu'une influence secondaire, puisque des substances opaques rayonnent autant ou plus que le verre. H en est de même do la couleur; car le carbonate de plomb, qui est d'une blancheur parfaite,

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émet autant de chaleur que le noir de fumée. Un fait bien remarquable, c'est qu'une couche très-mince de noir de fumée suffit pour porter à 100 le pouvoir rayonnant d'une surface quelconque, même métallique; de sorte que le rayonnement ne provient réellement que d'une couche très-superDcielle; cependant , pour certaines substances du moins, il dépend de l'épaisseur. Si on applique une couche très-mince de colle à bouche ou de vernis à la goairae-laque sur une surface métallique , on augmente son pouvoir rayonnant; mais il faut un certain nombre de couches pour obienir le maximum d'effet. Les rapports indiqués dans le tableau ont été déterminés pour des températures qui ne dépassent pas 100"; pour les températures plus élevées, il y a en général des variations. Cependant il résulte des expériences de M. Dulong que le noir de fumée et les métaux conservent le même rapport dans leurs pouvoirs rayonnants au moins jusqu'à 3 ou 400 degrés.

Le rayonnement des gaz est beaucoup plus faible que celui des solides et des liquides ; si l'on cache la flamme d'uue lampe à alcool par un écran, pour ne laisser à découvert que le large courant de g z trèschaud qui s'élève au-dessus d'elle, le thermomètre le plus sensible, placé à une petite dislance, donnera à peine quelques signes d'échauffement. La (lamme qui n'est qu'un gaz incandescent rayonne, il est vrai, d'une manière assez marquée, mais aussi sa température est excessive; et encore son rayonne ment est-il beaucoup plus faible que celui d'un corps solide présentant bien moins de surface, comme on peut s'en assurer en faisant rougir dans la flamme une spirale de Gl de platine; l'effet thermométrique devient alors trois ou quatre fois plus grand.

La chaleur qui vient frapper un corps se divise en général en (rois parties, une qui se réfléchit, une qui est transmise, et une troisième qui est absorbée. C'est parce qu'elle est ainsi absorbée que la chaleur rayonnante produit réchauffement qui n'est évidemment dû ni à la chaleur réfléchie ni à la chaleur transmise.

On n'a bien mesuré jusqu'à présent le pouvoir absorbant que pour les substances alhermanes : tels sont les métaux, le noir de fumée, etc. Par des expériences liès-précises M. Dulong a reconnu que pour ces substances le pouvoir absorbant était égal au pouvoir rayonnant. M. Melloni est parvenu à la même loi par un procédé moins rigoureux, mais sensiblement exact, comme le prouve l'accord même des résultats. Il se sert d'un écran métallique très-mince, dont une face tournée vers la source de chaleur est recouverte de la substance qu'on veut essayer, tandis que l'autre, enduite de noir de fumée, pour qu'elle ail un grand pouvoir rayonnant, regarde le thermomètre placé à une petite distance. En admettant que le rayonnement de cette face est proportionnel à la chaleur absorbée par l'autre, et en opérant avec la chaleur de l'eau bouillante, on retombe

CAJ,

CAL

.scnuiit sur les nombres qui représentent les pouvoirs, rayonnants déterminés à la même température.

I.cs ilmrscs couleurs n'ont pas d'action par lirul i.-it' sur la chaleur obscure, mais elles absorbent IràsHnégalçme.nt la chaleur si'lmi'; ainsi un morceau île drap noir, mis au soleil sur la neige, en lail fondre bien plus <i u'ii 11 mprceau île drap blanc; ou peut conclure de là que les V.élei enls hlaiu s sont picleraldrs en clé il lis noirs en hiver; s'il n'y a de différence que dans là couleur! leur pouvoir rayonnant esl le ineine, |>tiis<|uc la chaleur du corps est bien au - dessous de I00-.

Il cl évident que les corps doues d'une grande chaleur s^ei ilii|iie doivent mettre pins de lciu;s que les aulres à se refroidir cl a s'cchaull'er. L'eau sous ce rapport est particulièrement remari|uable, et on met continuellement à profit celle propriété qu'elle a de conserver longtemps sa leiupéraiurc. On com oïl aussi qu'a cuise de sa chaleur lalenie. 1 k. de vapeur d'eau, en se HquiQa.nl peu à peu, doit maintenir chauJs pendant lrès-lo:igtemps les tuyaux îles calorifères ; pour tomber a zéro il y a 643 unités de eha'eui a dégager, el arrive là, il faut qu'il en perde cm ore 75 avant de passer entlèi 'cineiil à l'elal de glace.

Toutes choai S claies, le temps i|u'un cor|)s met à se refroidir, 1 est propoi tionuel à sa chaleur spécifique ; c'est une conséquence de la loi île New ton, mai-, nous prendrons ce fait comme un résultat d'expérience; on peut en ellel s'assurer que dans des cirionslances identiques, I K. d'eau met trente fois autant de temps que I k. de mercure a se refroidir d'un même nombre de degrés. Il résulte de là, pour comparer les chaleurs spécifiques, une méthode qui a fourni des réao Mis très-exacts à MM. Dulong el l'élit. 1 es diverses substances étaient successivement enfermées dans un même vase assez petit pour que la masse eût (nus ses points toujours à la même température. Ce vase était suspendu dans un autre beaucoup plus grand enloure de gla.ee de Coûte pari cl formant ainsi une enceinte d ni la température etail parfaitement lixe. I >n taisait le ride dans celle emeinle pour que le refroidissement mareb.it plus lentement. Une ouverture mastiquée laissait passer la lige d'un Ihermomètre plongé dans la substance, qui était préalablement échauffée jusqu'à 20 ou 30". On observait la durée du refroidissement, à partir du moment où l'e\. es de teinperalurc était seulement de 10*, cas ou la loi de Newton esl trés-e\acle. Ou tenait d'ailleurs compte de la chaleur Fournie par le petit vase et par le Ihermomètre.

Influence ùe la conduclibiliti . — I.a conductii iliio joue évidemment un très grand rôle dans les phénomènes de l'echaiilleiuenl el du refroidissement; mais pour bien concevoir ce rôle il est bon de remonter a la cause même de la conductibilité, et c'est ce que nous pouvons faire, a présent que nous nous sommes élevés à L'idée de la chaleur

rayonnante, nappclons-nous que les dernières particule des cdriM sont tenues efl équilibre à dislance par certaines forces, de BOrtè qu'elles ne se louchent i eellemenl pas. D'après cela il doit y .noir un rayonnement entre elles comme entre de petits corps isoles; la conductibilité el la trariftmisstoh de la chaleur au contact rentrent ainsi dans le fait général ilii r lyonnémèrit.

Considérons, par exemple, une barre métallique dont une extrémité soit en rapport avec une source constante de chaleur, eu plongeant dans un foyer, au mieux en recevant a flamme d'une lampe à niveau constant, chaque tranche transmet à la tranche suivante une quantité de chaleur proportionnelle a la différence de lembéràturé. S'il n', avait aucune perle par le conl tel de l',.ir et par le rayonnement extérieur, la barre Unirait par acquérir d ins toute sa longueur une température uniforme et égale a celle de la source; mais à cause du refroidissement il S'établit un état stationtinire avec des températures décroissant s. Par un calcul fondé sur la loi de Newton, on trouve qu'a 1, 1, 3 décimètres de la sourie, les excès îles différentes tranches de la barre sûr

la température ambiante doivent décroître

suivant une progression gé inaétriq |uaud

l'équilibre est établi. Or, des cxpéuenrcs li's .vicies, iiotaino.nl celle, de M. Déiprclz, ont conlirme ce résultat du calcul, du moins pour les métaux bons conducteurs.

Là raison Be là progression dépend évidemment de la conductibilité; aussi celle des différentes substances a-t-cllc été déduite ne s de Ce geni e à l'aide du calcul. Qùoiqu i l'n'i soit ûll ti ès-maui. aïs ton- . ci que si cl aleur spécifique soit très perité, il refroidi! le. corps as-e/ rapidement, parce qu'il s', lève' dès qu'il est échauffé, et qu'il s'établit ainsi un courant cuitiauel. La vitesse du refroidissement dépend de la le lité àVi c laquelle l'air se renouvelle autour de la surfâté ; au-si varie-l-elle avec I i tonne du corps, . lion et les i-ircoiist nu es extérieures. On' a constaté qu'il se cô deti ail plas de vapeur dans les tuyaux verticaux des calorilères qac dans les tuyaux horizontaux; cela prouve que l'air enlève plus de chaleur aux premiers, et cela Se conçoit; parce que les coulants se meuvent pfds faCilem ni tout autour de leur surfic . tandis que paur les aii'ri s I renouve lemenl de l'air n'est facile que par la partie inférieure, qu'on tro rlTel moins chaude que la -

Les corps oxpo es a li chaleur rav minante s'échauffent plus ou ni" i i anl le

pouvoir absorbant de leur surface : ainsi I -e devant le feu dans oii va e d'ar-

gei.t poli s'échauffe bien plus 1 ntement quo quand la surface esl noircie; en revanche elle se refroidit moins vile.

Non-seulem ni Us col ps doués d'un gran J pouvoir absorbant s'échauffent pi -

Réchauffent aussi davantage. Qu'on

u un tbermo nèlrc différentiel

uy aul une de ses boules argentée el l'autre

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noircie, on verra que celle-ci finit par prendre une température plus élevée.

Il est à remarquer que celle différence n'aurait pas lieu dans le vide; tous les corps exposés à la chaleur rayonnante y prendraient la même température, quel que fût leur pouvoir absorbant, toutes choses égales d'ailleurs ; car si l'un gagne deux fois autant de chaleur, parce que son pouvoir absorbant est double, il en perd deux fois autant, puisque son pouvoir rayonnant est double aussi. L'égalité de température, si elle existe un instant, devra donc subsister.

Mais dans l'air il y a une autre perle que celle due au rayonnement; et, chose remarquable, l'inégalité de température s'établit, quoique le fluide enlève la même quantité de chaleur à égalité de température.

Le pouvoir diathermique du verre étant bien plus grand pour la chaleur lumineuse que pour la chaleur obscure, les rayons du soleil traversent plus aisément lés vitres d'un appartement que ne peuvent le faire les rayon» obscurs provenant des corps qu'ils ont échauffés; aussi remarque-t-on que la chaleur se concentre, el cela contribue à l'avantage des doubles fenêtres. En faisant tomber les rayons du soleil dans le fond d'une boîte noircie à travers trois vitres distantes de quelques centimètres, Saussure a obtenu une élévation de température de plus de 100°. La superposition des enveloppes contribue d'ailleurs pour beaucoup au phénomène.

Quand on songe aux différences san9 nombre qui existent entre les corps sous le rapport des pouvoirs rayonnants réfléchissants, transmissifs, etc., on est tenté de croire que l'uniformité de température est impossible dans une enceinte renfermant des substances diverses ; que si cette uniformité existe, on doit nécessairement la troubler, en introduisant un corps dont les surfaces seraient de différente nature, et qu'un pareil corps ne peut pas conserver la même température dans tous ses points; mais l'expérience et le raisonnement s'accordent pour prouver la possibilité d'une température uniforme. Cette uniformité est même le seul état final possible; nous nous contenterons de la preuve expérimentale. Nous observerons seulement qu'il est fort difficile d'obtenir l'uniformité rigoureuse de température dans une enceinte un peu grande, surtout à cause des circonstances extérieures, et que en général dans un appartement, par exemple, on trouve toujours avec un thermomètre un peu sensible des différences dans les différents points.

La vitesse avec laquelle un corps se refroidit à un instant déterminé peut se mesurer par l'abaissement de température en une seconde; or, après avoir rapporté toutes les températures au thermomètre à air, MM. !)if1ong et Petit ont reconnu que la vitesse de refroidissement était soumise à des lois très-remarquables. Ces lois sont les mêmes pour tous les corps, quelle que soit leur nature. Les variations de forme cl de

volume sont aussi saris influence, du moins tant qu'elles n'empêchent pas l'uniformité de température. Si donc deux corps différents sont placés dans les mêmes circonstances avec un même excès de température, et que le refroidissement de l'un pendant la première seconde ait été, par exemple, trois fois aussi grand que celui de l'autre, il y aura toujours la même proportion dans les vitesses de refroidissement pour des excès de température égaux quelconques. Voy. Chaleur, etc.

CAPILLARITÉ. — L'adhésion des liquides aux solides donne lieu à une multitude de phénomènes remarquables. Lorsqu'on trempe dans un liquide l'extrémité d'un tube de verre, on voit que la colonne qui pénètre dans ce tube ne s'arrête presque jamais au niveau extérieur. Dans l'eau, par exemple, elle s'élève au-dessus, el dans le mercure, elle s'abaisse au-dessous. Ces phénomènes d'ascension ou de dépression sont appelés phénomènes capillaires , et la force qui les produit est Vaction capillaire, {'attraction capillaire, ou simplement la capillarité, parce qu'ils furent d'abord observés dans des tubes très-fins, dont le diamètre intérieur était comparé à celui d'un cheveu (capillus). Cette forée n'agit pas seulement pour élever ou déprimer les petites colonnes liquides dans l'intérieur des tubes, elle s'exerce sans cesse au contact des liquides avec les solides, au contact des liquides en* tre eux ou des solides entre eux, et en général au contact de toutes les parcelles les plus ténues de la matière pondérable.

Les longueurs des colonnes soulevées ou déprimées sont en raison inverse des diamètres de» tubes.

Il est facile de reconnaître par l'expérience qu'en général les différences de niveau sont d'autant plus grandes, que les diamètres des tubes sont plus fins.

Les résultats sont tout à fait indépendants de l'épaisseur des tubes et de la matière qui les compose , pourvu que cette matière puisse être mouillée par le liquide.

Avant que les tubes soient soumis à l'expérience, il faut avoir soin de nettoyer parfaitement leurs parois intérieures de toutes les impuretés qui pourraient les souiller ; il est essentiel aussi do faire osciller la colonne liquide à plusieurs reprises pour faire l'observation de sa véritable hauteur. Quant au diamètre des tubes, il se détermine en pesant le mercure qu'ils contiennent dans une longueur connue.

Toutes les fois qu'il y a ascension dans un tube capillaire assez étroit, le sommet de la colonne liquide prend la forme d'un ménisque concave, c'est une demi-sphère de même diamètre, que le tube ; au contraire, quand il y a dépression, le sommet de la colonne liquide prend la forme d'un ménisque! convexe. Ces formes sont essentiellement liées à l'ascension et à la dépression ; car si l'on enduit de quelque corps gras la surface intéri nre d'un tube de verre, et qu'on eu plonge l'extrémité dans de l'eau colorée, on

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observe que non-seulement l'eau cesse de s'élever au-dessus du niveau, mail qu'elle reste déprimé» dans ce tube endoilde graisse, el qu'en même temps le sommet de la colonne prend la l'orme du ménitque convexe, comme rail le mercure dans les tubes ordinaire-.. Il résulte de celte observation que («i différence» <le niveau dépendent de In forme itii ménisque.

Dans un ospace annulaire d'une épaisseur quelconque, l'ascension ou la dépression est la même que dans nu tube dont le diamètre serait double de relie épaisseur.

L'espace compris entre deux lames parallèles n esl en quelque sorte que la limite de l'esp ice annulaire dont nous renoua de parler ; ainsi les hauteurs des colonnes SOUlei rcs ou déprimées doivent suivre la même loi.

Ce qui précède nous montre assez clairemenl que les solides el les liquides ne peuvent pas se loucher, sans que la surface mobile du liquide éprouve, près du contact,

une déformation plus ou moins marquée.

les inflexions des courbures dépendent de

la forme îles corps. Il y a toujours ascension d'un liquide quand il mouille la surface, et dépression quand il ne la mouille pas. C'esl ainsi qu'une aiguille à coudre bien lav.e.i l'alcool se Irouve mouillée par l'eau et enfonce lorsqu'on la pose légèrement sur la surface de ce liquide, tandis qu'elle surnage si elle csi uu peu graissée de manière ,i produire autour d'elle une dépression. Les insectes qui marchent ou plutôt qui glissi ni sur la surface des eaux, tels que les bydromètres, les girins, etc., seraient bientôt submergés, si an enduit particulier n'empécbail pas qu'ils lussent mouillés par ce liquide.

attractions et répulsion» oui résultent de In capillarité. — Les corps qui sont plongés dans les liquides ou qui flottent à leur surface présentent des phénomènes d'attraction et de répulsion assez remarquables pour qu'il nous semble nécessaire d'enter quelques exemples.

Deux balles de liège, posées sur L'eau el

mouillées par ce liquide, n'exercent aucune action lune sur l'autre lorsqu'elles sonl à une distance un peu grande ; mais dès qu'on les approche a une distance capillaire,

c'est-à-dire a une dislance assez petite pour que les surfaces du liquide soulevé autour d'elles se louchent ou se croisent, il y a

ttloi s une attraction lrès-\ iv s.

Deux balles qui ne se mouillent pas, comme des balles de cire OU de liège enlumees, flottantes sur l'eau , OU des balles de fer sur le mercure, exercent aussi une attraction dans les mêmes circonstances.

Bnfin deux balles, dont l'une se mouille tan is que l'autre ne se mouille p il, se repoussent toujours lors [u'elles arrivent à la distance capillaire.

1 Mi avait pense d'abord que ces mouvements résultaient d'une action directe de la matière, mais il est bien évident qu'ils dé- - courbures des snrfact s, puisque les mêmes corps qui se fuient ou qui

s'attirent sur l'eau, n'exercent aucune action

à distance égala dans le vide, ou méi lans

l'air, ou dans d'autres milieux qui l'es enveloppent de tontes paris.

Adhésion îles liquides contre les surfaces solides. — Lorsqu'un disque solide esl posé sur la surface d'un liquide, on ne peut plus le soulever horizontalement comme s'il était libre dans l'air, mais il faut faire uu effurl un peu plus considérable. Pour mesurer cet effort, on se sert d'une balance : d'un coté ou met le disque horizontal, de l'autre on met des contre-poids, el quand l'équilibre est établi, on approche une surface liquide jusqu'à l'instant où elle touche la surface inférieure du disque ; alors on ajoute peu à peu cl sans secousse des poids du coté opposé, et l'on note combien il a fallu eu ajouter pour rompre l'adhésion.

Un disque de même diamètre, de cuivre ou de quelque autre substance capable de mouiller les liquides, donne exactement le même résultat. Cette adhésion est, commo la capillarité, indépendante de la nature des solides et dépendante seulement de la nature des fluides. Il est facile d'en concevoir la raison, car, en se soulevant, le disque emporte toujours une couchede liquide. L'effort des poids additionnels n'est donc pas appliqué à Béparer les molécules du disque

des molécules du liquide, niais bien à rompre fa cohésion qui unit les molécules lia aides entre elles.

Hivers rjfrts th in capillarité» — Huygbens observa en lt>72 un fait qui parut abus fort étonnant. Dn tube do 70 pouces do longueur ei de quelques lignes de diamètre, ayant été bien nettoyé à l'alcool, puis rempli de mercure, puri;é d'air et retourné avec précaution, toute la colonne resta suspendue dans le tube ; il fallut plusieurs secousses légères pour qu'elle se détachât du sommet el prit sa hauteur ordinaire de -2N pouces dans l'intérieur du tube. C'est évidemment un phénomène d'adhésion ; il se reproduit toules les fois que la surface intérieure du tube esl bien nette et l'appareil bien purgé d'air.

Dom Casbois, bénédictin, lit. vers 1780, une remarque importante pour la construction des baromètres. Ayant fait bouillir le mercure pendant très-longtemps dans un tube barométrique, il s'aperçut, .après l'avoir retourné, que le sommet de h colonne formait un ménisque à peu prés plan, et même plutôt concave que cin, exe. Ou voil par ce qui précède que celte forme de ménisque doit avoir une grande influence sur la hauteur des baromètres qui n'onl pas, comme

celui de M. Gay-Lussac, l'avantage d'être

Corrigés d'UVanèe de- tous les effets de la capillarité. La cause de ce singulier phénomène a été longtemps inconnue, et l'on doit à Dulong une observation qui l'explique complètement : Dulong a reconnu, par des expériences dire tes, qu'en prolongeant l'ébollilion du mercure a l'air, il se forme un oxyde qui se dissout dans le liquide, el cette espèce de dissolution , assez pi u différente du mercure par sa densité . en est très-sen-

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siblement différente par ses propriétés capillaires, puisqu'elle acquiert à la fin la propriété de mouiller le verre. Ainsi, pour faire de bons baromètres à cuvette, il faut, autant qu'il est possible, éviter le contact de l'air pendant l'ébuliilion du mercure.

Les phénomènes de cap llarilé sont une des plus remarquable! applications de l'affinité réciproque des liquides et des solides. OuHp les nombreux exemples que nous en offre la naiure, nous les rencontrons à chaque pas, pour ainsi dire, dans les faits de la vie commune. C'est sur la capillarité que se fonde l'usage d'S chandelles, des bougies, des mèches de lampes : l'huile, le suif et la cire fondue montent entre les filets des mèches comme entre des tubes. L'usage de la poudre d'écriture el de tons les absorbants analogues est fondé sur le même principe. On peut même employer de la petite grenaille de plomb pour dégarnir d'encre les plumes : les globules de métal se mouillent aux. dépeus de la plume, et leur poids les retenant, ils gardent le liquide quand on retire la plume.

C'est par un effet de capillarité que les substances grasses tombant sur une étoffe en petite quantité, non-seulement imprègnent la partie de l'étoffe qu'ils touchent, mais envahissent de pioche en proche, et finissent par former une large tache. Or, c'est aussi par la capillarité qu'on peut combattre cet effet. Pour cela, on chauffe assez fortement l'étoffe sous la tache au moyeu d'un corps métallique, d'une cuiller d'argent par exemple, qu'on a remplie de charbons rouges, el l'on produit d'abord ainsi la liquéfaction de la substance grasse. Alors on applique sur la tache quelque corps en poudre, de la craie par exemple, ou une feuille de papier non collé. Le liquide gras est absorbé partiellement ; et, en répétant celte opération un cerlain nombre de fois, on finit par faire disparaître la lâche. Ici la poudre minérale et le papier agissent précisément comme ils le font lorsqu'on les applique à une page d'écriture fraîche, où ils boivent le superflu de l'encre.

C'est à la capillarité qu'est due l'ascension de la sève dans les végétaux; et l'expérience prouve que le bois verl exerce sur ce liquide organique une force ascensionnelle plus grande qu'il ne le ferait à l'état sec. On a profilé de ce fait pour faire absorber au bois des liquides différents dans le but de combiner avec lui des principes qui le rendent inaltérable aux agents météoriques. On coupe un arbre en sève et on plonge sa base dan.-, un bain d'une dissolution de pyrolignite de fer. Ce liquide monte abondamment dans tous les vaisseaux du bois, cl, parla dessiccation, il reste combiné avec la fibre ligneuse à l'étal solide. Alors le Lois esl imputrescible el inattaquable par les insectes. Ce procédé industriel, appliqué fort en grand par M. lioueheiïe, est une découverte précieuse dont lous nos arts de construction doivent tirer un grand parti. In ou;, devons dire que lu même physicien a

reconnu qu'on pouvait imprégner les bois d'une manière plus commode, plus rapide et plus complète que par la capillarité ascensionnelle. Pour cela, on applique au sommet de la souche un sac de peau sans fond, qui contient la solution du pyrolignite; poussé par son seul poids, le liquide pénètre enlre les fibres verticales de l'arbre, et se filtre rapidement dans loule sa longueur, en laissant toutefois dans les canaux qu'il traverse assez de sel pour produire la combinaison voulue.

Théorie des phénomènes capillaires. — Pendant longtemps on ne put donner une explication satisfaisante de la capillarité. On supposa d'abord que l'air, ne s'iulroduisant que difficilement el en petite quantité dans les tubes capillaires, exerçait sur la colonne liquide une pression moins forte que celle due à l'air extérieur, el que dès lors le liquide devait monter. On objecta à cette explication que, le phénomène ayant lieu dans le vide, on ne pouvait lui assigner celle cause ; on répondu que, le vide n'étant jamais parfait, la quantité d'air restant, n'exerçant pas la même pression à l'intérieur et à l'extérieur du tube, les phénomènes de capillarité devaient toujours avoir lieu. Descaries eut recours, sans succès, à ses tourbillons; mais dès l'instant que Newton eut démontré que l'attraction pouvait s'exercer à de petites distances, on rapporta la capillarité à un effet de ce genre. Uawksbée posa en principe que lorsqu'un tube capillaire était plongé dans l'eau par une de ses extrémités, l'anneau de verre situé au même endroit, agissant par des forces perpendiculaires sur la petite lame de liquide que l'immersion avait mise en contact avec son intérieur, rendait l'eau spécifiquement plus légère. La pression de cette lame sur les parties situées au-dessous d'elle se trouvant ainsi diminuée, celle du liquide environnant, qui était devenue prépondérante, poussait la laine d'eau dans l'intérieur de l'anneau suivant, et faisait entrer une nouvelle lame d'eau dans l'intérieur de l'anneau terminal; les deux anneaux exerçant des actions semblables à la première sur la portion du liquide voisin, la pression de l'eau fait monter une nouvelle couche, etc. D'autres hypothèses furent mises successivement en avant, mais sans aucun succès. Jurin, auquel on doit une suile d'expériences intéressantes sur la capillarité, cstle premier qui en ait entrevu la cause; suivant lui, l'élévation de l'eau est due à l'attraction de l'anneau situé immédiatement au-dessus de la colonne que forme ce liquide. Voici l'expérience qui l'a conduit à adopter ce principe : si l'on soude bout à bout deux tubes capillaires, de diamètre différent, et qu'on les plonge dans un liquide, puis qu'on les relire peu à peu, on trouve que l'eau s'élève dans le système des deux lubos à la même hauteur qu'elle aurait atteinte dans un luhc do même diamètre que celui qui est soudé à la partie supérieure.

Les théories qui suivirent celles de Jurin s'appuyèreul sur le même principe, pour dé-

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montrer lo rapport inverse île l'élévation et ,1c-, .h :, mètres des tubes ; mais comme elles ne pouvaient r < • 1 1 < I r ■ ■ compte de ,imirs I. s cire niisi.uircs du phénomène, on lut obligé d'en venir .i dos .1 tc-l i ,'irtions qui ne tendaient rien moins qu'il enlever ,iu pheooliii'iw M généralité. Le seul moyen était (le soumettre l'Iiypolln se nu calcul, (fin Je voir si les ili'-ilut'l ion > s'accoi daienl a\ec 1rs Lois o'iserves. C'est ir que fil Clniraul : il pril en considération les Forces qui paraissais courir à la production du phénomène, savoir, la pesanteur, l'allrartion des mol. cul- s du tulie suc celles du liquide, cl les attractions du liquida sur lui-même. H cui égaed, en OUtr», à une cin onsta n, e aégiigét a. ant lui, à la courbure inm.iv- ou convexe du ménisijiie qui termine la colonne du li quide, suivant qu'il J a élévation ou aliaiss, meut dans le lu e, ce dont Jii'in v ail signale l'inlluence. l.a théorie de l'.lairaul , quoique conçue avec beaucoup de Sagacité, ne put expliquer complètement les pbenomènes capillaires, attendu qu'elle supposait un fait impossible, savoir , que l'attraction de la p l« roi du tube sur le liquide s'exerce à des distances sensibles. A la vérité, elle fit voir qu'il existait une infinité de lois d'attractions

que l'on pouvait admettre, el qui donnaient le rapport Inverte entre l'élévation et le diamètre du tube. Mais f.lairaul ne pril pas la meilleure de ces lois, ci laissa le mérite de celle découverte à Laplace , qui posa en principe nue l'action des parois t'exerçai! a des distances inlinimeiit i élites. I. iplace, en tenant compte, comme Cl liraot, de la forme du ménisque, a raniene la question à ses

véritables données ; de sorte qu'il a pu déduire de sa théorie, dont n Us allons es-a\ er de donner une idée, tons les phénomènes généraux des lobes capillaires.

Lorsqu'une masse liquide est en repos, sa surlare est borfioutale; le liquide exerce alors sur lui-même une action propre, indépendante de la pesante:. r ternaire, el qui produirait une dépression dans celle masse, sans l'impénétrabilité du liquide. Si l'on suppose maintenant que Mlle surface, par une cause quelconque, devienne concave ou CCUtexe, comme cela a lieu dans les clTels capillaires , le calcul démontre qoe l'action propre du liquide sur lui-même est modifiée. Celle action est plus forte si la surface est convexe, el moindre, si elle est concave. Voici 4e quelle manière on peut env liages (•••s ofi'cls. CoMidérOM d'abord une

liquide, de forme rectangulaire, terminée supérieurement par un plan horizontal, cl cherchons l'effet de l'attraction de celte n anse, a des distances infiniment petites, sur une colonne très-déliée, située dans s n intérieur, el dont la direction soit perpendiculaire an plan supérieur. Considérons dans celle colonne, à une distance île ce plan moindre que le rayon de la sphère d'activité du liquide, un poinl ou une molécule quelconque; menons idéalement , u dessous de celle mole. -nie un plan parallèle au plan supérieur, el qui se trouve à la

même dislance do la molécule que celle-ci du premier plau , il esl bien évident que

i ne mol. ■eu'c sera également attirée en haut ou in bat par les doux petites maeeaa de liquide de la colonne, comprises entre les deux | lins ; mais il n en .si pas de même delà parliede la petite colonne située auiles-ous du plan idéal, el Cela jusqu a une

distance du plan supérieur moindre que le ravon de la sphère d activité du Ijqi ide. Le

inéine raison, enienl s'appliquera à (ouïe

autre molécule que oe le que toeacousidéi ée

d'abord, el qui se li olive a u lislanee du

plan su érii ur moindre que le rayon de la sphère d'activités

Il résulte de? ce qui précède que toutes

les molécules situées a une distance infini ment petite de la surface su 6ri ure, étant

alli s par celles inlerieures, l'elfe l de Cette

altraction pourra être considésé comme* ei|uivalenl à une pression exercéo suc la base du liquide, cl iierpenditulairement à ses côtes.

Supposons maintenant que la colonne idéale dont il a été question soit prolongée au- Meus du plan suoci ieur, et prenons (l.llls celle colonne une molécule située c | ib nient à une dis! nie du plan supérieur moindre (|ue le rayon de la sphère d'activité du liquide, il est bien certain que la masse liquide agira sur la mole, nie pour la faire descendre, et de là résultera nécessairement une augmentation de pression. Or, si on applique le même raisonnement que cidessiis, et que l'on imagine un plau silué a la même djalan.ee de la molécule que le plan supérieur, on verra que la masse liquide, abstraction faite des effets de la pe sanieur, len Ira a taire descendre vers le bas la colonne entière.

Voyons mainlenanl ce qui arrivera si la surface supérieure est convexe ou concave, l'ienons-la d'abord copvexe» Concevons un

plan langent an point le plus culmin ut de la surface convexe; il esl évident que si l'on retranche l'action du ménisque conquis entre le plan et la surface convexe de la masse liquida terminée par le plan langent, on aura l'effet produit par la surface convexe. Prenons dans le ménisque une molécule située à une distance du poinl culminant moindre que le rayon de la sph, re d'activité du liquide ; menons une droite entre ces deux poin's, et prenons dans la colonne i le île une mo'eeulc qui soit à la

menée dielenee de la molécule i\u ménisque

que celle ci l'est du poinl culminant , la molécule du ménisque tendra a faire descendre en bas la molécule du point culminant, taudis que celte même molécule tendra à faire remonter vers le haut la molécule prise dans la colonne. Il e>! bien c. nient que celte action dolruil la prenne e. tomme il est facile de s en assurer eu construisant le parallélogramme des forces.

c- ti ois molécules que nous avons prises forment un tuangle isocèle, dont le sommet est la molécule du ménisque. Or, sj bon un ne par ce point coiuideru tomate sommet.

CAP

sur la base, des lignes à égale dislance des extrémités, en raisonnant comme ci-dessus, on verra que la molécule du ménisque est impuissante pour faire monter ou descendre lès molécules placées tout le long delà base du petit triangle. Mais celle même molécule du ménisque exercera également, sur les points situés au-dessous de la molérule prise dans la colonne, jusqu'à une distance moindre que le rayon de la sphère d'activité du liquide, des actions qui tendront à faire remonter ces différents points; d'où il suit que l'action totale du ménisque tend à faire mouvoir cette colonne de bas en haut. Or, on a vu précédemment que la masse liquide terminée par le plan tangent à la surface convexe a pour but de faire descendre cette colonne; il s'ensuit qu'en retranchant le ménisque qui tend à faire remonter la masse, celle-ci aura une plus grande tendance à redescendre, de sorte que l'aclion de la masse convexe est égale à l'action de la masse plane, plus à celle du ménisque convexe. Si, au lieu d'une surface convexe, on prend une surface concave, en se servant toujours du même plan tangent , il sera facile de prouver que l'action du ménisque a pour but de faire remonter la colonne ; de sorte que l'action de la masse terminée par une surface concave est égale à l'action de la masse plane, moins celle produite par l'action du ménisque.

Si l'on suppose maintenant que la corde qui mesure l'arc de la courbure reste constante, et quela courbureelle-même devienne de plus en plus sensible, on forme alors une plus grande partie de la circonférence, dont le rayon deviendra toujours plus petit. Il résulte de cet étal de choses que le nombre des molécules contenues dans chacun des deux ménisques augmentera, et que l'action des ménisques augmentera de même. Laplace a démontré que cette action est en raison inverse du rayon de la surface sphérique. Voyons comment cette théorie s'applique à l'explication des phénomènes capillaires; nous aurons par là l'occasion de parler de faits dont on n'a pas fait mention.

Si, dans un tube où s'opère l'action capillaire, l'on sépare par la pensée une colonne verticale infiniment déliée et assez éloignée des parois du tube pour que celui-ci n'ait aucune influence sur elle, et que dans la partie inférieure ce tube idéal prenne une direction horizontale, puis se redresse verticalement de manièie à déboucher dans le liquide en dehors du tube, il est bien évident que, si la pression est la même à chacune des extrémités supérieures, l'eau se maintiendra de niveau dans les deux colonnes, tandis qu'elle s'élèvera ou s'abaissera dans unt; d'elles, selon que la pression sera plus grande ou moindre dans l'autre colonne : ce qui arrivera suivant que la surface supérieure de la colonne du tube capillaire sera concave ou convexe. Iiieu entendu que le liquide, en l'élevant dans le tube au-dessus de son niveau, compensera la différence do

pression par l'augmentation de poids. Or, Laplace ayant trouvé par sa savante analyse que l'action du ménisque était en raison inverse du diamètre du tube, l'élévation du liquide au-dessus du même niveau sera soumise au même rapport.

On a vu plus haut que l'abaissement du mercure n'avait lieu dans les tubes capillaires qu'autant que leurs parois intérieures étaient recouvertes d'une couche d'humidité. Si donc l'on renferme du mercure parfaitement desséché dans un siphon dont l'une des branches soit capillaire, et dont l'autre ait un diamètre d'une certaine étendue, si l'on ferme à la lampe les deux extrémités après avoir purgé d'air les deux branches, dès l'instant- que la partie convexe est tournée en bas, le mercure s'élève de plusieurs lignes dans la branche capillaire.

Laplace, après avoir terminé la théorie des tubes capillaires , invita M. Gay-Lussac à faire une série d'expériences dans le but de voir jusqu'à quel point les résultats de l'analyse seraient confirmés par ceux de l'expérience. Les élévations et les abaissements des liquides dans les tubes capillaires furent mesurés avec la précision des observations astronomiques. Les diamètres des tubes furent déterminés au moyen du poids de la colonne de mercure qu'on y avait introduite. Pour avoir des effets comparables, les tubes furent mouillés intérieurement par le liquida sur lequel on opérait ; c'est faute d'avoir pris cette précaution que les physiciens qui se "sont occupés de cette question sont arrivés à des résultats différents relativement à la hauteur d'un liquide dans des tubes capillaires. M. Gay-Lussac est le premier qui ait pris constamment cette précaution dans les expériences dont voici les résultats :

Dans un tube de verre blanc, dont le diamètre intérieur était de 1mm, 29441, la hauteur de la colonne d'eau a été en moyenne de 23mm, 1G34, la température étant de 8* ,5 : si l'on ajoute à cette hauteur moyenne le sixième du diamètre du tube , on a 23mm, 3791. Dans un autre tube de 1mm, 90381 de diamètre, à la même température , l'élévation a été de 15mm, 5861, et en ajoutant le sixième du diamètre, on a 15mm, £031. Ces deux résultats nous montrent que les élévations corrigées sont à très-peu près réciproques du diamètre des tubes. Suivant Laplace, la correction indiquée est nécessitée p.ir l'adhérence du liquide sur la paroi du tube, laquelle s'oppose à ce que l'élévation atteigne son maximum.

Revenons à la théorie de Laplace, publiée en 1800 et 1807, pour mieux indiquer les modifications qu'on a cru devoir y apporter. Cet illustre mathématicien avait montré que l'on devait considérer l'action des molécules du tube sur celles du liquide, et l'action mutuelle des molécules du liquide décroissant très- rapidement, comme suivant une loi inconnue depuis lo contact jusqu'à une distance insensible où elles disparaissaient entièrement, et que ces forces suivaient la raison iuverse du carré de la distance. C'est ainsi