La capacité calorifique des gaz est beaucoup plus

difficile à déterminer que celle des solides, par l'extrême mobilité de leurs molécules, qui tendent sans cesse À s'échapper. On nomme capacité à pression constante la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température d’un gaz d’un degré centésimal en lui permettant de se dilater sous une même pression, et capacité à volume constant la quantité de chaleur qui produit la même élévation lorsqu'on comprime le gaz à mesure pour que son volume ne change pas. Celle-ci est toujours plus petite que la première , parce que tous les gaz laissent échapper du calorique quand on les comprime.

D’après les belles expériences de MM" de la Roche ct Bérard, couronnées en 1813 par l’Institut de France, les capacités calorifiques à pression constante sont pour un même volume de gaz :

Air atmosphérique. . . . 1,0000 Hydrogène... . . . . . . 0,9033 Acide carbonique... . . . 1,2583 Oxygène. . « - + . + - 0,970 Azote fee ce CP 0000 Oxyde d'azote... . . . «+ r,3503 Hydrogène carboné. . . 1,030 Oxyde de carbone... . . 1,0340 Vapeur d’eau.. . . . . . 1,9600

la capacité du volume de l'air étant prise pour unité. Ces capacités pour un même poids des gaz sont :

Celle de l'air Celle de l'eau

étant 1. étant 1.

AIT CARRE ERIC 1,0000 0,2669 Hydrogène. "0 02>0/01 3,2936 Acide carbonique. . . . . 0,8280 0,2210 Oxygène. CAFE ICE RCE 0,8848 0,2301 NAN dont 5 © 0e 1,0318 0,2754 Oxyde d’azote. . . . . . 0,8878 0,2369 Hydrogène carboné.. . . 1,5763 0,4207 Oxyde de carbone... . . . 1,0805 0,2884 Vapeur d'eau. 4. . . . 3,1560 0,8470

La capacité des gaz à volume constant n'a point encore été déterminée par des expériences directes, et il paraît sinon impossible, du moins excessivement difficile de l'obtenir de cette manière, mais on peut la conclure de la capacité à pression constante en admettant avec Laplace (Méc. céleste, liv. xn) qu’il ÿ a un rapport invariable entre les deux capacités d’un même gaz, principe qui du reste a été vérifié entre certaines limites. MM. Gay-Lussac et Welter ont trouvé pour le rapport des deux capacités de l'air 1e nombre 1,37244, qui s'écarte assez sensiblement du nombre 1,421 déter<

CHA miné plus récemment par M. Dulong à l'aide d’expériences d’une extrême délicatesse et dont l’exactitude ne laisse rien à désirer. Les autres résultats de ces

expériences sont les suivans pour un même volume

de gaz :

Nom Rapport Capacités des des à volume constant, gaz. deux capacités. celle de l'air étant f.

Air atmosphérique. . 1,421 1,000 Gaz oxygène. . . 1,415 1,000 Hydrogène... ... . 1,407 1,000 Acide carbonique.. . 1,338 1,249 Oxyde decarbone.. . 1,427 1,000 Oxyde d'azote. . . . 1,343 1,227 Gaz oléfiant. . .. 1,240 1,754

48. Les conséquences tirées de ces résultats par M. Dulong sont extrèmement importantes ; il admet :

1° Que les volumes égaux de tous les fluides élastiques pris à une même température et sous une même pression, étant dilatés ou comprimés subitement d’une même fraction de leurs volumes, absorbent ou dégagent la même quantité de chaleur;

2° Que les variations de température qui en résultent sont en raison inverse des capacités calorifiques à volume constant.

48 bis. Il est généralement admis que sous une même pression la capacité calorifique d'une masse gazeuse est indépendante de sa température. (Physique de Pouillet, tom.1, pag. 405).C'est ce qui résulte, en effet, de la loi de M. Gay-Lussac sur la dilatation uniforme des gaz. Cependant une expérience du même physicien a fait conclure à M. Péclet, dans la nouvelle édition de son Traité de Physique (tome 1, page 484), qu'à pression constante la capacité augmente avec la température. Si l'on doit adopter ce nouveau principe, il ne faudra plus compter sur la régularité des indications du thermomètre à air, et l’on se verra forcé de modifier singulièrement la théorie de la dilatation des gaz.

On a fait peu d'expériences sur les changemens qu'éprouvent les capacités calorifiques des gaz par suite du changement de pression pour un même volume de gaz déterminé. En opérant sur deux volumes égaux d'air atmosphérique, dont l’un supportait la pression moyenne 0,758 ct l’autre une pression de 1°,0058, MM. de Laroche et Bérard ont obtenu

Pression. Capacités.

OR 7D8 0. leve! 130000 MAODOBME NE... 01, 23096

et MM. Clément ct Désormes ont trouvé, de leur côté,

toujours pour des volumes égaux d'air atmosphérique.

Pression. Capacités.

1,0058.. 1,2150 0570807 1e TT IS DUO 0,3790.. 0,6950

On peut donc admettre que la capacité calorifique d'un méme volume du même gaz croit avec la pression qu'il supporte; c'est-à-dire que de deux volumes égaux d'un même gaz celui qui a la plus grande densité a en même temps la plus grande chaleur spécifique ; les densités étant proportionnelles aux pressions lorsque les volumes sont égaux,

Quant aux variations de capacité calorifique qui résultent du changement de pression à laquelle une même masse gazeuse est soumise, changement qui fait varier son volume, tous les faits les mieux constatés et toutes les inductions les plus rationnelles ont fait poser comme un principe certain que :

La capacité calorifique des gaz augmente quand la pression diminue.

M. Poisson, soumettant au calcul les données de l'expérience, a obtenu la formule suivante, qui fait connaître la capacité €’ d'un gaz sous une pression quelconque P lorsqu'on connaît sa capacité c sous la pression moyenne de l'atmosphère, 0",76

HS /0;76N0 P (9

p étant le rapport des deux capacités à pression constante et à volume constant, c’est--dire 1,372 d'après M. Gay-Lussac et 1,421 d’après M Dalton.

Il résulte de cette formule que, lorsque la pression se

réduit à 4 ou 5 millimètres, la capacité calorifique de l'air devient supérieure à celle de l'eau ; ce qui explique en partie le froid si intense qui règne dans les hautes régions de l’atmosphère.

49. La connaissance des capacités calorifiques des vapeurs, et principalement de la vapeur d'eau, présente un grand intérêt depuis que cette dernière est devenue le plus puissant de nos agens mécaniques. Cependant elle n’a encore été fixée que par MM. de Laroche et Bérard, à l’aide de procédés sujets à beaucoup d'objections; le nombre qu'ils ont trouvé, et que nous avons déjà rapporté, est 1,9000, à pression constante; la capacité semblable de l'air étant 1. I] est à désirer que M. Dulong publie bientôt le détail des expériences qui lui ont fait obtenir le nombre 1,5 pour le rapport des capacités calorifiques de la vapeur d'eau, à pression constante et

à volume constant. Nous exposerons au mot VarEur toutes les propriétés de la vapeur d’eau qu'il est indispensable de connaitre dans ses applications aux arts industriels.

50. Calorique de fluidité. Nous avons dit (14) qu'un corps solide ne pouvait devenir fluide ni un liquide devenir gazeux sans qu'ils absorbassent une certaine quantité de calorique qui passe de l’état libre à l'état latent (15), et devient ainsi une partie constituante du corps, tant que ce corps persévère dans son nouvel état. Nous pouvons maintenant apprécier la quantité de ce calorique latent, qu'on nomme aussi calorique de fluidité, à l’aide des principes qui viennent d’être exposés.

Si l'on mêle, par exemple, un kilogramme de glace fondante ou à o° avec un kilogramme d’eau chaude à 75°, on trouve après quelques instans que la glace est entièrement fondue, et l’on a deux kilogrammes d’eau à 0°. Ainsi toute la chaleur que contenait l’eau a été absorbée par la fusion de la glace, et ce corps n’est devenu fluide qu’en rendant latente la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température d’un kilogramme d'eau de o° à 55°.

Le même procédé peut être employé pour mesurer le calorique de fluidité de tous les corps solides dont on connait la température de fusion (16); car, en versant un poids connu d’une substance, fondue à la température de sa fusion, dans une masse d’eau d’un poids et d'une température également connus, il est visible que, lorsque l'équilibre de chaleur sera établi, la température de l’eau aura subi un accroissement provenant de la quantité de chaleur latente devenue libre par la solidification, plus de celle abandonnée par la substance, devenue solide, pour se refroidir de la température de fusion. Cette dernière pouvant se conclure de la capacité calorifique de la substance, il devient facile de trouver la première. Soit, en ellet, P le poids du corps en fusion, T la température de la fusion, P'le poids de l'eau, y compris celui du vase qui la contient, T' sa température, C la capacité calorifique du corps à l’état solide, L' la température finale du mélange et + le calorique de fluidité cherché; on aura