PRESSION

TEMPBRATDRE.

REKBOIDISSEMENT

Il est de toute évidence que, dans un air humide, comme cela a lieu à l'air libre, les effets de refroidissement sont moins intenses. Ils seraient nuls dans un air complètement saturé.

Il est encore de toute évidence que la température, la pression et l'état hygrométrique de l'air restant les mêmes, la vitesse de l'évaporation et l'intensité de

refroidissement doivent augmenter avec le degré d'agitation de l'atmosplièro ambiante.

Cette dernière considération donne l'explication complète de l'influence de l'état d'agitation de l'atmosphère sur nos sensations. Par un temps })ar(aiteracnt calme, l'air emprisonné dans les vêtements de l'homme forme autour de son corps une atmosphère saturée d'humidité ; l'évaporation est alors à peu près complètement supprimée, et le corps ne se refroidit guère plus que par voie de rayonnement. Mais, lorsque le vent souffle, l'air se renouvelle sans cesse autour du corps, emportant de la vapeur d'eau et déterminant un refroidissement correspondant et d'autant plus intense que l'agitation de l'atmosphère est plus considérable. Pour donner une idée de la réfrigération produite par ces courants d'air, nous ne saurions mieux faire que de rappeler les observations recueillies par Alexandre Fischer, chirurgien en second de l'expédition qui, sons la conduite du capitaine Parry, entreprit le célèbre voyage de découvertes aux régions arctiques. Les matelots trouvaient le froid moins supportable par une température extérieure de 6", 66 au-dessous de zéro, coïncidant avec une brise, que dans un air calme à il'',n au-dessous de zéro. Dans ce cas, le simple fait de l'agitation de l'air produisait plus d'influence sur l'économie qu'un abaissement de température de H degrés. Fischer a observé sur lui-même que, dans une atmosphère crt/me, à 46°, i 1 au-dessous de zéro, la sensation du froid n'était pas plus pénible que sons l'influence d'une brise à 17°,77 au-dessous de zéro. Dans l'intérieur des villes, l'homme est appelé, à chaque instant, à constater sur lui-mêmedes effets de même genre, lorsque, soit en été, soit en hiver, il passe d'un lieu oîi l'atmosphère est calme et tranquille dans une rue balayée par un coup de vent.

La sensation de fraîcheur causée parle jeu de l'éventail est la suite de l'évaporation déterminée par l'agitation de l'air autour du visage. Pendant les plus grandes chaleurs de l'été, l'évaporation qui se fait à la surface des feuilles des arbres et sur le sol ordinairement humide maintient l'air à une température modérée dans les bois touffus. En été, il suffit de mouiller les planchers pour raffraîchir immédiatement les appartements. Au Bengale, on garnit les fenêtres de branches d'arbres, couvertes de feuilles mouillées ; l'air qui s'introduit se refroidit, en passant à travers le feuillage sur lequel il active l'évaporation. On peut ainsi, en raison de la sécheresse de l'air, abaisser et maintenir la température à 10 ou 15 degrés au-dessous de la température extérieure.

Les alcarazas sont des vases en terre poreuse, demicuite et non vernie, à travers laquelle l'eau peut suinter. On remplit ces vases d'eau, et on les suspend à l'ombre, exposés à l'action d'un faible courant d'air. L'évaporation qui se fait à leur surface extérieure, constamment mouillée, suffit pour refroidir l'eau à 10 ou 12 degrés, quand la température extérieure est à 30 degrés. Employés de temps immémorial en Egypte, en Perse, dans l'Inde, en Chine, les alcarazas ont été introduits par les Arabes en Espagne, d'oii ils ont été importés en France.

On doit à Leslie une expérience fort ingénieuse, au moyen de laquelle on congèle l'eau par le froid que produit sa propre évaporation. On place sous la cloche de la machine pneumatique (/?"(/. 46) une capsule métallique A, très-mince et peu profonde

Fig 46.

dans laquelle on verse une couclie d'eau ; celte capsule est disposée au-dessus d'un vase V, rempli d'acide sulfurique bouilli. Ou fait le vide; l'eau entre en ébullition, et l'évaporation continue Irès-active, parce que l'acide sulfurique absorbe les vapeurs à mesure qu'elles se Ibrment. L'eau ainsi giaduellemenl refroidie par la perte de chaleur dont s'accompagne le changement d'état, ne tarde pas à se solidifier.

L'expérience de Wolkston réalise le même effet et ne diffère de la précédente que par le dispositif. On introduit de l'eau {fîcj. 47) dans un ballon A, dont le col, deux fois recourbé, est terminé par un renflement B, et l'on chasse tout l'air par l'ébullition, avant de fermer le système à la lampe. Le renflement B est plongé dans un vase rempli d'un mélange réfrigérant qui condense et congèle la vapeur à mesure qu'elle se forme. Sous cette influence, le liquide distille, se refroidit, se congèle lui-même. Finalement cet appareil, connu sous le nom de cryophore, contient de la glace en A et en B ; la glace du renflement B provient de la vapeur

.■ssssèss^

Fig. 47.

Fie. 48.

li uéfiée et solidifiée par le mélange réfrigérant ; la glace du ballon A provient de l'eau congelée sous l'influence du rel'roidissement dû à sa propre évaporation.

L'alcool et l'éther, liquides plus volatils que l'eau, sont utilisés pour produire des effets plus intenses de refroidissement. On peut congeler de l'eau dans un petit matias de verre, en enveloppant le vase d'une couche d'ouate imbibée d'éther, dont on active l'évaporation avec un soufflet. On obtient le même résultat en plongeant le matras dans un bain d'éther que l'on fait rapidement évaporer sous le récipient de la machine pneumatique.

L'acide sulfureux liquide, par son évaporation à l'air libre ou dans le vide, produit un refroidissement beaucoup plus intense que les liquides précédents. Il suffit de le projeter sur de l'eau pour qu'un glaçon se forme presque instantanément. Siu' le plateau de la machine pneumatique on place une capsule de fer contenant du mercure; on verse dessus de l'acide sulfureux liquide, on recouvre rapidement le tout avec une cloche et l'on fait le vide. Le refroidissement est assez intense pour solidifîdr le mercure ; la température tombe, dans ce cas, à 68 degrés audessous de zéro.

M. F. Carré a utilisé l'absorption de chaleur dont s'accompagne la vaporisation de l'ammoniaque liquéfiée pour obtenir industriellement des refroidissements considérables. La figure 48 représente un de ces appareils connu sous le nom de Glacière des familles. Cet appareil se compose de deux vases métalliques A, B. Le

cylindre A contient une solution saturée d'ammoniaque. Le vase B contient une cavité centrale cylindrique et ouverte à l'air libre. Les parois de ce cylindre intérieur et les parois extérieures du vase sont séparées par nu espace vide fermé de toutes parts, excepté en un point qui le fait communiquer par le tube c avec la cavité du cylindre A. Le liquide à refroidir est placé dans le cylindre central du vase B. Pour faire une expérience, on place le cylindre A sur un fourneau, et le vase B dans un seau d'eau froide. Le gaz ammoniacal fe dégage et va se condenser dans la cavité annulaire du vase B; quand le thermomètre l marque 120 degrés, l'évaporation de l'ammoniaque est complète. On retire alors le cylindre A du fourneau et on le plonge dans un seau d'eau froide; le vase B reste à l'air libre. L'ammoniaque, qui était liquide en B, se vaporise et vient se dissoudre de nouveau en A . Cette évaporation spontanée consomme une quantité considérable de chaleur; le liquide placé dans la cavité centrale de B éprouve un très-grand refroidissement; des masses d'eau peuvent ainsi être rapidement congelées. Si l'on a soin d'entourer le récipient B de plusieurs doublures de flanelle, on peut y maintenir pendant une heure une températui'e de 50 degrés au-dessous de zéro.

Les vapeurs, en repassant à l'état liquide, rendent libre toute la chaleur qu'elles ont absorbée, consommée au moment de leur formation; ainsi un kilogramme de vapeur d'eau à 100 degrés, en se condensant sans changer de température, fournit 537 unités de chaleur. La condensation des vapeurs est une source de chaleur qui a reçu de nombreuses applications dans l'industi-ie et dans les arts. Avec un seul foyer et une chaudière fournissant de la vapeur d'eau, on peut chauffer de grandes masses liquides. Tantôt la vapeur circule dans un serpentin métallique disposé dans la masse liquide ; on peut alors placer dans des vases de bois le liquide à chauffer. Tantôt les liquides, dont on veut élever la température, sont contenus dans des vases métalliques à double enveloppe; la vapeur, dans ce cas, circule autour du liquide dans l'espace qui sépare les deux enveloppes. Ce procédé ne permet pas seulement de chauffer plus également que par tout autre moyen et de distribuer à volonté dans plusieurs appareils la chaleur produite par un seul foyer; il a encore l'avantage de régler exactement la température qui ne peut pas dépasser celle qu'on donne à la vapeur.

Les calorifères à vapeur d'eau sont employés pour chauffer les différentes parties des édifices. Les parties essentielles de ces appareils sont : une chaudière disposée comme celle d'une machine à vapeur, un système de tuyaux de circulation destinés à la distribution de la vapeur, des récipients à grande surface destinés à condenser la vapeur et à transporter au dehors la chaleur qu'elle abandonne, des tuyaux destinés à ramener à la chaudière l'eau qui provient de la condensation de la vapeur ou à l'évacuer au dehors. Dans son Traité de la chaleur (5^ édit., t. II, p. 372), Peclet expose les principes de la construction de ces calorifères à vapeur; il indique les quantités de vapeur qui, selon les circonstances, sont condensées par chaque mètre carré de surface des tuyaux de chauffage.

C. Sources chimiques de chaleur et de froid. Les actions chimiques s'accompagnent toujours de manifestations calorifiques. Les quantités de chaleur mises en jeu dans ces circonstances ne représentent pas seulement les effets de la combinaison ou de la ségrégation des corps; une portion de la chaleur, ainsi produite ou consommée, doit être rapportée aux changements de volume et d'état qu'éprouvent les corps en présence au moment de la combinaison et de la décomposition. La combinaison de deux corps simples ou composés détermine presque

toujours une production de chaleur. Dans des cas rares, mais dont la réalité ost incontestable, une combinaison chimique s'accompagne d'une absorption, d'une consommation de chaleur. L'expérience et la théorie s'accordent pour démontrer la parfaite exactitude du prurcipe suivant : les phénomènes thermiques dont s'accompagne une ségrégation chimique quelconque sont inverses de ceux dont s'accompagne la combinaison correspondante, et de même intensité; en d'autres termes : un composé chimique quelconque absorbe ou dégage au moment de sa formation, autant de chaleur que ses éléments en ont dégagé ou absorbé en se combinant.

L'attention des physiciens s'est d'ahord portée exclusivement sur le développement de chaleur dont s'accompagnent les combustions vives. En raison du rôle que joue la formation de l'acide carbonique et de l'eau dans les phénomènes de la respiration des animaux, ils ont surtout cherché à déterminer les quantités de chaleur produites par la combustion du carbone et de l'hydrogène.

Les premières recherches entreprises dans cette direction sont dues à Lavoisier et Laplace ; les corps étaient brvilés dans l'enceinte de leur calorimètre de glace, et la chaleur produite était mesurée par le poids de glace fondue. Dans son Traité ÉtÉMENTAiRE DE CHIMIE, t. I, p. 108 et 109, Lavoisier a consigné lés résultats de ces mémorables expériences. Ces deux grands physiciens ont trouvé que :

1" Une livre de charbon, en brûlant dans un courant d'oxygène et en passant à l'état d'acide carbonique, produit assez de chaleur pour fondre 96,5 livres de glace ;

2° Une livre d'hydrogène, en se combinant avec l'oxygène pour former de l'eau, produit assez de chaleur pour fondre 295,59 livres de glace.

Lavoisier et Laplace avaient déduit d'expériences directes que l'unité de poids de glace à zéro absorbe, pour fondre, 75 unités de chaleur ; ils fixèrent donc ainsi qu'il suit les chaleurs de combustion du carbone et de l'hydrogène :

1" L'unité de poids de carbone, en passant à l'état d'acide carbonique, dégage 7257,5 unités de chaleur;

2" L'unité de poids d'hydrogène, en passant à l'état d'eau, dégage 22169,25 unités de chaleur.

Ces déterminations, qui ont longtemps été admises dans la science, doivent subir une importante correction. Nous savons en effet, aujourd'hui, que Yunité de poids de glace à zéro absorbe, pour fondre, 79,25 unités de chaleur. En partant de cette dernière détermination due à MM. de La Provostaye et Desains, les chaleurs de combustion du carbone et de l'hydrogène, déduites des résultats obtenus par Lavoisier et Laplace, deviennent :

1° L'u7iité de poids du charbon, en passant à l'état d'acide carbonique, dégage 7647,63 unités de chaleur;

2° L'unité de poids de l'hydrogène, en passant à l'état d'eau, dégage 25425,51 unités de chaleur.

A l'occasion de son travail sur la chaleur animale, couronné en 1825 par l'Académie des sciences de Paris, M. Despretz fit une nouvelle détermmation de la chaleur de combustion du carbone et de l'hydrogène ; les combustions s'opéraient dans un calorimètre à eau. Il trouva que :

1" L'unité de poids de carbone, en passant à l'état d'acide| carbonique, dégage 7914 unités de chaleur;

2" L'unité de poids d'hydrogène, en passant à l'état d'eau, dégage 25640 unités de chaleur.

Dulong avait entrepris, sur la détermination des chaleurs de combustion, un grand travail que la mort ne lui a pas permis de terminer. M. Cabart a publié [Ann. de chimie et de phys., 3^ série, 1845, t. VIII, p. 183) les quelques résultats que Dulong avait lui-même calculés et qui ont été retrouvés dans ses papiers. Nous nous contenterons de citer les déterminations relatives aux chaleurs de combustion de l'hydrogène et du carbone.

La moyenne des cinq expériences faites avec l'hydrogène donne : un litre d'hydrogène à la température de ze'ro et sous la pression normale de 76 centimètres de mercure dégage, en brûlant, 3106,64 unités de cbaleur. En admettant, avec M. V. RegnauU, qn'un litre d'hydrogène, dans ces conditions de température et de pression, pèse O^^OSOô, la chaleur de combustion de ce gaz serait 34672,32 unités de clialeur, nombre bien supérieur à tous ceux qui avaient été admis jusque-là.

La moyenne des cinq expériences faites avec le carbone donne : un litre de vapeur de carbone dégage, en brûlant, 7858 unités de chaleur. Dulong admet qu'io? litre d'acide carbonique se compose d'un litre d'oxygène et d'tm demi-litre de vapeur de carbone condensés en un litre. En admettant, avec M. V. Regnault, qu'wn litre d'acide carbonique, à la température de zéro et sous la pression normale de 76 centimètres de mercure, pèse ls^977414, en tenant d'ailleurs compte de ce fait que le carbone et l'oxygène entrent dans la composition de l'acide carbonique dans le rapport de 5 à 8, on arrive facilement à cette conclusion que : les résultats obtenus par Dulong fixent à 7285,44 le nombre d'unités de chaleur que dégage l'unité de poids de carbone en passant à l'état d'acide carbonique. Nous verrons bientôt que cette détermination, comme celle de Lavoisier et de M. Despretz, est entachée d'une cause d'erreur qui tend à affaiblir la chaleur de combustion du carbone.

MM. Fabre et Silbermann ont publié une très-belle série de recherches sur les quantités de chaleur mises en jeu dans les actions chimiques. Le calorimètre à eau qu'ils ont employé dans leurs expériences sur les combustions vives, est à la fois le plus simple, le plus exact et le plus rationnellement conçu de tous ceux qui ont été successivement proposés. Cet appareil se compose (fig. 49) de trois vases cylindriques de cuivre, placés l'un dans l'autre de manière que leurs axes se confondent ; ces cylindres ne se touchent d'ailleurs que par l'intermédiaire de petits supports de bois destinés à les maintenir dans leurs positions respectives.

Le vase aa, le plus intérieur, est le véritable calorimètre; il est en cuivre, plaqué extérieurement d'argent très-poli pour le rendre inoxyda- ^^^ .^ ble et diminuer son pouvoir émissif d'une manière permanente. Sa capacité est d'environ deux litres. Ce vase est rempli d'eau destinée à recueillir la chaleur produite pendant les combustions opérées dans une chambre A (fig. 50) complètement immergée dans le liquide.

7i4 CHALEUR,

Pour éviter l'évaporation de l'eau pendant l'opération, le vase calorimétrique aa est fermé par nu couvercle a! a' de même métal (flg. 49), et percé de quatre tubulures. La tubulure centrale fc, la plus large, donne passage à la cbarabre A des

comb\istions vives et permet de la manier facilement. Deux autres tubulures fc', V donnent passage aux deux supports d'un agitateur qui, par son mouvement continuel de va-et-vient, nièle les diflérentes couches du liquide et maintient l'uniforme distribution de la température. La quatrième tubulure h" donne passage à la tige d'un thermomètre qui mesure à chaque instant la température du liquide et dont les indications sont lues à l'aide d'un cathétomètre. Le second vase dd est aussi en cuivre plaqué sur sa face intérieure. L'espace qui le sépare du premier est de 20 millimètres latéralement et de 25 millimètres entre les deux fonds. Cet espace est rempli par une peau de cygne dont le duvet est tourné vers le vase intérieur aa ; celte disposition a pour h\it de rendre difficile la circulation de l'air autour du calorimètre qui se trouve ainsi complètement enveloppé d'une substance très-mauvaise conductrice de la chaleur. Le vase intérieur aa repose sur quatre bouchons de liège, taillés en biseau, qui soutiennent son fond à 25 millimètres au-dessus de celui du second vase dd.

Le troisième vase ee est séparé du second par un espace de 25 millimètres latéralement et de 35 millimètres entre les deux fonds. Cet intervalle est rempli d'eau à la température ambiante ; cette eau, dont la température est constamment accusée par un thermomètre maintenu dans le liquide, rend insignifiantes, par le calorimètre aa, les variations de température de l'air environnant.

Pour empêcher le rayonnement de la partie supérieure du calorimètre, on y adapte, comme couvercle général, un disque de carton garni de duvet de cygne qui s'appuie sur les rebords du vase extérieur ee; ce disque, formé de deux parties qui peuvent se séparer suivant son diamètre, porte des échancrures convenables pour livrer passage aux diverses pièces qui sortent du calorimètre.

La chambre à combustions vives (fig. 50), destinée à être entièrement immergée dans l'eau du vase calorimétrique aa, est un vase A en cuivre mince, doré, suspendu à l'aide de trois montants e', e au couvercle du calorimètre de manière à pouvoir être plongée plus ou moins complètement dans le liquide. Cette chambre, d'ailleurs, porte trois tubulures : la première o donne passage à l'oxygène quand on brûle de l'hydrogène; la seconde s s'abouche avec un serpentin S dans le cas oii les produits gazeux de la combustion doivent s'échapper au dehors ; les gaz passent de la chambre A dans le serpentin S par la branche s', en parcourent toutes les sinuosités, se mettent en équilibre de température avec l'eau d'un calorimètre et s'échappent par l'ouverture s" . La troisième tubulure centrale est circulaire et reçoit le bouchon métalhque B.

Ce bouchon B lui-même porte à sa partie supérieure deux tubulures. La première m sert de fenêtre à la chambre de combustion; pour que rien ne s'échappe, elle est fermée en v par une petite vitre mastiquée et composée de trois pièces accolées : un disque de quartz, un disque d'alun, un disque de verre. Cette fermeture forme un système transparent et atherraane qui ne permet pas la soiiie de la chaleur

CllALKUR.

rayonnante. A la partie supérieure de la tubulure, ou adapte uu petit miroir l\l qui, par réfle^ion, permet de suivre la marche de la combustion dans l'appareil. La seconde tubulure m' donne passage, suivant la nature de l'opération, au dard à hydrogène H ou au dard à oxygène D, ou bien est fermée avec un bouchon métallique F. De cette manière l'appareil, hermétiquement clos, peut être complètement immergé dans le liquide du vase calorimétrique aa.

A la partie inférieure du bouchon B sont suspendus les divers appareils contenant les diverses substances solides ou liquides destinées à être brûlées. Le cartouche K, ainsi fixé au bouchon, sert à la combustion du carbone.

Pour la combustion de l'hydrogène, le serpentin est inutile. On ferme (fig, 51), la tubulure s de la chambre A, on fait communiquer la tubulure o avec un gazomètre rempli d'oxygène, on met le bouchon B eu place et l'on immerge la chambre A dans l'eau du calorimètre. Quand la chambre A est bien pleine d'oxygène, on enflamme l'hydrogène qui s'échappe d'un second gazomètre à ti avers le dard H, et l'on plonge rapidement ce dard dans la tubulure m'. De cette manière, il arrive dans la chambre A un double courant d'oxygène et d'hydrogène; la vapeur d'eau résultant de la combustion passe tout entière à l'état liquide et tombe à la température de l'eau ambiante ; l'opération se fait en vase clos, sans que rien puisse se perdre. La quantité d'iiydrogène brûlé se déduit très-facilement du poids de l'eau formée dans l'intérieur de la chambre à combustion A. Il ne reste plus qu'à déterminer les éléments du calcul très-simple, à l'aide duquel on détermine la quantité de chaleur dégagée, produite pendant l'opération.

On commence par transformer en eau les diverses pièces métalliques du calorimètre, le verre et le mercure du thermomètre, en multipliant leurs poids respectifs par leurs chaleurs spécifiques. La somme de ces produits, ajoutée au poids de l'eau du calorimètre aa, représente la masse totale échauffée, transformée en eau, ou, eu d'autres termes, la quantité d'eau qui, multipliée par la variation de température observée, fournira le nombre d'unités de chaleur cédées au calorimètre pendant l'opération.

Soit M ce poids total d'eau ainsi obtenu. L'observation du thermomètre du calorimètre donne le nombre de degrés donts'est élevée, pendant l'opération, la température de l'eau dans laquelle plonge la chambre à combustion. Mais la température de cette eau était, au commencement de l'opération, inférieure à celle de l'air ambiant, tandis que, à la fin, elle lui est supérieure; cette eau, qui s'est d'abord échauffée aux dépens de l'air extérieur, a donc perdu de la chaleur par rayonnemenldans lesderniers temps de la combustion ; la variation de température observée doit être corrigée de cette cause d'erreur* inévitable. MM. Favre et Silbermann ont étudié avec beaucoup de soin la marche de l'échauffement et du refroidissement de leur calorimètre dans des circonstances très-variées du milieu ambiant, et ont l'ourni des moyens très-simples de déduire cette correction de la comparaison de la marche du thermomètre plongé dans l'eau du vase e.\tcrieur ee avec celle du thermomètre du calorimètre aa.

Fiff. 51.

Soit t\à variation de température, ainsi corrigée, éprouvée par l'eau du caloiimètre aa.

Cela posé, nous avons nécessairement pour valeur de la quantité de chaleur absorbée par le calorimètre, ou produite par la combustion de l'hydrogène, l'expression :

On pèse l'eau formée dans la chambre à combustion, quand l'opération est terminée, on divise ce poids par 9, le quotient représente le poids de l'hydrogène qui s'est combiné avec l'oxygène.

Soit P le poids de l'hydrogène brûlé ainsi déterminé. Si nous appelons xh quantité de chaleur dégagée par la combustion de l'unité de poids d'hydrogène, la chaleur produite pendant l'opération sera nécessairement :

Or la quantité de chaleur produire par la combustion de l'hydrogène est rigoureusement égale à celle qui a été absorbée par l'eau du calorimètre, nous avons donc, pour déterminer x, l'équation suivante :

xV=m.

La substitution en place de P, M, t, des valeurs expérimentales, fournies par l'observation, donne :

Mi .r = -g-= 54462 unités de chaleur.

Cette valeur de x est la quantité de chaleur que produit Vunilé de poids de l'iiydrogène, en se combinant avec l'oxygène pour faire de l'eau ; c'est la moyenne de six déterminations qui oscillent entre les limites très-rapprochées 34340 et 34576. Le faible écart de ces valeurs extrêmes dépose en faveur de la méthode expérimentale suivie.

Il existe un accord très-remarquable entre la chaleur de combustion de l'hydrogène déduite des expériences de Dulong et celle qu'ont trouvé MM. Fabre et Silbermann. Ces derniers observateurs ont déterminé le poids de l'hydrogène brûlé, en pesant directement l'eau formée pendant l'opération ; ce procédé est plus exact que celui qu'employait Dulong, et qui consistait à mesurer le volume de l'hydrogène introduit dans la chambre à combustion. Pour cette raison, la détermination de MM. Favreet Silberraann nous paraît devoir être préférée à celle de Dulong,

Dans leurs belles expériences sur la combustion du diamant, MM. Dumas et Stass ont reconnu que, pendant la combustion vive du carbone dans un courant d'oxygène, il se forme toujours une certaine quantité d'oxyde de carbone qui reste mêlée à l'acide carbonique produit. Comme la quantité d'oxyde de carbone varie beaucoup avec les circonstances au milieu desquelles s'opère la réaction, il n'y a pas lieu de s'étonner des grandes divergences qui existent entre les résultats des expériences de Lavoisier, de M. Despretz et de Dulong sur la chaleur de combustion du carbone, expériences dans lesquelles on n'a pas tenu compte de cette cause d'erreur. Comme d'ailleurs, en passant à l'état d'oxyde, un poids donné de carbone dégage moins de chaleur qu'en passant à l'état d'acide carbonique, il y avait lieu de penser que les déterminations très-diiférentes, fournies par ces trois observations, étaient toutes trop faibles. Pour se mettre à l'abri de cette influence perturbatrice et mesurer exactement la chaleur de combustion de carbone quand il passe à l'état

CllALElIR.

d'acide carbonique, MM. Favre et Silbermami ont commence par déterminer la chaleur de combustion de l'oxyde de carbone; ils ont trouvé que 1 Mm'fe de poids d'oxyde de carbone, en passant à l'état d'acide carbonique, dégage 2405 unités de chaleur.

La figure 52 indique la disposition donnée au calorimètre pour la combustion du carbone. Le charbon, parfaitement purifié et débarrassé de l'hydrogène qu'il contient toujours, est placé en petits fragments dans le cartouche de platine K de la figure 50 ; le fond de ce cartouche est percé de trous pour livrer passage aux produits de la combustion. Ce cartouche est fixé à la partie inférieure du bou-' chon de la chambre à combustion. La tubulure o, devenant inutile, est fermée. L'oxygène entre par le dard D, que l'on plonge dans la tubulure m' du bouchon, après avoir préalablement introduit dans le cartouche, à travers cette même tubulure m', un fragment de charbon en combustion du poids de 4 à 5 milligrammes. A la tubulure s de la chambre à „. „„

° . Fig. 52.

combustion, on adapte le serpentni S. De cette

manière, les produits complètement gazeux de la combustion, mêles à l'oxygène en excès, circulent dans le serpentin, se mettent en équilibre de température avec l'eau du calorimètre, et s'échappent par l'ouverture s" pour pénétrer dans une seconde partie de l'appareil.

Au sortir du serpentin, les gaz traversent (fig. 55) une première série de tubes (1, 2, 3, 4) destinés à absorber l'acide carbonique formé directement dans la chambre à combustion et à en donner le poids. L'oxyde de carbone, mêlé à l'oxy-

«isaÉêSêssssiSïi

gène en excès, traverse le tube(5) , rempli d'oxyde de cuivre et chauffé au rouge ; cet oxyde de carbone est ainsi complètement brûlé et transformé en acide carbonique qui, à son tour, est absorbé dans la seconde série de tubes (6, 7,8, 9). De cette manière, on connaît le poids de l'acide carbonique directement formé dans la chambre à combustion et le poids de celui qui provient de la combustion de l'oxyde de carbone. De ces données il est facile de déduire Me poids total du carbone qui s'est combiné avec l'oxygène, le poids de l'acide carbonique et de l'oxyde de carbone formés, pendant la combustion opérée, dans la chambre du calorimètre.

1 Nous devons rappeler que H en poids d'acide carbonique [co-] contiennent 5 de carhone et 8 d'oxygène ; et que 7 en poids d'oxyde de carbone (co) contiennent 3 de carbone et 4 d'oxygène. Par conséquent, 11 en poids d'acide carbonique représentent 7 d'oxyde de car* bone et 4 d'oxygène.

'i48 CHALEUR.

Soient maintenant :

M, le poids (le l'ean du calorimètre et de ses diverses pièces transformées en eau;

t, la variation de tenfipératiire observée et corrigée;

P, le poids total de carbone brûlé ;

X, la chaleur de combustion du carbone, quand il passe à l'état d'acide carbonique ;

P', le poids de l'oxyde de carbone formé dans l'opération.

La quantité de chaleur réellement absorbée, par le calorimètre, dans cette opération, est

2403 étant la chaleur de combustion de l'oxyde de carbone préalablement déterminée, l'oxyde de carbone, formé pendant l'opération, donnerait, en se transformant en acide carbonique, une quantité de chaleur égale à

Par conséquent, si tout le charbon briilé s'était transformé en acide carbonique dans la chambre à combustion, la chaleur absorbée par le calorimètre aurait été

Mi-^P'X2405.

Nous avons donc, pour déterminer x, l'expression :

^P = Mi + P'x240o.

La substitution, en place deP, P', M, i, des valeurs expérimentales, fournies par l'observation directe donne :

8080 unités de chaleur.

Cette valeur x de la quantité de chaleur dégagée par l'unité de 'poids du carbone, an passant directement à l'état d'acide carbonique, est la moyenne de six expériences, dont les résultats varient entre les limites extrêmes très-rapprochées 8070, 8089.

Pour corriger les résultats bruts de leurs expériences, MM. Favre et Silbermann ont nécessairement supposé qu'un poids donné de carbone, en passant successivement par les deux degrés d'oxydation, dégage des quantités de chaleur dont la somme est égale à celle qu'il aurait produite en passant d'emblée à l'état d'acide carbonique. Il serait sans doute fort désirable que l'exactitude de cette hypothèse eût été vérifiée par la détermination directe de la chaleur de combustion du carbone, pendant sa transformation en oxyde de carbone ; cependant les proportions d'acide carbonique et d'oxyde de carbone, simultanément formées dans la chambre de combustion sont tellement variables d'une expérience à l'autre, que la concordance si remarquable des résultats ainsi corrigés doit être considérée comme une véritable démonstration a posteriori de la légitimité de l'hypothèse qui sert de base à cette correction. En effet, tandis que, pour un gramme d'oxyde de carbone, la quantité d'acide carbonique formé directement dans ces expériences a varié de 2 à 67 grammes, les valeurs corrigées de la chaleur de combustion du carbone se sont maintenues entre 8070 et 8089. Un tel accord dans les résultats définitifs prouve que la correction est juste ; nous pouvons donc admettre avec MM. Favre et Silbermann que :

L'unité de poids de carbone, en passant à l'état d'oxyde de carbofte, dégage 2475 unités de chaleur;

CHALIlUR. 749

l'unité de poids de carbone, en passant de l'état d'ox-yde de carbone à l'état d'acide carbonique, dégage 5607 unités de chaleur;

Enfin ïunité de poids de carbone, en passant directement à l'état d'acide carbonique, dégage 8080 unités de chaleur, une quantité de chaleur égale à la somme des deux quantités précédentes.

Cette étude de la quantité de chaleur dégagée par le carbone dans ses oxydations successives est fort importante pour l'interprétation des phénomènes au milieu desquels prend naissance la chaleur produite par les animaux. Nous savons en effet, que, chez eux, les matériaux organiques du sang, avant d'être expulsés îu dehors, subissent une série de combustions dont chacune simplifie leur composition, les rapproche de plus en plus de l'état minéial, et dont le résultat incontestable est une production de chaleur. Pour apprécier la quantité de chaleur ainsi développée, il suffit donc de constater l'état définitif auquel a été ramené la matière organique complètement ou incomplètement brûlée, minéralisée, sans tenir compte des transformations successives qu'elle a éprouvées. L'exemple du carbone, en effet, nous autorise à admettre que, pour parvenir à un degré d'oxydation déterminé, une substance quelconque développe une quantité de chaleur toujours la même, quel que soit le nombre des degrés intermédiaires par lesquels elle passe avant d'atteindre cet état final.

Nous n'avons pas à entrer dans les détails de toutes les expériences faites par MM. Favre et Silbermann sur la chaleur dégagée dans les combustions vives. Nous devons nous contenter de consigner dans le tableau suivant les principaux résultats de leurs recherches.

INOMS

DES SlilIbTANCES.

Hydrogène

— avec chlore. - •

OxjJe lie carbone

Guz des marais

chai'boii de bois. . .

— de sucre . .

— des cornues, grapliile naturel. . .

— des hauts-fourn diamant

— cliauffé à 500°

I natif opaque criïl.illis6 depuis! h.

fondu depuis 7 ans. .

mou après 1/2 lieure.

Sulfure de carbone ....

gaz oléliant ....

amylène

S iP / paramylène

carbure bouill. à 180° j5 j; I cetene. ....■•• métamylène. . . •

Étber sulfurique

— amylique

Cire d'abeilles •