DU CALORIQUE. II

Tons donc embrasser la seconde hypothèse , celle qui suppose le rayonnement du calorique. Voici maintenant comment se comporte un des rayons calorifiques émanés des charbons incandescens : ce que nous dirons de celui-ci doit s’entendre de tous ceux qui tombent près de l’axe Z)Z>. Le rayon Fs tombe sur le point S du miroir A, sous un angle F s g fait avec la tangente tg. Si la face concave de ce miroir n’était pas très-polie , ce rayon serait absorbé par lui et y resterait en combinaison ; mais , en vertu du brillant dont elle est douée , ce rayon est réfléchi parallèlement à l’axe D D , sous un angle tso égal à l’angle d’incidence F s g. Parvenu sur le point O de la face concave du miroir B , où il ne peut pas être absorbé parce que cette surface est très-polie , il est de nouveau réfléchi en f, sous un angle / O r fait avec la tangente e re t égal à l’angle eOs.

Si, au lieu de charbons incandescens, on place au foyer F un boulet métallique que l’on a fait chauffer, un vase contenant de l’eau bouillante ou tout autre corps cbaud , on remarque des phénomènes analogues; la substance disposée en fy moins chaude que celles dont nous parlons, s’échauffe par degrés et à mesure qu’elle reçoit les rayons calorifiques réfléchis. Nous aurons occasion de revenir sur l’emploi de ces miroirs.

Propriétés du Calorique rayonnant.

i°. Comme nous venons de le prouver, le calorique rayonnant est susceptible de se réfléchir lorsqu’il tombe sur la surface de certains corps , principalement de ceux qui sont polis; alors il ne se combine pas avec eux: si la surface des corps est raboteuse, loin d’être réfléchi par elle, il est absorbé et l’échauffe. 2° Il traverse l’air avec rapidité et ne se combine pas sensiblement avec lui. Scliéeîe fit des expériences avec des miroirs concaves dans un appartement très-froid , et il observa que l’haleine des ani-

maux placés à peu de distance du foyer du miroir où l’on avait enflammé le soufre au moyen du calorique rayonnant, était visible ; ce qui ne serait pas arrivé si l’air se fût échauffé. 3°. La marche des rayons ^calorifiques n’ést pas gênée dans son mouvement par un courant d’air. En effet, ce même physicien observa que la combustion du soufre placé au foyer d’un miroir avait constamment lieu , quelles que fussent l’intensité et la direction du vent , pourvu qtie la porte du poêle allumé qui devait fournir le calorique rayonnant fût ouverte. 4°. Le calorique rayonnant paraît susceptible d’ctre réfracté , d’après les expériences dé Iierscbell.

Le calorique produit , par son accumulation sur tous les coips organiques et inorganiques , utte dilatation plus ou moins sensible. Plusieurs expériences viennent à l’appui de. cette proposition.

A ( Voyez p\. (ô 43 )• Si l’on prend un poids métallique P et qu’on le fasse rougir , on observera qu’il ne peut plus entrer dans l’anneau C , tandis qu’il parcourait librement cet anneau avant d’avoir été chauffé , et qu’il pourra y entrer également lorsqu’il sera refroidi ; le poids métallique a donc éprouvé ime dilatation de la part du calorique ; mais celte dilatation n'a pas été portée assez loin pour que ses molécules soient devenues fluides. L’instrument qui sert à faire cette expérience porte le nom à' anneau de S' Gravesande.

B. Si l’on accumule du calorique (au moyen de charbons ardens ) sur une petite quantité S'étirer liquide placé à la partie supérieure d?une longue cloche remplie de mercure , et renversée sur une cuve du même métal, dé manière a ce que l’ouverture de cette cloche' soit en bas , on remarque que l’éther se dilate , chasse le mercure qui remplissait la cloche dans la cuve, perd' l’état liquide et ressemble à de l’air; mais si on cesse d’accumuler du calo-

DU CALORIQUE. l3

ri que , bientôt l'appareil et l’éther se refroidissent, le mercure rentre de nouveau dans la cloche , et l’élher contracté reprend sa forme liquide. Ici , la dilatation a été portée assez loin pour que les molécules de l’éther soient devenues aériformes. On donne à ce nouvel état des molécules le nom d’état gazeux.

C. Le thermomètre , instrument connu de tout le monde, est une nouvelle preuve de la dilatation que le calorique fait éprouver aux liquides ; en effet, la quantité de mercure ou d’esprit-de-vin renfermée dans cet instrument est la même , qu’il fasse très-chaud ou très-froid ; elle paraît seulement plus grande lorsqu’il fait chaud , parce que le calorique agit sur elle et la dilate plus qu’il ne dilate le verre qui la contient.

D. Si l’on chauffe avec précaution une vessie renfermant une certaine quantité d’air, et dont le col est parfaitement serré, on observera que ce fluide aériforme se dilate par degrés, la vessie se distend et peut même se déchirer si l’on accumule assez de calorique.

Nous venons d’établir, à l’aide d’expériences décisives , que l’accumulation du calorique dans un corps en détermine la dilatation. Nous prouverons bientôt que cette dilatation diffère pour les corps solides , liquides ou gazeux ^ soumis au même degré de chaleur.

Le calorique agit en sens inverse de V attraction. 11 suffit ici du plus léger raisonnement pour être convaincu. L’attraction est une force qui tend sans cesse à rapprocher les molécules ; le calorique , au contraire , cherche constamment à les éloigner : c’est du rapport qui existe entre ces deux forces que dépendent les états solide , liquide et gazeux sous lesquels tous les corps se présentent.

Le calorique nous fait éprouver , lorsqu il est en contact avec nos organes , une sensation particulière connue sous le nom de chaleur. Ainsi l’on ne confondra pas ce

deux expressions. La chaleur est un effet produit par le calorique , que nous devons regarder comme la cause de cet effet. Plus cette cause agit avec force , plus l’effet est marqué toutes choses égales d’ailleurs. On appelle température le degré appréciable de cette chaleur. On dit que la température d’un corps est plus élevée que celle d’un autre lorsqu’il produit sur nous une plus vive sensation de chaleur.

Le calorique détermine par sa soustraction des effets inverses aux précédens , savoir , la contraction et le sentiment de froid. La contraction des corps qui perdent du calorique est prouvée par toutes les expériences qui précèdent. Quant au sentiment de froid , quelques physiciens pensent devoir l’attribuer à un fluide particulier qu’ils nomment frigorifique y plutôt qu a l’absence du calorique : nous admettons , au contraire , cette dernière hypothèse , parce qu elle rend raison de tous les phénomènes , et qu’elle nous dispense d’adopter sans nécessité l’existence d’un nouveau fluide impondérable.

Après avoir exposé les divers caractères du calorique , nous allons donner une idée de plusieurs instrumens propres à nous faire connaître la différence qui existe entre la température de deux corps inégalement chauffés . Ces instrumens sont appelés thermomètres.

Des Thermomètres.

2. Puisque tous les corps sont dilatés ou contractés par les variations de température , ils pourraient tous servir , à la rigueur, à indiquer ces variations, et par conséquent à la construction des thermomètres ; mais les uns sont peu dilatables , et ne nous permettent pas d’observer facilement le changement que leur volume éprouve lors de ces variations : tels sont les solides ; les autres se dilatent tellement par les plus légères variations de chaleur , qu’ils

X> tx THERMOMÈTRE. l5

Seraient d’un usage trop incommode quand la température serait très-élevée : tels sont les gaz. Les liquides sont de tous les corps ceux qui offrent le plus d’avantage ; car ils se dilatent plus que les solides et moins que les gaz: aussi les emploie-t-on de préférence pour la construction de ces instrumens. Il en est un surtout , le mercure , qui réunît à l’avantage d’être sensible aux légères variations de température , celui de se dilater régulièrement , et à-peu-près d’une manière proportionnelle à celle des corps solides et gazeux placés dans les mêmes circonstances. Il peut en outre supporter un assez grand degré de chaleur sans bouillir , et un froid assez marqué sans se geler.

Du Thermomètre à mercure.

3. Manière de faire ce thermomètre. On prend un tube de verre cylindrique dont l’ouverture soit capillaire ou n’ait qu’un très-petit diamètre; on attache avec soin l’une de ses extrémités à l’ouverture d’une bouteille dégommé élastique ; l’autre extrémité est chauffée à la flamme de la lampe jusqu’à ce que le Yerre soit ramolli ; on l’arrondit en bouton au moyen d’une petite tige métallique ; on la chauffe jusqu’au rouge blanc ; on dispose le tube de manière à ce que le bouton se trouve en haut , et on presse avec la main sur la bouteille de gomme élastique : par ce moyen, le tube se trouve soufflé en boule , sans contenir d’humidité , comme cela arriverait s’il avait été soufflé avec la bouche.

Ce premier objet étant rempli, on doit s’occuper de chasser une grande partie de l’air du petit appareil et d’y introduire le métal : pour cela , on fait chauffer la boule, et l’on plonge l’extrémité du tube dans du mercure parfaitement pur et bien sec. A mesure que l’appareil se refroidit , la petite quantité d’air qui le remplissait et qui avait été dilaté par la chaleur se contracte , et il s’y forme un vide : alors , en vertu de la pression atmosphérique , le mercure s’élance

pour remplir ce vide, et parvient peu à peu jusque dans la boule : on chauffe de nouveau la boule et le mercure qu’elle contient 5 on perte même celui-ci jusqu’à l’ébullition: la vapeur mercurielle formée chasse une nouvelle quantité de l’air qui restait dans l’appareil ; en sorte que l’on peut de nouveau remettre l’extrémité du tube dans le mercure pour faire entrer une nouvelle quantité de ce métal : on répète ces opérations deux ou trois fois , jusqu’à ce que toute la capacité du petit appareil en soit remplie; dans cet état, on s’occupe de chasser celui qui est superflu; pour cela, on chauffe de nouveau la boulé jusqu’à ce que les deux tiers du mercure contenu dans le tube soient expulsés à l’état de vapeur; alors, le mercure étant encore bouillant, on fait fondre l’extrémité du tube à la lampe , on l’effile et on le ferme hermétiquement ; par ce moyen ; il ne reste plus d’air dans l’appareil , elles deux tiers supérieurs , presque vides, peuvent permettre la dilatation du métal soumis à l’action du calorique.

Si l’on ne peut pas se procurer un tube cylindrique, on choisira celui qui approchera le plus de celte forme , et on le partagera en divisions d’égale capacité, d’après la méthode de M. Gay-Lussac ( Voyez les ouvrages de physique).

Graduation du Thermomètre. On entoure de glace fondante la boule et la partie du tube qui contient le mercure; on marque le point où celui-ci s’arrête au bout de quelques minutes ; on retire l’appareil de la glace et on le plonge dans la vapeur de l’eau distillée bouillante. Pour cela , on fait chauffer un peu d’eau dans un vas e métallique plus long que le thermomètre , muni d’un couvercle percé de deux trous , dont l’un donne issue à la vapeur de l’eau, et l’autre sert A laisser passer la partie supérieure du tube, de manière que la partie à laquelle on soupçonne le point d’ébullition soit juste en vue. Le mercure , enveloppé de