DES COUPS CONDUCTEURS

Ingenhouz, l'argent est meilleur conducteur que l’or; celui-ci l’est plus que le cuivre et l’étain , qui sont à-peuprès égaux 5 enfin viennent le platine , le fer , l’acier et le plomb , qui sont bien inférieurs aux autres. Ces expériences, qui ont sans doute besoin d’être répétées , ne s'accordent guère avec les sentimens des physiciens qui pensent que plus les métaux sont pesans , et plus , à quelques exception? près, ils sont bons conducteurs du calorique. Le verre , le bois , le charbon, les résines, etc. , sont mauvais conducteurs du calorique : si l’on prend deux tiges d’égale longueur et d’égale épaisseur , l’une de verre , l’autre de fer ; si l’on recouvre de cire une de leurs extrémités, on observe, eu accumulant du calorique sur les extrémités non couvertes , que la cire portée par la. tige de verre në commence pas encore à entrer en fusion lorsque l’autre est entièrement fondue ; ce qui prouve combien la faculté conductrice du fer est supérieure à celle du verre ; d’ailleurs , personne n’ignore que l’artiste qui souffle le verre tient impunément ce corps entre les doigts , près de la partie qui est rouge , tandis qu’il serait brillé s’il touchait une barre de fer près du point rougi.

Les corps solides conducteurs du calorique le transmettent dans toutes les directions , de bas en haut , de haut en bas , et latéralement sans que leurs molécules soient sensiblement déplacées. Ainsi , quelle que soit la partie d’une barre de fer soumise à l’action du calorique , elle ne tardera pas à être échauffée dans tous ses points 5 et il nous aura été impossible d’apercevoir le moindre changement dans la position des molécules intégrantes : il n’en est pas de même des liquides.

Plus les corps solides sont bons conducteurs du calorique, plus ils nous paraissent froids quand nous les touchons , parce que , dans un temps donné , toutes choses égales d’ailleurs , ils enlèvent à nos organes une plus 1. 3

34 PkEïlIÈRE PARtfE.

grande quantité de calorique. A la vérité , la densité de* corps influe aussi sur cette sensation. Plus ils sont denses ? plus ils nous paraissent froids , parce qu’ils nous touchent par un plus grand nombre de points, et nous enlèvent par conséquent plus de calorique.

21. Faculté conductrice des corps liquides. Rumford pensait que ces corps ne sont pas conducteurs du calorique ; mais cette opinion a été combattue avec succès par MM. Thomson et Murray ; et aujourd’hui on s’accorde généralement à les regarder comme des conducteurs lents et imparfaits. Que l’on introduise , par exemple , du mercure dans un vase de verre , et que l’on verse par-dessus une certaine quantité d’eau chaude ; celle-ci restera à la surface en raison de sa légèreté , et le mercure ne s’échauffera que lentement , tandis qu’il ne devrait pas s’échauffer du tout si l’opinion de Rumford était exacte. Si l’on fait geler dans le fond d’un tube de verre une certaine quantité d’eau , et que l’on remplisse le tube avec de l’eau liquide et à la température ordinaire , on observera que l’on peut faire bouillir fortement le liquide qui est à la partie supérieure , sans que la glace fonde ni s’échauffe sensiblement.

Ces deux expériences suffisent pour prouver combien l’eau est mauvais conducteur du calorique ; mais, objecterat-on, de l’eau placée sur le feu s’échauffe et bout en quelques minutes : peut-on concevoir ce phénomène sans admettre la conductibilité de ce liquide ?Nous répondrons par l’affirmative. L’eau et les liquides en général, placés dans cette circonstance , s’échauffent en vertu du déplacement qu’éprouvent leurs parties : ainsi la première couche, occupant le fond du vase, est échauffée , se dilate, devient plus légère , s’élève, et est remplacée par une autre plus froide, qui à son tour devenue première, est dilatée et élevée; d’où l’on voit qu’il s’établit deux courans , l’un de couches dilatées et chaudes qui s’élèvent , l’autre de couches froides qui descendent. C’est

b Ü CALORIQUE SPÉCIFIQUE. 35

lf premier courant qui échauffe principalement la masse du liquide , en communiquait une portion de son calorique aux molécules d’eau moins chaudes qu’il traverse. Il est donc évident que cette masse est échauffée, i° par l’élévation non interrompue des couches chaudes ; 2° par une quantité de calorique excessivement faible , transmise directement de bas en haut , en rapport avec le peu de conductibilité de l’eau ; d’où il résulte qu’il est impossible d’échauffer rapidement un liquide dont la surface supérieure seule est échauffée : en effet , la couche supérieure se dilate, devient plus légère , et , loin de pouvoir descendre pour échauffer les couches soujacentes, se transforme en vapeur et se répand dans l’air. Il ne reste donc plus , pour échauffer ces couches, que le calorique transmis directement de haut en bas , et qui est en très-petite quantité , parce que les liquides sont de mauvais conducteurs.

22. Faculté conductrice des corps gazeux. Plus mauvais conducteurs encore que les liquides , les gaz s’échauffent pourtant rapidement, parce qu’ils ont peu de capacité pour le calorique , et que leurs molécules , excessivement mobiles , permettent facilement la circulation des courans ascendans chauds et des courans descendans froids.

De la Capacité des corps pour le calorique.

23. Deux corps de différente nature , égaux en poids , par exemple, une livre d’étain fet une livre de cuivre à zéro, placés dans un vase contenant de l’eau bouillante , ne tardent pas à être à la même température que l’eau , c’està-dire , à ioo° thermomètre centigrade; mais il est aisé de prouver que ces deux corps , pour arriver à la même température , absorbent des quantités de calorique différentes. En effet , si immédiatement après les avoir retirés de l’eau bouillante , on les entoure de glace fondante , ils reviennent à o° , et perdent le calorique qui avait élevé

leur température depuis oG jusqu’à ioo°. Or, ce calorique, devenu libre , fondra une quantité de glace qui n’est pas la même pour l’ùn que pour l’autre dé ces deux corps , ce qui devrait arriver si le calorique qu’ils émanent était en égale quantité. On désigne sous le nom de calorique spécifique cette quantité de calorique que deux corps de poids égal exigent pour passer d’un degré à un autre ; et l’on nomme capacité des cotps pour le calorique la faculté qu’ils ont d’absorber une plus ou moins grande quantité de cet agent pour s’élever à la même température. Un corps à o° parvient d’autant plus vite à ioo° , ou s’échauffe d’autant plus rapidement , que sa capacité pour le calorique est moindre , toutes choses égales d’ailleurs. Peut-on déterminer qu’elle est la capacité des différens corps pour le calorique? On a proposé plusieurs méthodes propres à remplir cet objet.: nous allons faire connaître les principales , en commençant par celle de Crawford.

Corps de nature différente n exerçant pas entre eux une action chimique. Si ces corps sont liquides , on les mêle deux à deux sous des poids égaux , et à dés températures différentes -, on note la température du mélange , et on juge par là de leur capacité pour le calorique : par exemple , un mélange fait avec une livre de mercure à o® et une livre d’eau à 34° , marque au thermomètre 33°; le mercure passe donc de o° à* 33° , tandis que l’eau descend de 34° à 33°, d’où l’on doit conclure qu’il n’a fallu à la livre de mercure, pour passer de o° à 33°, que l a quantité de calorique capable de faire monter l’eau d’un degré , c’est-à-dire , de 33a à 34° : donc là capacité du mercure est de celle de l’eau.

Corps de nature differente exerçant entre eux une action chimique. 11 est impossible de parvenir à un résultat exact si on mêle des corps qui, par leur action réei-

DU CiLORIQCE SPÉCIFIQUE. 87

p roque, dégagent ou absorbent du calorique ; dans ce cas, il faut les mêler avec d’autres corps sur lesquels ils n’exercent aucune action , et dont la capacité pour le calorique soit connue. Les vases dans lesquels on opère et l’air ambiant doivent être à la même température que le mélange ; et celui-ci doit être fait promptement afin qu’il n’y ait point de calorique absorbé ou cédé par lui.

Lavoisier et M. de Laplace ont inventé un instrument, le calorimètre , à l’aide duquel on a déterminé la capacité des corps de nature différente pour le calorique. Le principe sur lequel repose l’opération est fondé sur un fait que nous avons déjà indiqué : savoir , que lorsqu’on mêle une livre de glace à o° , qui par conséquent est sur le point de fondre , avec une livre d’eau à y5° thermomètre centigrade , la glace passe de l’état solide à l’état liquide , en absorbant le calorique qui avait élevé la livre d’eau depuis o° jusqu’à 75° , et l’on obtient deux livres d’eau liquide à o°. Maintenant, si l’on a trois corps , A , B, C, chauffés également à ^5° thermomètre centigrade , et pesant chacun une livre ; si on les entoure de glace fondante , et que A fonde deux livres de glace en se refroidissant jusqu’à o° , que B en fonde trois , C quatre, on en conclura, en regardant la capacité de la livre d’eau comme i , que celle àeA sera 2, celle de B 3, et celle de C 4* Nous nedonnerons pas la description de cet appareil , parce qu’il est fort peu employé , et qu’il ne fournit de résultats un peu satisfaisans qu’autant que l’on a pris un très-grand nombre de précautions qui le rendent d’un usage trop incommode.

Rumford a imaginé un autre calorimètre pour parvenir avec facilité à déterminer le calorique qui se dégage pendant la combustion du bois , des huiles et de quelques autres corps ; il s’agit de faire passer les produits provenant de cette opération dans un serpentin aplati placé dans une caisse de fer-blanc , de manière à pouvoir être entouré

d’eau distillée froide : il est évident que ces produits éebaujferont l’eau différemment , suivant qu’ils seront fournis par tel ou par tel autre corps; et l’on pourra déterminer, au moyen d’un calcul très-simple, la quantité de calorique dégagé par la combustion du corps. La température de l’eau de la caisse doit être au-dessous de celle de l’air ambiant.

24. Les expériences; tentées jusqu’à ce j our nous permettent d’établir : i° que les capacités pour le calorique varient dam les différens corps ; 2° qu’elles varient encore dans le même corps suivant qu’il est à l’état solide, liquide ou gazeux : ainsi la capacité de l’eau liquide n’est pas la même que celle de l’eau à l’état solide ; 3° qu’elle est à-peu-près la même pour un corps qui ne change pas de forme; par exemple, une livre d’eau à 2o0-{-o et une autre à 5o°+o, mêlées, donneront deux livres d’eau à 35p; 4° enfin, que la capacité des gaz pour le calorique diffère dans chacun d’eux»

§11. Effets du calorique sur les corps qui sont à une certains distance du foyer d’où il émane,

25. Tout le monde sait que les corps placés à une certaine distance d’un foyer chaud finissent par s’échauffer. Exa* minons , i° la manière dont le calorique lancé par le foyer chaud se comporte dans l’air jusqu’à ce qu’il soit ar-* rivé près de la surface de ces corps; 20 les phénomènes qu’il présente par son action sur ces surfaces.

r°. Le calorique est lancé parle foyer chaud sous la forme de rayons qui traversent l’air avec beaucoup de vitesse, sans se combiner avec lui. Si le foyer est incandescent, rouge , les rayons calorifiques sont mêlés avec les rayons lumineux : dans le cas contraire, il n’y a que les premiers. Cependant les couches d’air qui entourent immédiatement h foyer échauffé s’échauffent elles-mêmes , sont dilatées 3 s’é*

»U CjU-CEIQUE. 39

lèvent , et communiquent ainsi , de proche en proche , une portion de calorique à d’autres couches 5 en sorte qu’au bout d’un certain temps toute la masse d’air qui se trouve entre le foyer et les corps que nous supposons placés à une certaine distance est échauffée 5 mais cet effet ne s’opère que lentement , et Ton peut affirmer que l’élévation de tempéra-* ture des corps éloignés du foyer doit être principalement attribuée aux rayons calorifiques lancés par le foyer. .

20. Phénomènes que le calorique rayonnant émané du foyer présente , par son action , sur les surfaces de ces corps. A. Il existe des corps doués à un très-haut degré- de la faculté de réfléchir les rayons calorifiques 5 ces corps , dès l’approche de ces rayons , les rejettent en quelques sorte , s’échauffent à peine . ou ne s’échauffent pas du tout : les métaux éminemment polis sont dans ce cas -, nous pouvons en donner une preuve en rappelant l’expérience faite avec les deux réflecteurs parfaitement polis ( Voy. pag. 10}; Aucun de ces réflecteurs ne s’échauffe sensiblement , quoique leurs foyers soient occupés par des corps très-chauds. On observe encore une très-grande force réfléchissante parmi les corps blancs : Francklin étala sur la surface de la neige quatre morceaux de drap de dimensions égales , mais d’une couleur différente : l’un était blanc, les autres étaient brun bleu et noir \ le premier , doué d’une grande force réfléchissante , absorba à peine des rayons calorifiques , ne s’échauffa que très-peu et resta à la surface de la neige , tandis, que les autres , principalement le morceau noir , absorbèrent du calorique , fondirent de la neige et s’enfoncèrent beaucoup au-dessous de la surface. M. H. Davy varia cette expérience en substituant aux morceaux de drap six, feuilles, de cuivre différemment colorées , et obtint des résultats analogues. Si la réflexion des rayons calorifiques dans les corps doués de cette faculté suit , comme il est probable , la même loi que celle de la lumière, elle sera à son maxi k

4o PS EM 1ÈRE PARTIE.

mum lorsque le corps sera dans une position perpendiculaire.

B. Ces corps blancs, polis, doués d’une grande force réfléchissante , perdent cette faculté, en totalité ou enpartie, si on lés noircit ou qu’on les rende raboteux par un moyen quelconque. Expérience, i °. Les réflecteurs enduits de suie noire, et placés d’ailleurs dans les mêmes circonstances1 qu’ auparavant , absorbent un très-grand nombre de rayons calorifiques , s'échauffent et jouissent à peine de la faculté réfléchissante: il en est de même si on les dépolit en les rayant avec du sable, 2°. Si l’on couvre d’encre de la Chine la boule d’un thermomètre , et qu’on l’expose au soleil lorsque cette couche noire sera sèche, le thermomètre s’élèvera de 5° à 6° de plus qu’un autre thermomètre dont la boule n’aura été recouverte d’aucune matière noire. Ces faits nous portent à conclure que plus le pouvoir réfléchissant d’un corps est augmenté } plus son pouvoir absorbant est diminué ; et vice versa.

Du Refroidissement des Corps.

2 6. Après avoir exposé en détail les circonstances qui influent sur réchauffement des corps que l’on plonge dans un foyer ardent, et de ceux qui en sont à une certaine -distance , nous devons examiner Celles qui agissent sur un corps échauffé par l’un ou l’autre de ces moyens , et qui vient à se refroidir. Ces circonstances sont : i° la capacité de ce corps pour le calorique $ 2° sa faculté conductrice 5 3° l’état poli ou terne dé sa surface 5 4° sa couleur ; 5° enfin , l’état tranquille ou agité de l’air qui l’entoure.

Capacité du corps pour le calorique et faculté conducJ trice. Toutes choses égales d’ailleurs , le corps se refroidira d’autant plus vite qu’il aura moins de capacité pour le calorique , et qu’il sera meilleur conducteur.

Etat poli eu terne de sa suif ace. Les corps excessive- ■

DU REFROIBISS555IÉÎST. 41

ment polis émettent difficilement le calorique qu'on leur a accumulé, et par conséquent se refroidissent difficilement. Expériences : i° deux vases de même nature et de même dimension , l’un bien poli , l’autre raboteux , remplis d’eau bouillante, se refroidissent dans des temps inégaux; celui qui est poli est encore cbaud lorsque l’autre est déjà refroidi ; 20 un vase cubique de fer-blanc dont une des faces reste brillante et dont les trois autres sont recouvertes , 1’unë de papier , l’autre de noir de fumée , l’autre enfin d’une couche de vernis , présentent des phénomènes analogues : en, effet, lorsqu’on le remplit d’eau bouillante, on observe que le rayonnement du calorique diffère dans chacune de ces faces : il est tellement abondant du côté noir, qu’il est même sensible à la main; tandis que le thermomètre placé à côté de la face brillante monte à peine. La face recouverte d’une couche de vernis se refroidit plus vite que la face brillante, parce que le vernis la rend moins polie. Si l’on applique sur cette face deux autres couches de vernis , le refroidissement est encore plus rapide ; enfin, si le nombre des couches s’élève jusqu’à huit, le refroidissement est plus prompt qu’il ne l’est par la face brillante ; mais il est plus lent que lorsqu’il n’y avait que six couches , ce qui dépend de la nature des substances qui composent les vernis ; en effet , ces substances sont résineuses , peu conductrices du calorique , et doivent finir, lorsqu’on les accumule, par s’opposer à l’émission de ce fluide. Ces faits nous portent à conclure que, plus le pouvoir réfléchissant d’un corps augmente , plus son pouvoir émissif diminue , et vice versa.

Couleur. Les corps blancs se refroidissent beaucoup plus lentement que les corps noirs ; en effet , l’expérience prouve que leur pouvoir réfléchissant l’emporte de beaucoup sur leur pouvoir émissif.

Etat tranquille ou agité de T air. M. Leslie remplit d’eau à 20° deux globes creux de métal , d’un diamètre

égal : l’un de ces globes A était brillant, l’autre B était noÎF. Illes exposa à un léger vent frais-, le globe brillant était à io° au bout de quarante-quatre minutes , tandis que l’autre n’avait besoin que de 35 min. Exposés à une bise assez forte, A était à io° au bout de 23 min. , et B au bout (le 20 min. 1 5 secondes ; enfin , soumis à l’action d’un vent violent , A n’était à io° qu’au bout de 9 m. | ; tandis que B était à cette température au bout de 9 minutes; d’où l’on doit conclure, i°que, pour l’un et l’autre globe , le refroidissement est d’autant plus rapide que l’air est plus agité ou renouvelé ; 20 que le globe noirci se refroidit plus vite que celui qui est brillant.

De ï Equilibre du ealorique.

27. Nous avons établi qu’un corps chaud placé dans l’air lançait un certain nombre de rayons de calorique : or, nous pouvons considérer tous les corps de la nature comme étant chauds par rapport à d’autres plus froids ; en effet , une livre d’eau bouillante est chaude si on la compare à une livre d’eau liquide à io°; mais cette dernière devra être regardée comme chaude si on la compare à une livre de glace à o°; d’où nous devons conclure que tous les corps rayonnent ou émettent un certain nombre de rayons de calorique. Si le corps est très-chaud , l’émission sera considérable ; tandis qu’elle sera faible si sa température est peu élevée ; et l’expérience prouve que ces deux corps inégalement chauffés , mis en contact , ou placés à une certaine distance , ne tardent pas à acquérir la même température : on (dit alors qu’ils contiennent des quantités de calorique qui se font équilibre.

L’équilibre au contact s’opère par le passage immédiat du calorique du corps plus chaud dans celui qui l’est moins, passage dont la rapidité varie suivant la capacité des corps