CHAPITRE II

Du Calorique latent .

260. Calorique de fluidité. — Nous avons déjà indiqué (i45 et 2 25) les observations dans lesquelles on reconnaît l’absorplion du calorique latent ou du calorique de fluidité pendant la liquéfaction des corps. 11 est visible maintenant que ces quantités de chaleur peuvent être déterminées par les moyens qui viennent de nous servir à comparer les chaleurs spécifiques des corps; et entre ces moyens, le calorimètre et la méthode des mélanges seront les deux plus simples.

266. Calorique de fluidité de la glace. — Pour le déter miner avec précision, il suffit de prendre un poids connu de glace fondante , 1 kilogramme , par exemple , et d’y mêler très-promptement 1 kilogramme d’eau à y50; après quelques instans, la glace est fondue, et l’on a deux kilogrammes d’eau liquide , dont la température est o , comme la température de la glace. Donc toute la quantité de chaleur qui maintenait le kilogramme d’eau à 75° au dessus de o , a été absorbée par la fusion du kilogramme de glace, et se trouve ainsi la mesure exacte de sa chaleur latente. Quand la température ambiante est plus haute que o, l’eau chaude perd de sa chaleur pendant qu’on la verse, et , au contraire , le vase où se fait le mélange reçoit du calorique extérieur pendant toute la fusion; alors on n’arrive au résultat précédent qu’après les corrections nécessaires. Dans tous les cas , il importe que le mélange se fasse promptement , et pour cela il convient de prendre de la

glace pilée , ou de la neige plutôt que de la glace compacte en un seul bloc.

La capacité de l’eau étant sensiblement constante entre o et ioo°, la chaleur qui fait passer ikiI d’eau de o à 75° est sensiblement égale à celle qui fait passer y5 kil- d’eau de o h 1% ou plus généralement elle est égale à celle qui fait passer mklk d’eau de 0 à . D’après ce principe on peut varier l’expérience précédente de mille manières; et l’on peut aussi résoudre une foule de questions avec lesquelles il est bon de se rendre familier.

Par exemple : Combien faut-il mêler de glace fondante dans iokil d’eau à ioo°, pour réduire la température à o après la fusion complète de la glace?

Combien faut-il de kilogrammes d’eau à 5o° pour fondre 5okik de glace fondante , et pour qne la température du mélange après la fusion complète soit de io°?

Lorsqu’on mêle 20kiI d’eau à 90° avec ;! ik de glace fondante , quelle est la température du mélange ?

Qu’arriverait-il si les 2okil d’eau h 90° étaient mêlés avec iooklk de glace fondante?

Le calorimètre de MM. Lavoisier et de Laplace peut servir ù déterminer le calorique de fluidité de l’eau; il suffit pour cela de jeter dons son intérieur une masse d’eau de poids et de température connue, et d’observer la quantité de glace fondue; ikik d’eau à io° donnerait, par exemple, i,i53kiI' d’eau à o; d’où l’on déduirait facilement que ikil d’eau h 70° donnerait 2kik d’eau à o.

2G7. Le calorique de fluidité des autres substances se détermine par des procédés analogues. On admet assez généralement qu’un corps a d’autant plus de calorique de fluidité que son point de fusion est plus élevé; mais cette loi demanderait confirmation : elle repose seulement sur trois expériences de Black , qui sont sans doute assez imparfaites. Ces expériences sont relatives au spermacéli , ù la cire et à l’étain. D’après Black ,

1V° PART., CIIA1*. II. - CALORIQUE. /j°7

i kilogramme de spcrmacéli , en se congelant, pourrait

fondre. . * . * . . . iki1-, 1 de glace.

1 kilogramme de cire . ïk!l-,5

1 kilogramme d’étain . okil-, 7

268. Calorique d'élasticité. — Nous appellerons ainsi le calorique latent qu’un liquide absorbe en se vaporisant; son existence nous est démontrée par la fixité de la température pendant l’ébullition des liquides ( i45 et 235 ) et par le refroidissement produit pendant leur évaporation ( 241 ). Le calorique d’élasticité qui est propre h chaque vapeur se détermine à peu près comme le calorique de fluidité qui est propre h chaque liquide , c’est-à-dire par le calorimètre ou par la méthode des mélanges.

269. Calorique d'élasticité de la 'vapeur d'eau. — La méthode la plus ordinaire pour le déterminer consiste à faire bouillir de l’eau distillée dans un malras à long col , ou dans une cornue, et à condenser dons une masse d’eau toute la vapeur qui s’échappe; de l’augmentation de poids de cette masse d’eau on déduit la quantité de vapeur qui s’est condensée , et de l’élévation de température qu’elle prend on déduit la quantité de chaleur que cette vapeur a dégagée. Supposons, par exemple, que le vase où la vapeur se condense contienne d’abord 55osn d’eau à la température o; par l’arrivée de la vapeur, son poids augmente et sa température s’élève; enfin, après un certain temps, son poids est augmenté de 100 grammes , et sa température élevée de ioo°. Ces 100 grammes de vapeur condensée se retrouvant à 1 oo° comme avant la condensation , il est évident qu’ils n’ont perdu que leur calorique d’élasticité. Donc enfin le calorique d’élasticité contenu dans 100 grammes de vapeur à ioo° et sous la pression de 760°, est précisément capable d’élever 55o grammes d’eau de o à ioo°. Un seul gramme de vapeur, dans les mêmes circonstances , ne produirait que la centième partie do cet effet, c’est-à-dire

4o8 LIVRE II. — DE LA CHALEUR.

qu’en se condensant, il éleverait de i° la température de 55o;r- d’eau. Ce résultat est en effet le nombre qu’on adopte en général , d’après les expériences de MM. Gay-Lussac , continuées un peu plus tard par celles de MM. Clément et Desormes. Rumford avait trouvé 56y au lieu de 55o, et M. Despretz trouve 55o ou 54o seulement. Une des principales causes d’erreur dans ces expériences est la quantité d’eau liquide que la vapeur entraîne avec elle lorsqu’elle vient se condenser dans la masse d’eau froide.

Pour simplifier les raisonnemens on a coutume, en parlant d’au poids donné de vapeur, de prendre pour unité de calorique la quantité de chaleur qui est nécessaire pour élever de i° la température d’un poids égal d’eau liquide. Ainsi , de l’eau à ioo° absorbe en se vaporisant 55o unités de chaleur; de l’eau h o en prendrait Goo, savoir: ioo pour passer de o à ioo°, en restant liquide , et 55o pour se transformer en vapeur sans changer de température.

Une question très-importante sur la vapeur d’eau est la question de savoir si les quantités de chaleur qu’elle absorbe pour se former sont indépendantes des températures auxquelles elle se forme; si, par exemple, i gramme d’eau prend autant de chaleur pour se vaporiser à o que pour se vaporiser h 100 ou h i5o°. Beaucoup de recherches ont été faites sur ce point , et toutes s’accordent h établir ce principe fondamental : que dans un gramme de vapeur au maximum de force élastique il y a toujours la même quantité de chaleur , quelle que soit la température. Ainsi 1 gramme d’eau étant pris h o , la somme des quantités de chaleur qu’il faudra lui donner pour l’élever à i4o°, et ensuite pour le vaporiser à celte température sous la pression maximum de 5,5oomra, sera sensiblement la même que la somme des quantités de chaleur qu’il aurait fallu lui donner pour l’élever h ioo° et le vaporiser il cette température sous la pression maximum de yGo”””, ou pour l’élever à io° et le vaporiser h cette température sous la pression maximum

IVe PART., CHAP. II. — CALORIQUE. 4°9

de 9mm,475 , ou enfin pour le vaporiser directement à o sous la pression maximum de 5mm,o5(). Cette vérité semble ' moins étonnante lorsqu’on prend garde h la prodigieuse différence de volume que prend la vapeur dans ces différens cas: à o, par exemple, i gramme de vapeur occupe un espace de i5o,ooo centimètres cubes, et à i5o°, un espace seulement de 532 centimètres cubes. Réciproquement 1 gramme de vapeur au maximum de force élastique étant pris h une température quelconque, puis condensé et ensuite réduit à o, dégagera toujours la même quantité de calorique , c’est-à-dire 65o unités.

Nous indiquerons ici quelques questions qui peuvent être résolues par ces principes.

On a ioo litres d’eau à o ; quel poids de vapeur faut-il y condenser pour que le mélange soit à 5o°?

Dans îoo litres d’eau à oon on remplace îo litres d’eau chaude par îo litres d’eau froide à io°: combien faut- il y condenser de vapeur pour que la température soit ramenée à 3o° ?

Dans une masse d’eau qui est maintenue à 5o°, on fait entrer de la vapeur à ioo°, ayant une tension de y6o'1,ni ; cette vapeur traverse un serpentin, où elle se condense en partie; ce qui ne se condense pas sort à la température de 5o°, avec la tension maximum de 89mn) ;on demande quel est le rapport entre la vapeur qui se condense et celle qui s’échappe , et quelle est la quantité de chaleur dégagée par chaque gramme de vapeur qui entre.

270. Calorique d’élasticilé de diverses vapeurs. — M. Desprelz a fait quelques expériences pour déterminer le calorique d’élasticité des vapeurs d’alcool , d’éther sulfu rique et d’essence de térébenthine.

Le résultat de ses recherches est le suivant :

Alcool.1 . 207,7

Éther sulfurique. . . . gl>,8

Essence . 76,8

4lO

C’est-à-dire que 1 gramme d’alcool en se condensant à la température de 78°, 8 qui est celle de l’ébullition , abandonne assez de chaleur pour élever de i° la température de 207,7 grammes d’eau ; l’éther sulfurique ne pourrait élever de i° que 9oS%8 et l’essence de térébenthine 76?r- ,8. Le point d’ébullition de l’éther est 35°, 5; celui de l’essence i56,8. On voit que le calorique d’élasticité est moindre pour les vapeurs dont la densité est plus grande; mais il n’est pas en raison inverse des densités.

IV8 P.VllTi) CIIAP. H. — C/VLOUIQUE,

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