CAPACITÉS

CAPACITÉS à pression constante.

Air atmosphérique .

Oxigène . r, . .

Hydrogène .

Acide carbonique .

Oxide de carbone .

Oxide d’azote .

Gaz oléiliant .

On remarque dans le tableau I la loi fondamentale établie par Dulong et Petit , savoir; que la capacité d’un corps simple, multipliée par le poids de son atome, donne un produit constant ; loi qui se trouve confirmée par les tableaux V et VI sur les gaz simples. On peut l’exprimer encore en disant que, dans les corps simples, les atomes ont des capacités égales

CHAi. II. — CALORIMÉTRIE,

pour la chaleur. Si quelques corps, comme le phosphore, le carbone, etc., semblent échapper à celle loi, c’est peut-être à cause de rincerliludequi existe encore sur le véritable poids de leurs atomes. Quant aux capacili’s des corps composés, elles ne sont point soumises à la loi précédente ; mais un assez grand nombre d’expériences, dans la discussion desquelles nous ne pouvons entrer ici, semblent déjà indiquer qu’il y a aussi des rapports assez simples entre les capacités des composas et celles de leurs atomes élémenlaire.s ou complexes. On peut consulter à ce sujet les mémoires très intéressants de M. Avogrado et de M. Newmann.

Après avoir discuté les résultats de ses expériences sur les gaz, Dulong est conduit à la loi suivante : 1® des volumes égaux de tous les fluides élastiques pris à une même température et sous une même pression, étant comprimés ou dilatés subitement d’une même fraction de leur volume, dégagent ou absorbent la même quantité absolue de chaleur ; 2“ les variations de température qui en résultent sont en raison inverse de leur chaleur spécifique à volume constant.

On n’a fait qu’un petit nombre d’expériences sur les variations de capacité que les gaz éprouvent par les changemens de pression ; ces expériences auraient cependant un très grand intérêt. M. Poisson a donné à cet égard la formule suivante (Ann. de Chim., t. 23j :

X est la capacité correspondante à la pression p ; /c est le rapport des capacités à pression constante et à voiume constant, dont la valeur est 1,421 pour les gaz simples.

§ 2. Chaleur latente, chaleur des combinaisons, et mélanges

réfrigérans.

503. Calorique de fluidité. — Nous avons déjà indiqué (125) les observations par lesquelles on reconnaît l’absor-

476 LIVRE vil. — CHALEUR. — DEUXIÈME PARTIE,

ption du calorique latent ou du calorique de fluidité pendant la liquéfaction des corps. Il 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.

Pour déterminer, par exemple, avec précision le calorique latent de la glace, il suffit de prendre un poids connu de glace fondante , un kilogramme, et d’y mêler très promptement un kilogramme d’eau à 75®; après quelques instans, la glace est fondue, et l’on a 2 kilogrammes d’eau liquide, dont la température eslO, comme la température de la glace. Donc, toute la quantité de chaleur qui maintenait le kilogramme d’eau à 75° au-dessus de 0 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 0, 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 neige ou de la glace pilée.

Pour les autres substances, la principale difficulté qui se présente est la détermination préalable des capacités à l’état solide et à l’état liquide, et des variations que ces capacités éprouvent avec la température. On ne connaît le calorique de fluidité que pour les corps suivans, encore est-il permis de conserver des doutes sur leur exactitude :

1 kilogramme de spermacéti, en se congelant, pourrait

fondre . . . 1 *^'-,1 de glace.

1 kilogramme de cire . 1 •^‘*-,3

1 kilogramme d’étain . 3 •‘‘'•,7

504. Calorique d’élasticité. — Nous appellerons ainsi le calorique latent qu’un liquide absorbe en se vaporisant : son

CHAP. II.*— CAIORIMÉTRIE.

existence nous est démontrée par la fixité de la température pendant l’ébullition des liquides et par le refroidissement produit pendant leur évaporation. Le calorique d élasticité qui est propre à chaque vapeur se détermine, en général, par la méthode suivante : on fait bouillir le liquide à une température connue ï, sa vapeur vient parcourir les plis du serpentin d’un calorimètre a {fiq. 362), analogue à celui de MM. Delaroche et Bérard; là, elle se condense et se rassemble dans la caisse inférieure b; le tube droit c se ferme lorsqu’on opère sous une pression moindre que celle de l’atmosphère après avoir fait le vide dans l’appareil, et il peut rester ouvert lorsqu’on opère sous la pression atmosphérique. Le poids du liquide vaporisé s’estime par la perle que la cornue a faite, et, pour contrôle, on peut peser aussi le liquide r assemblé dans la caisse 6. Pour éviter des corrections qui seraient incertaines, on met d’abord le calorimètre, par exemple, à une température de r® au-dessous de la température ambiante 9, et l’on poursuit l’expérience jusqu’à ce qu’il arrive à r“ au-dessus, avec l’attention d’employer des temps égaux de part et d’autre de la température ambiante; alors, le calorimètre gagne autant par l’effet extérieur pendant la première moitié de l’expérience, qu’il perd pendant la seconde moitié.

Soit, maintenant, m la masse corrigée du calorimètre; comme il s’élève de 2 r®, il gagne de la part de la vapeur une quantité de chaleur 2 r m : soit m' le poids de la vapeur qui est arrivée dans le serpentin, c' la capacité du liquide qui résulte de sa condensation ; ce liquide étant en définitive à la température et s’étant condensé à la température f, à laquelle la vapeur entre dans le serpentin, s’est refroidi de t — 6 — r, et a, par conséquent, donné au calorimètre une quantité de chaleur m'c' [t — 6 — r): d’ailleurs, dans l’acte de la condensation, chaque unité de la masse m' de vapeur a abandonné une quantité inconnue x de chaleur latente, ou en somme m’x.

On a donc :

m'x-^mc'(t — ê — r)—'2.rm ; d’où l’on déduit la valeur de x.

Pour donner de la précision à l’expérience, il importe surtout d’agiter sans cesse le liquide du calorimètre au moyen de l’agitateur dont il est pourvu, et de prendre toutes les précautions possibles pour que la vapeur n’emporte pas des gouttelettes liquides qui n’auraient point à déposer de chaleur latente.

On a trouvé ainsi les résultats suivans :

£au . 550.

Alcool . 207,7

Ether sulfurique . 96,8

Essence de térébenthine . 76,8;

c’est-à-dire que 1 kilogramme de vapeur de ces différens liquides, en se condensant sans changer de température, est capable d’élever de 1® un poids d’eau de 550 kilogrammes, de 207,7, etc.

Les 3 derniers résultats ont été obtenus parM.Despretz; il avait obtenu 531 pour la vapeur d’eau; Rumford donnait 567; Dulong 543. Ce dernier nombre est sans aucun doute le plus exact, et, si nous donnons 550, c’est parce que c’est le nombre généralement reçu dans l’usage ordinaire, et parce qu’il ne s’écarte pas beaucoup des résultats de Dulong.

Lorsque la vapeur d’eau se forme à d’autres températures, il y a bien plus d’incertitude encore sur la vraie valeur de sa chaleur latente : cependant les expériences, qui ont été faites parM. Clément tendent à prouver qu’un kilogramme de vapeur d’eau au maximum de force élastique contient toujours la même quantité de chaleur ; c’est-à-dire que la somme des quantités de chaleur nécessaires pour chauffer l’eau à partir de 0 à t°, et pour la vaporiser à i®, reste constante; quant à /®, la vapeur est au maximum de force élastique.

505. Chaleur des combinaisons, et chaleur animale. — Toute combinaison chimique dégage de la chaleur ou du

CHAP. II.— CALORïMÊTRlE. 479

froid. Celte vérité générale est établie sur l’ensemble des fails que la chimie a pu recueillir, soit dans la nature inorganique, soit dans le développement de la végétation, soit dans l’accroissement des corps vivans et dans le renouvellement continuel de leur substance pondérable. Toutes ces quantités de chaleur dégagées ou absorbées, tantôt par l’intime union des éléraens matériels, tantôt par leur ségrégation, peuvent être comparées et mesurées comme les chaleurs spécifiques ou les chaleurs latentes.

Nous nous contenterons d’indiquer ici les méthodes par lesquelles ou détermine la chaleur développée par la combustion, et la chaleur développée par la respiration des animaux.

Pour la combustion, l’on se sert du caloriraèire de llumbrd {fîg. 363), qui ne diffère que par sa forme de celui qui iert à déterminer les chaleurs latentes des vapeurs ; le mode l’expérience est exactement le raênie. D ins le calorimètre de lumford, le serpentin est hor montai afin que les produits le la combustion ne s’échappar t pas trop vile, et l’entrée a lu serpentin est munie d’une ei.pèco il’entonnoir où se place e corps soumis à la combustion. Si c’est l’huile ou l’alcool, es expériences sont très faciles : on les met dans une petite umpe que l’on pèse, au commencement de l’expérience et à a fin, pour savoir le poids du corps qui a brûlé; la flamme lies produits de la combustion parcourent les plis du serenlin ; on néglige la chaleur qu’ils conservent en sortant, et on prend pour chaleur dégagée la chaleur 2rm,m étant la nasse d’eau corrigée du calorimètre, et 2 r l’élévation de empéralure qu’il reçoit en partant de r" au-dessous de la empéralure ambiante pour s’élever de r” au-dessus.

Le tableau suivant contient les résultats obtenus par Rumord (R) en suivant cette méthode, et ceux qui ont été obtelus par Lavoisier et Laplace (LL) au uoyen du calorimètre; BS trois résultats obtenus par M. Djsprelz (D) résultent ’une méthode analogue à celle de Ruinford.

Tableau des quantités de chaleur dégagées par la combustion de diverses substances.