CHAP. I. — ËGALITË DE TEMPÉRATURE

05, en siqpposant que le rayon de Tenceinte deyienne de plus en 1^ grand, e^ diminue comme le carré du rayon : donc il en est de même de hé ; et comme h est lui-même soumis à cette loi de diminution, é doit rester constant. D'où il résulte qne, sans changer V équilibre^ diverses portions de Tenceinte peurent s'éloigner et d'autres se rapprocher, ou, ce qui revient an même, que le corps peut se déplacer dans l'enceinte d'une manière quelconque. Donc, quand l'équilibre est établi, les températures du corps et de l'enceinte ne doivent pas varier pendant que le corps et l'enceinte se déplacent ou se déforment arbitrairement.

D fout, de plus, que ces températures soient égales ; car, en

snpposant que Fenceinte se rapproche très-près du corps, on wra à la fois i = 1 et sm* « = 1 , et par suite é = e. Or, les fuintités de chaleur énûses éunt, conume nous venons de le TOff, indépendantes des grandeurs relatives du corps et de Tenceiûte, régalité qui existe ici entre elles doit s'étendre à tous les cas, et l'on aura toujours e = e, et, par conséquent i= sin'w. ïfais, pour des surfaces identiques dénuées de pouvoir réfléchiss«wt, régalité des quantités de chaleur émises entraîne éviderancM l'égalité des températures; donc enfin, pour l'équilibre, le corps et l'enceinte doivent avoir des températures égales.

Lorsqu'on tient compte du pouvoir réfléchissant des surfaces^ on est conduit aux mêmes résultats ; mai» la démonstration cesse tfêfre élémentaire : au reste, l'expérience confirme pleinement ce principe pour tous les cas.

Slî. toi a* eoriints.— L'inlenâté des rayons de chaleur est propOTtbnnelle au cosinus de l'angle que ces rayons font avec la normale de Félémenl qui rayonne. On voit, en effet ( Fig. 8 ) que l'élément z de l'enceinte, émettant une quantité de chakor ^, le globe en reçoit unefraerion bé ou é an* «j s'il était ▼H par l'élément z sous un angle un peu J^us grand », il en wceroit é sin* «' ; ainsi, la quantité de chaleur émise dans Wïone entière comprise entre w et » est é (an* w— sin* «); Wsorfece de cette zone étant d'ailleurs 2ic (cosa> — co»«'), •a quantité de chaleur émise par son unité de surlace est

-^ ( cos « -i- cos w' ) ou - cos w, en supposant w' peu différent de w; •tte est, par conséquent, proporlionHelle au cosnus de l'angle ».

Il en résulte que la quantité de chaleur émise obliquement par une surface est égale à celle qui serait émise normalement par sa projection, ou i^ice versa; ce qui est aussi confirmé par Vexpérience, coumie on peut s'en assurer avec un miroir au foyer duquel on met un thermomètre différentiel, ou sans miroir avec le thermo-multiplicatem* : pom* cela, ou prend, par exemple, un cube rempli d'eau chaude, on met son centre dans Taxe de la pile, et devant lui un écran percé d'im trou bien plus petit que la face du cube ; aloi*s, Tinstrument indique le même effet, soit que la face rayonnante du cube se trouve obUque ou perpendiculaire à Taxe de la pile.

Toutefois, il résulte des expériences de MM. de La Provostayc et Desains que celte proposition n'est rigoureusement vraie que pour les surfaces couvertes de noir de fiimée ; elle cesse même de rètre quand le noir de fimiée est appliqué à l'essence , au lieu de l'être directement en flambant les surfaces. L'interrentlon des pouvoirs réflecteurs modifie cette loi du cosinus.

215. Loi de la réflexion. — La chaleur se réiléchit comme lu lumière , en faisant l'angle de réflexion égal à l'angle d'incidence. Cette proposition se trouve démontrée pai; l'expérience des miroirs, en remarquant que les foyers de chaleur coïncident avec les foyers de lumière ; et l'on peut aussi la démontrer diicctemeut avec le thermo-multiplicateur, en disposant convenablement des écrans et des surfaces planes réflécliissantes.

214. Vitesse de la ehalenr. — La vitesse de la clialeur paraît être analogue à celle de la lumière ; on peut en juger pr l'instantanéité de l'action qu'éprouve le thermomètre-multiplicateur, quand on enlève l'écran qui arrêtait la chaleur; mais cette analogie est encore mieux confirmée par la réfraction de Li chaleur, dont nous parlerons dans quelques instants.

21d. Camparaison des panvoirs émisstfs, absariiaats et réfléeldssaiits des diverses snbstaaees. — Quand un corps est en équilibre de température dans une enceinte , son pouvoir émissif est évidemment égal à son pouvoir absorbant, ou, en d'antres termes, ce qu'il perd par l'émission est égal à ce qu'il reçoit p*r l'absorption; car, sans cela, sa température serait a^oissante ou décroissante. Au contraire, quand il n'est pas en équilibre, lun de ces pouvoirs l'emporte sur l'autre , mais ils restent liés entre eux, comme nous le verrons par les lob du réchauffement etdn

CHAP. I. — pour. ËM18SIFS, AB88RBtàNTS, RÉFLÉCHISSANTS. 513

refrcMdissemeiit. D'une autre. p«it^ le pouvoir réfléchiséant étant nécessairement complémentaire du pouvoir absorbant , on voit qu'il suffit de déterminer l'un de ces pouvoirs pour en déduire les deux autres. On s-est particulièrement attaché à' comparer les pouvoirs émissife des différents corps à température égale par les deux procéoes suivants.

Wweédé ée Lealle. — On dispose Tune des boules du thermomètre différentiel au foyer d'un miroir , et sur Taxe du jai-t roir, à une distance convenable, on met le centre d'un cube remf^ d'eau chaude; lorsqu'on enlève l'écran' qui arrêtait la chaleur rayonnante, la boule focale s'échauffe, et arrive à l'équilibre cpiand l'excédant de chaleur qu'elle reçoit par le rayonné^ ment de la surface du cube est égal à l'excédant de perte (Ju'elle doit (aire par sa^lus grande émission et par le contact de l'air. Les excès de température qu'elle prend ainsi pour se mettre eu équilibre, sont, comme nous le verrons par les lois du refroidie sèment, sensiblement proportionnels aux quantités de chaleur qu'elle reçoit de la face du cul>e ; et comme , à température <^ale , à surfaces et à distances égales , ces quantités .de chaleur sont elles-mêmes proportionnelles aux pouvoirs émissifs, lon voit que le rapport des excès dç température donnés par des faces différentes est précisément le rapport de leurs pouvoirs émisais.

Wweééé die M. Helloml. '*— On supprime le miroir, on substitue le thermo-multiplicateur au thermomètre différentiel, et l'on observe les déviations impulsives de l'aiguille; de celles-ci on déduit les déviations définitives , et , au moyen de la table dont nous avons parlé , on arrive à comparer les excès de tempén^ture imprimés au bout de la pile qui regarde le cube; ces excès, comme ceux du thermomètre différentiel , se trouvent proportionnels aux pouvoirs émissi£i des faces qui ont été soumisses à l'expérience.

Pour le premier procédé, les faces du cube doivent avoir 15 ou 18 centimètres de côté;- pour le second, qui est beaucoup plus délicat, il suffit de leur donner 7 ou 8 centimètres. En recouvrant une face de divers enduits d'une épaisseur suffisante, on oJImeiU aussi les pouvoirs émissifs de ces enduits.

Voici les résultats des expériences :

Noms Vcmmm éoÙÊmk.

des substances. ou absorbants. lé&échÙMats.

Noir de fumée. • 100 0

Carbonate de plomb f 00 0

Papier à écrire. . . r j,. 98 i '

Verre ordinaire ; 9tf 10

Encre de Chine , SS 15

Gomme laque 72 28

Feuille d'argent sur verre. 27 73

Fonte arec le meilleur poli 25 75

Mercure (à peu phès) . « 23 77

Fer poli 23 77

Zinc poli , 19 W

Acier poli. ...*.,..•.# • .' 17 83

Platinie déposé en couche épaisse, peu poli, ,24 76

Jd, déposé sur cuivre ,....- 17 83

/</. en lames. , 17 83

Étain. .*.... 14 86

Métal des miroirs un peu altéré 17 83

Id. frais poli 14 86

Laiton fondu, poli gras 11 89

Id. battu, poli gras ^;., § 91

Id, battu, poli vif 7 93

Id. fondu, poli vif. ^ 7 93

Cuivre rouge déposé sur fer. -7 93

Id, , verni., 14 86

Id. battu pu fondu. •. ... 7 93

Or plaqué , 5 95

Or déposé sur acier poli. 3 97

Argent battu, bien poli^.' , . 3 97

Id. fondu^ bien poli 3 97

Dans ce tableau, j'ai adopté pour les surfaces métalliques^ ks nombres qui résultent des expériences très-précises de MM. Je La Provbstaye et Desains'; la jdupart de ces nombres s'écartent très-notablement de ceux qui avaient été admis jusqu'à ce jour. Ces habiles physiciens ont aussi fait une observation impcxtaste, c'est que la proportion de chaleur réfléchie par le verre augmente avec Tineidence à peu près comme augmente la proportion de lumière réfléchie, tandis que sur les surfaces métallique* polies, la proportion est la même sous toutes les incidences jusqu'à environ 70*; et au delà, au lieu d'augmenter, comme

CHAP. I. — PROCtoË BE If. MELLONI. M 5

on aurait pu sy attendre, il arrive au contraire qu die dmwiae notablement.

Ain&i, en représentant par 100 le pouvoir émissif du noir de Fumée, dont le pouvoir réfléchissant est sensiblement nul, le pouvoir émissif des surface^ métalliques polies varie de 3 à 25.; par conséquent^ en vertu de leur pouvoir absorbant, œs surfaces 2l)sorbent tout au plus \ et au moins j|^ de la chaleur încîlente, tandis qu elles en réfléchissent au moins les f et au plus