LIVRE Vn. -. DE LA CHALEUR

soient coïncidenU {flg, SIS) ; au foyer du premier on met un boulet chauffé au rouge blanc ou du charbon allumé, dont on active la combustion avec un soufflet ; au foyer du second Ton met un morceau d^amadou ; en moins d'une minute on voit Tamadou s'enflammer comme s'il était en contact avec le feu. Cette expérience prouve évidemment le pouvoir émissif du corps incandescent qui est au foyer du premier miroir, car les conditions de Texpérience ne permettent pas de supposer que ce soit Tair chauffé de proche en proche qui vienne enflammer Pamadou. •

Si au boulet rouge on substitue un boulet chauffé seulement à 300<», et à Tamadou un thermomètre ordinaire, on voit le thermomètre monter rapidement; donc à 500'' le boulet a aussi un pouvoir émissif.

Maintenant, si au boulet à S00<> on substitue un vase rempli d*eau bouillante , ou d'eau à OO^, 80» ou 70», il sera bien possible que le thermomètre focal du second miroir n'accuse aucune élévation de température trèsperceptible : toutefois cela ne prouve pas qu'à cette température les parois du vase cessent d'avoir un pouvoir émissif, mais seulement que dans ces circonstances le thermomètre ordinaire est trop peu sensible pour en accuser les effets. Alors, il faut avoir recours à des moyens Ibermométriques plus délicaU, soit au thermomètre à air veprésenté dans la figure 814, soit au thermoscope de Rumford {fig, 816 ); soit au thermomètre différentiel de Leslie {flg. 815 ), soit au thermo-multiplicateur de M. Bfelioni (flg. 817 et 818). Quelques mots suffiront pour faire comprendre l'usage de ces appareils.

Le thermomètre à air est simplement une boule de 8 ou 4 centimètres, soufflée à l'extrémité d'un tube d'environ un millimètre de diamètre ; ce tube est recourbé et porte à la fois un renflement dans sa courbure et un entonnoir à son extrémité , afin que le liquide cdn% puisse ni retomber dans la boule, ni s'échapper par le haut. Lorsque ses dimensions sont connues, il est hicile d'en calculer la sensibilité au moyen des lois de la dilatation de l'air; mais l'on comprend qu'il est impossible de le graduer, parce que le liquide reste soumis à la pression atmosphérique, et parce qu'il permet à l'air de sortir et de rentrer.

Le thermomètre de Rumford se compose de deux boules a et 6, réunies par un tube recourbé dont la partie horizontale a 8 ou 4 décimètres de longueur. Vindex, c d, d'alcool ou d'acide sulfurique reçoit les pressions opposées de l'air des 9 réservoirs , et il marche Jusqu'à ce que les pressions soient égales ; le point où il se fixe pour une égalité parfaite de température et de pression est le zéro de l'Instrument , et l'écart qu'il prend de part et d'autre est à peu près proportionnel à la différence de température des boules. Ces mouvements de l'index sont en général exprimés par des divisions arbitraires, mais il serait facile de les évaluer en degrés centigrades : soit par l'expérience, en disposant autour des boules des vases destinés à recevoir , l'un

de la glace fondante , l'autre de l'eau à i« oo )* ; loit par le calcul, au moyen des dimensions de Tappareil et du coefficient de dilatation des gaz.

Le thermomètre différentiel de Ledie repose tvr le même principe , seulement les réservoirs et le tube sont en général de plus petite dimension ; les branches mticales sont plus longues et plus rapprochées, et la colonne liquide c d prend ordinairement naissance dan l'une des boules pour s'étendre Jusqu'au railieo ée la branche verticale de l'autre boule ; il peut se { comme le précédent.

Le thermo-multiplicateur de M. MellonI se d'une pile thermo-électrique analogue à celle que nom avons décrite (page/^. 819 et 820), et d'un raultiplieateurt rès-sensible. La pile p, soigneusement noircie aux deux bouts avec du noir de fumée, doit être montée sur un pied (flg. 817 ) et mise à l'abri des courants d'air et du rayonnement latéral au moyen des étuis a ou h\ celui-ci sert aussi comme réflecteur pour concentrer sar la pile un plus grand nombre de rayons de chaleur. Le galvanomètre ou multiplicateur est représenté dans la figure 818 : le fil de cuivre qui le compose a enviroB deux tiers de millimètre de diamètre , et 7 ou 8 Dèlrei de longueur ; il fait sur le cadre de métal quarante tours, qui sont symétriquement disposés de part et d'autre de la ligne moyenne sur une largeur de 4 centinè* très. Les aiguilles , bien choisies , aimantées et compensées avec soin, sont liées entre elles, comme le présente la figure 818 bis; leur système est suspendu à un fil de cocon au sommet de la cloche c, au moyen de l'ingénieux mécanisme tf, qui permet de l'élever ou de le baisser à volonté en tournant le bouton fifig- 818). Les extrémités du fil du multiplicateur correspondent aux deux trous m n. Après avoir posé l'appareil sur n support solide à l'abri de toute vibration, l'avoir mis de niveau pour que le fil de suspension soit au centre do cadran divisé, et l'avoir dirigé dans le méridien dei aiguilles, il ne reste plus qu'à établir sa communication avec la pile, ce qui se fait au moyen des spires exteuiblés g^ A, dont les chevilles terminales se plantent dans les trous â?,j^dela pile, et m, «i du multiplicatear. Alors, la moindre différence de température qnieziste entre les extrémités noircies de la pile se manifeste par une déviation des aiguilles qui se lit sur le cadran divisé. On doit distinguer ici la déviation impulsive et la déviation dé flnilive, c'est-à-dire le maximum d'écart que l'aiguille atteint par son premier mouvement d'impulsion, et l'écart où elle s'arrête après une série d'oscillations. M. Melloni a très-habilement saisi les rapports constants qui existent entre elles , et qui pennet de déduire l'une de l'autre lorsqu'on a préalablement dressé une table de ces rapports pour chaque appareil. Il en résulte un grand avantage , car, en observant les déviations impulsives , une expérience ne dure qne 10 ou 19 secondes , tandis qu'elle devrait durer pinsietrs minutes s'il fallait attendre l'équilibre. Quant au rapport qui existe entre la déviation déflflilhe et la difl^-

CUAP. I. — PROPAGATION DE LA CHALEUR

renée de (enpérature des soudures de la pile , on peut aussi Fobtenir aisément, sinon d*une manière absolue, du moins d'une manière relative; car M. Mellonî ayant constaté , par des expériences analogues à celles que nous avons indiquées (p. 600), que , dans les piles de bismuth et d*antimoine, Tinlensité du courant est proportionnelle à la différence des températures des soudures , tout se réduit à chercher le rapport qui lie les intensités du courant aux déviations de raiguiile : pour cela, M. Melloni prend deux sources constantes de chaleur , par exemple , deux lampes de Locatelli; il les dispose.sur t*axe de la pile, Tune à droite Tautre à gauche, et II les foit agir successivement en Olant ou en remettant les écrans qui arrêtent leur action calorifique. Les distances sont choisies pour que Tune donne. Je suppose 40» de déviation à droite, et Tautre SS"* de déviation à gauche; cela constaté, on les fait agir simultanément, et Ton obtient 15** de déviation adroite; donc IS» à partir du zéro équivalent aux5« compris entre 35 et 40. On conçoit qu'en yariant ces expériences il est facile de dresser une table à deux colonnes : la première, exprimant les déviations définitives observées ; la seconde , exprimant des degrés de déviation qu*on observerait si Técart de Taiguille n'affaiblissait pas l'action qu'elle éprouve de la part du courant. Dans les appareils de M. Melloni, les deux colonnes de cette table coïncidaient jusqu'à 20**, c*e8t-à-dire que jusqu'à cet écart l'intensité était proportionnelle à la déviation, mais, pour 35, 30, 55, 40 et 45° de dévialions observées, la deuxième colonne de la table donne 27 , 35 , 47 , 63 et 88". Cependant, par divers artifices ingénieux, M. Melloni a en général réduit toutes ses observations à ne produire que des écarts inférieurs à 30^

11 serait difficile d'estimer directement, sur l'appareil lui-même , à quelle différence de température correspond une déviation d'un demi-degré, qui est très-facilement observable; mais on y parviendrait aisément parle calcul, en construisant une pile dont les éléments, de dimension connue , fussent assez longs pour que les soudures pussent être maintenues à des températures fixes, observées avecdebons thermomètres centigrades. 11 suffirait, pour cela, d'appliquer les principes que nous avons développés précédemment sur les intensités des courants.

Si nous reprenons maintenant l'expérience des miroirs, en mettant au foyer du second l'un des appareils que nous venons de décrire, et au foyer de l'autre un corps quelconque d'un ou deux décimètres d'étendue, il nous sera facile de constater que ce corps exerce toujours instantanément une action calorifique , pour peu que sa température st»rpasse la température ambiante. Ce petit excédant de température est la seule condition du succès de l'expérience. Donc, si l'on opère dans un air qui soit à quelques degrés au-dessous de 0, un morceau de glace donnera de la chaleur au foyer du second miroir, et, si l'on opère à 45<* au-dessous de zéro, comme on pourrait le faire dans les régions boréales,

un morceau de mercure congelé et fondant donnera de la chaleur au foyer du second miroir. Donc enfin, tout corps a un pouvoir émissif, quelque froid qu'il soit.

Toutes les expériences , excepté la combustion de l'amadou, pourraient se faire avec un seul miroir , au foyer duquel on mettrait l'appareil thermométrique; on peut même se passer de miroir lorsqu'on emploie le thermo-multiplicateur; il suffit alors d'ajuster l'étui conique b sur le bout de la pile qui doit recevoir l'action de la chaleur.

473. Pouvoir absorbant, — Tout corps a un pouvoir absorbant qui est aussi en action continuelle pour réparer les perles dues au pouvoir émissif. Cette proposition est de toute évidence pour les appareils dont nous venons de faire usage , car ils ne s'échau£Fént au foyer du second miroir que parce qu'ils absorbent la chaleur émise par le corps chaud du premier miroir; mais elle doit s'étendre à tous les corps indistinctement « car tous ces corps s'échauffent au soleil , et tous sans exception prennent une température plus haute que la température de l'air ; ce qui est bien une preuve que ce n'est pas l'air qui les réchauffe. Il y a plus, tous les corps froids se réchauffent aussi dans une enceinte vide où ils sont suspendus; donc, ils absorbent de la chaleur émise par les parois de l'enceinte. Nous verrons tout à l'heure que le pouvoir absorbant peut, -comme le pouvoir émissif, varier d'un corps à l'autre dans des limites assez étendues , mais il ne peut , non plus que lui, cesser d^exisler ni cesser d'agir.

478. Pouvoir réfléchissant. — Les corps ont en général un pouvoir réfléchissant par lequel ils renvoient, sans Tabsorber, une portion plus ou moins grande de la chaleur rayonnante qu'ils reçoivent de toutes les surfaces environnantes, à peu près comme les corps réfléchissent, soit régulièrement soit irrégulièrement, une portion de la lumière qui vient les frapper. Les miroirs qui nous ont servi sont une preuve bien décisive de cette réflection de la chaleur, car Us ne s'échauffent pas, même dans Texpérience où l'on enflamme l'amadou. Mais, le raisonnement suffit pour indiquer que ce pouvoir existe dans la plupart des corps et qu'il est complémentaif^ du pouvoir absorbant, car la somme des quantités de chaleur absorbées et réfléchies doit toujours reproduire exactement la totalité de la chaleur incidente ; par conséquent l'un de ces pouvoirs augmente quand l'autre diminue , et, pour que le pouvoir réfléchissant fût nul , il faudrait que le pouvoir absorbant fût total, ce qui n'arrive, comme nous ie verrons, que pour les surfaces soigneusement recouvertes de noir de fUmée : au contraire, les surfaces métalliques polies ont un grand pouvoir réfléchissant et un faible pouvoir absorbant. Ces notions générales vont nous servir à établir les principes fondamentaux de la chaleur rayonnante.

474. Principe de l'équilibre mobile de tempéra^ ture, ~ Concevons une enceinte fermée de toutes parts; supposons, pour plus de simplicité, qu'elle ait la