LIVRE II. — DE LA CHALEUR

températures par des nombres , à les comparer entre elles, et à en déduire les lois du calorique.

Les principes de la graduation des thermomètres reposent sur ce fait, quHl y a des phénomènes qui se produisent toujours à la même température. Ainsi, en prenant dans la paume des mains un des thermomètres précédents, on le verra monter plus ou moins, suivant que Ton aura les mains plus chaudes on plos froides. Mais si Ton a la patience d'attendre et de tenir les mains pressées jusqu'à ce qu'elles se soient réchauffées le plus possible, on verra le thermomètre qu'elles tiennent enfermé monter lentement jusqu'à nne certaine limite, où il arrivera toujours, et qu'il ne dépassera jamais. Dans toutes les saisons, sous tous les climats et chez tous les individus, il s'arrêtera au même point ou à très-peu près. Ainsi la température du corps hmnun est une température constante, et elle offire un point fixe^ que Ton pourrait prendre pour point de départ dans l'évaluation numérique des températures. CSépendant il 7 a d'autres phénomènes qui sont plus mathématiquement constants, et auxquels il est plus simple de recourir : tels sont, par exemple, les changements d'état des corps.

123. Chmiii^eaieiits d*ét«t. — La plupart des corps solides peuvent passer à l'état liquide : ainsi la glace se fond et donne naissance à de l'eau qui a la même composition chimique que la glace elle-même, c'est seulement un autre état d'agrégation des molécules : il en est de même de la cire, du plomb, de l'or, du fer, etc.; ces corps sont appelés corps bibles, parce qoe leurs éléments matériels, sans être séparés ou modifiés chimiquement peuvent prendre l'état liquide sous l'influence de la chaleur, et revenir ensuite à l'état solide.

La plupart des corps liquides peuvent passer à l'état de vapeur ou de fluide élastique : ainsi, quand on fait bouillir de l'eau dans un vase, la masse d'eau diminue rapidement, et cependant les molécules d'eau qui semblent disparaître ne sont ni détrmtes ni modifiées chimiquement; elles prennent l'état de vapeur, c'est-à-dire qu'elles forment alors un fluide élastique analogue à l'air; et si cette vapeur est recueillie et refroidie, elle reproduit exactement tout le poids d'eau qui avait disparu. Il en est de même de l'alcool, de l'éther, du mercure, du linc , dn sel ordinaire, etc.

mrma gaérales. ig7

Fonr pfoduive ces diaiigemaits d'état, olest-à-dire pour fondre on pour fHxpariser les €orpft , il faut leur donner une certaine temî>érature. Or, on a observé d'abord ce £adt fondamental, ^'un même corps se fisnd toujours exactement à la même température : ainsi, dans la glace fmdojUe^ un thermomètre revient toujours exactement au même point, soit que cette glace ait été finmée artificiellement, soit qu'elle ait été formée naturellement an-dessus des montagnes, sur les rivières ou sur les mers. U en est de même de la cire, du plomb , etc. Chaque corps a son point de fîuîon qui est parfidtement fixe.

Oa a observé ensuite qu'il en est de même du point d'ébulli" tkm; ainsi, quand l'eau bout avec force, en poussant le feu plus vivement on arrive à la fiûre bouillir plus vite, mais non pas à la diau£fer davantage ; le thermomètre reste au mâne point parfidteiiient immd^ile : il en est de même des autres liquides, chacon a son point particulier d'ébulKtion. Nous devons ajouter, tDulefioss, que pour chaque liquide le point d'ébùllition change avec la pression que supporte la smiace du liquide, et qu^il change par conséquent avec la hauteur du baromètre; mais, pour la même pression, le point d'ébuUition est fixe.

Concevons maintenant que l'on prenne deux points fixes, celui de la glace fondante, par exemple, et celui de l'eau bouillante, et qœ, les ayant marqués l'un et l'autre sur la tige du thermo- Mire, on divise en cent parties égales l'intervalle qui les sépare, et que Ton continue les divisions au-dessus et au-dessous des points extrêmes : on aura ainsi un thermomètre gradué , qui l'appelle thermomètre centésimal. Le zéro ou le commencement de l'échelle se met au point de la glace fondante, et les divisons qui sont au-dessous du zéro se distinguent par le signe moins : ainsi, — 10*, — 20* signifient dix degrés, vingt degrés tn-dessous de la glace fondante.

124. Propagation du ealorlqne. — Le calorique se propage d'un corps à l'autre, soit au contact, soit à distance au travers de l'air et des différents autres milieux.

Jim contact, il se répand de proche en proche, jusqu'aux molécules les plus intérieures des corps. Au feu de forge, par exemple, les jnèces de fer sont d'abord échauffées à leur siuface, puis le calorique gagne peu à peu, et pénètre enfin toute l'étendne de la masse qui est enveloppée de feu. Cette propagation

laS LIVRE n. — DE LA CHALEUR.

intérieure du calorique est ce que Ton appelle la conducibiliti ou la conductibilité; elle est plus ou moins rapide, suivant la nature des corps. On nonune bons conducteurs ceux qui se laissent pénétrer facilement par la chaleur, et qui prennent rapidement la température qu'ils doivent avoir ; et mauifais conducteurs ceux qui se laissent pénétrer moins facilement, et qui sont plus lents à se mettre en équilibre de température dans toutes leurs parties. Les métaux sont en général de bons conducteurs.

Le verre, le soufre, le charbon, les pierres de différentes espèces, toutes les substances végétales et animales sont en général de mauvais conducteurs; les liquides et les gaz sont les plus mauvais conducteurs que Ton connaisse.

y/ distance^ le calorique se propage à peu près comme la lumière; il traverse le vide avec une gi*ande vitesse, conmie la liunière traverse les espaces célestes ; il passe dans certains corps sans s'y arrêter, sans les rendre chauds, à peu près comme la lumière passe dans le verre, sans s'y éteindi'e et sans le rendre lumineux. Ce mode de propagation est ce que Ton appelle le rajronnement du calorique : c'est par rayonnement que le calorique du soleil arrive à la terre; c'est aussi par rayonnement qu'un foyer nous échauffe à travers les couches d'air qui nous séparent de lui , et qu'un corps très-peu chaud nous fait sentir sa présence , même à une assez grande distance. Le calorique rayonnant devient du calorique ordinaire, lorsqu'il est absorbé par les corps et qu'il se répand pai* la conducibilité dans les différentes parties de leurs masses; et réciproquement, le calorique qui s'échappe des corps à mesure qu'ils se refroidissent, s'échappe sous la forme de calorique rayonnant, à moins qu'il ne rencontre inunédiatement des corps qui l'absorbent et dans lesquels il ne puisse passer que de molécule à molécule.

123. Calorlmétrle. — La calorimétrie comprend : 1® le calorique spécifique; 2* le calorique latent; 3® la mesure des quantités de chaleur qui sont données ou absorbées par les différentes sources de chaleur ou de froid.

Le calorique spécifique d'un corps est le nombre des unités de chaleur que 1 kUogramme de ce corps exige pour que sa température s'élève de 1*. V unité de chaleur étant convention*

IfOTIONS GÉNÉRALES. 189

nelle comme toutes les imités dont on se sert pour estimer numériquement les grandeurs, on est convenu de prendre pour unité de chaleur la quantité de chaleur qui est nécessaire pour âever de 1* au-dessus de 0 la température de 1 kilogramme d*eau; car cette quantité est toujours constante. Ainsi, quand on dit que le calorique spécifique du mercure est ^ , cela signifie que pour élever de 1 Ma température de 1 kilogranune de mercure, il ne faut que le ^ de la quantité de chaleur qui est nécessaire pour élever de 1* la température de 1 kilogramme d'eau. Capacité pour la chaleur et calorique spécifique sont deux expressions synonymes ; la première semble mieux indiquer que la quantité de clialeur nécessaire pour produire dans un corps un changement de températiu^ déterminé est tout à fait dépendante de la substance propre du corps, et qu'elle est plutôt une propriété de cette substance elle-même qu'une propriété du cakrique.

Le calorique latent d'un corps est le nombre des unités de chaleur que ce corps absorbe ou dégage au moment où il change d'état. Il est nécessaire d'en citer ici un exemple pour faire bien comprendre cette définition : 1 kilogramme de glace à la température de zéro^ et 1 kilogramme d'eau à la température de 80*, donnent, après leur mélange et après la fusion complète de la glace, 2 kilogranunes d'eau à la températm^e 0. Ainsi la glace a été fondue, mais elle n^ pas changé de température ; l'eau chaude à 80^ est restée liquide, mais elle s'est refroidie jusqu'à la température de la glace. Donc, le kilogramme de glace, pour se fondre^ a absorbé tout le calorique qu'a perdu le kil<^ranime d'eau, en descendant depuis 80^ jusqu'à 0; il l'a absorbé pour se fondre, puisque sa température n'a pas changé. Le calorique absorbé et comme dissimulé dans la masse liquide qui résulte de la fusion est le calorique latent ou le calorique de fusion. L'eau en se congelant reproduit et dégage de nouveau, pendant sa solidification^ tout le calorique qu'elle avait absorbé pendant sa fusion; c'est-à-dire que 1 kilogranune de glace à 0 et 1 kilogramme d'eau à 0 n'ont pas la même quantité de chaleur, quoique étant à la même température; Teau en a plus que la glace, et ce qu'elle en dégage pendant qu'elle se congèle serait capable d'élever un autre kilogramme d'eau de 0 à 80'.

19ê LITRE n. — DE lA CKALEUR.

Le oftàne phnomène se produit dans le passage de Yétat h^ quide ù 1 eiait de Tapeur. Au moment de sa fonnation , la Tapeur ^e UxmTe à la même température que le liquide qui lui duuue Uiûâ6ance : mais , à poids égal , elle a beaucoup plus de caloi'ique; car elle eu absorbe , à mesure qu'dle se forme , bien plus euo)re que la glace n en absoii>e à mesure qu^elle se fond. Ce calorique absorbé et disâmulé dans la masse gazeuse de la vapeur s^appelle encore calorique latent y et qudqnefois cala» riifue de vaporisation ou calorique d'élasticité» Quand la Tapeur revient à Tétat liquide, elle reproduit et dégage de noureau, pendant sa condensation , toute cette quantité de calcHÎque qu'elle avait dû prendre pendant sa fcnrmation.

Ces absorptions de calorique en proportions différentes , pendant la fuûon et la Taporisation, et les reproductions égaWs pendant la soUdification et la condensation se manifesteiit néi^essairemeut dans tous les corps. Le phénomène de Lft chaleur latente est une condition essentielle des diangements détat.

Les sources de chaleur et de froid dégagent et absorbent des quantités de clmleiur qui peuvent être mesurées et exprimées nomériquement conune le calorique spécifique et le calorique la* tent ; pour le comprendre , il suffit de jeter un coup d^oeil sur les ))liénomènes naturels et d'examiner les causes générales de réchauffement et de refroidissement. En effet , le csJorique peut être accumulé dans les corps , mais il ne peut pas y être retenu el enfermé, conmie Tair, l'eau et les autres fluides pondérables sont enfermés dans les vases. Aucune substance n^est impén^ Iruble au calorique : c^est un fluide incoercible qui est sans cesse ou mouvement pour se conununiquer de proche en proche dans kl^ c(ur|)s (*ontigus, ou pour se répandre dans Tespace sous forme vuYuuuante. Si un corps chauffe au rouge, tel qu^un boulet, par VAVUi|)Jie , était enfoncé à 10 mètres sous terre, tout le monde :%tùi i|uv ku i*haleur se communiquerait aux couches environiuuM , puis de celles-ci aux suivantes , et ainsi de proche en ^vhW iiw|u\\ de très-grandes distances : après un temps asseï Wui^. vo Imulel serait refroidi, mais aucune poitîon de sa cha- V^u w -i^^Viùl penluts elle serait répandue dans les corps voisins, ^i Kku (HHUTuil, »\ lu rigueur, la n^trouvcr et la recueillir en to- ^--Vis Iv^a^v^'uu ttu'ps se n^froidit dans Tair, le phénomène est

NOTIONS GÉNÉRALES. iOi

différent : une portion de sa chaleur passe aux molécules d^air qui le touchent y mais une portion s^échappe sous forme rayonnante, à peu près comme la lumière s'échappe de la flamme; et œs rayons de calorique se répandant de toutes parts , les uns ▼ont tomber sur des corps qui les an*ètent et les absorbent en partie, les autres s'élèvent vers' le zénith, traversent toute Tépais* seur de l'atmosphère et vont se perdre dans le vide du ciel. Il y en a sans doute qui vont tomber sur le soleil et sur les corps célestes, comme il arrive aussi à la lumière d'une bougie de se répandre jusqu'aux astres. Ce qui est vrai d'un corps suspendu dans l'air est vrai pareillement du globe entier de la terre , suspendu au milieu de l'espace. Ainsi, la ten*e se refroidit : à chaque instant, l'atmosphère et tous les corps terrestres qui sont exposés à l'aspect du ciel perdent de leur calorique par le rayonnement, n faut donc qu'il y ait des sources de chaleur qui réparent à chaque instant les pertes que fait la terre, et qui puissent maintenir sur sa surface cette température moyenne dont l'intensité est une condition nécessaire des phénomènes de la végétation et des fonctions de la vie.

Nous verrons qu'il y a trois sources de chaleur pour compenser le reli-oidissement que la terre éprouve , et pour maintenir d^une manière à peu près permanente l'équilibre des températores terrestres.

La première est une chaleur primitive qui règne encore à de grandes profondeurs, et qui se dissipe peu à peu ; elle entretient les parties centrales de la terre à une chaleur sans doute plus grande que celle du fer fondu , mais elle ne contribue que dans une faible proportion aux températures de la surface.

La seconde est la chaleur solaire , dont nous donnerons la mesure dans les éléments de météorologie : nous verrons que tout le calorique que le soleil répand sur la teiTC dans le cours d'une année est capable de fondre une certaine quantité de glace que nous sommes parvenus à déterminer par des moyens simples et rigoureux.

La trobième source de chaleur est celle qui résulte des actions mécaniques et chimiques qui s'exercent sur la matière. Le simple contact des corps dégage de la chaleur : la compression, le frottement, la percussion, et tous les cliangements mécaniques que peuvent éprouver les molécules matérielles, dégagent pareille-