CHAPITRE 11. — CALORIMÉT&IE

498 ter. Méthode du refroidiss&nenU — Dulong et Petit ont donné à cette méthode une exactitude qu*elle n*avait pas auparavant. Leur appareil (y^. 357) se compose d'une enceinte de plomb a^ où Ton fait le vide; son couvercle i porte une douille destinée à recevoir le bouchon de métal e; dans ce bouchon est mastiqué le thermomètre d*obser- Tation d dont la tige et les divisions sont saillantes , et son réierroir cylindrique plonge dans le petit vase d'argent e^ qui est suspendu au bouchon par des fils et qui contient le corps soumis à l'expérience. Si ce corps est solide , on le réduit en poudre, et l'on tasse cette poudre dans le vase d'argent, tout autour du réservoir du thermomètre; le vase doit en être rempli pour que les expériences soient bien comparables. Après avoir chauffé à i5 ou ao degrés au-dessus de la température ambiante le vase d'argent et le corps qu'il contient, on les porte dans l'enceinte de plomb, on la plonge elle-même dans un bain de température constante, on fait le vide, et Ton observe la vitesse du refroidissement , ou plutôt on observe le temps que le thermomètre met à descendre de l'excès de 10" à l'excès de 5*" au-dessus du bain. On observe ainsi dans les mêmes circonstances, pour tous les corps, les durées du refroidissement de lo*" à 5^ Ici , les corps étant mauvais conducteurs, les températures indiquées par le thermomètre ne sont pas communes à toute la masse; mais, à cause même de rimperfection à peu près égale de la conducibilité , on suppose que la distribution de la chaleur est à peu près la AÎénie, et l'on admet par conséquent, que, dans des expériences fÎBiites sur deux corps différents , les quantités de chaleur perdues pour l'abaissement de 5"* ont entre elles le même rapport que si l'abaissement était commun à toute la niasse. Il est évident d'un autre côté que pour des excès de température égaux , i) s'écoule par le vase d'argent des quantités de chaleur égales dans le même temps. Donc, les quantités de chaleur perdues pour le même abaissement

de lo à 5* ^oiU entre elles comme les dtirres z t% ^ i refroitiisseniefit; mais^ &t m ^ /"', r cl c\ sont leu jmîd^ tes capcjtés des deux appareîU, leurs c] nautile» ck ctuiU perdues pour les 5** suni 5me «t 5m* c* i dûOC) enfin,

On dûît remarquer, cependant, que m est td b pom de ia substance elle-ménje dont iâ capacité est ^, , pla poids II du vase d'urgeni dont la capacité eat t, plit^eud le poids il de la portiofi plongée du therniuntètre da«| capacité est e; c est la capacité moyenne de ce &jstcuie: surte que Ton a : i

m€ =z m.Cj ^ ab-i- dé ; et m^z m^-^~a + d.

On a de uiênie :

tH*c* :== m^€^ -^ai+d^i et m' ^m.+a-i-ff;

ee qui donne enfin :

'^'i^i + ffb + dt*

wi,r.

d*où il est facile de tirer le rapport — , lorsqu'on couial

m, 'j m^] a ; l^ ; d et e.

11 faudrait des précautions particulières pour coropara^ par ce procédé, un corps solide à un corps liquide^ puisqtf dans ce second cas la teujpérature est uniforme, tatidil qu'elle ne Test pas dans le premier; en général, rexartituél des comparaisons repose sur la similitude de la dislribuMl de la chaleur dans les corps qui sont soumis à l'experienca

M. Regnault a essayé d'employer ce procédé pourqu^t ques substances qui se prêtent diflicilement à la métiioà des mélanges; mais il n'eu a pas toujours obtenu des ^es^^ tats satisfaisants. L'inégal tassement des corps en poudlf exerce inie telle influence, que l'argent faiblement tassé»: a donné une capacité de o,o85 ; taudis que le même corpi '

CHA1>1TRB lt.-^CALORIli£TRIE. 557

plus fortement lt5sé , lui a donné 0,057. Cependant, les expériences fuites sur les liquides n*ofiFrent pas, à beaucoup près y de telles divergences; elles montrent qu'avec des précautions convenables, la méthode du refroidissement peut très-bien s'appliquer à ces corps.

490 • Capacité des gaz pour la chaleur. — MM . Delaroche et Bérard ont fait sur ce sujet un très-beau travail, qui fut couronné par l'Académie des sciences, en 181 a.

Voici une indication du procédé employé par ces habiles physiciens.

Deux grands vases de Mariette , a et </, convenablement disposés {Jig. 355), donnaient un écoulement d'eau uniforme, qui déterminait un écoulement d'air pareillement uniforme : 1 air venait presser une vessie b pleine du gaz soumis à l'expérience , et le forçait à s'échapper avec une vitesse constante pour aller parcourir le serpentin s entouré d'eau, qui composait le calorimètre ; au sortir du serpentin, le gaz rentrait dans une vessie vide c, d'où il était chassé par l'écoulement de l'eau du second vase de Mariette rf, pour retourner dans la première vessie b , après avoir traversé de nouveau le serpentin dans les mêmes conditions de température. Ces retours successifs pouvaient se répéter autant de fois qu'il était nécessaire. Avant d'entrer dans le serpentin, le gaz parcourait un tube enveloppé d'un autre tube e plein de vapeur d'eau bouillante ; immédiatement à l'entrée du serpentin , un thermomètre f marquait sa température, et un autre thermomètre marquait sa température de sortie. On connaissait d'ailleurs , par des expériences préalables , le nombre des degrés que le calorimètre pouvait recevoir par la communication directe du tube qui apportait le gaz chaud , et l'on faisait la correction dépendant de cet excès , qui n'appartenait pas au gaz lui-même. Enfin 9 le calorimètre était dans une pièce séparée par une doiaon du reste de l'appareil , afin qu'aucune cause accidentelle ne p{^t agir sur son réchaufleroent ou sur son re-

568 LIVRE VII. CHAUUR. DEdlfÈME PARTIE.

froidissement ; ira thermomètre très • sensible donnait à chaque instant la température de Teau dont il était rempli, et par conséquent celle de Tenveloppe, celle du serpentin , et celle de toute la niasse composant le calorimètre.

Gela posé, les expériences étaient conduites de la manière suivante : on connaissait, approximativement, l'excès de température que le calorimètre devait prendre sur la température ambiante, et on le portait à cette température, puis Ton faisait passer le courant de gaz, et on le maintenait assez longtemps pour être assuré que l'équilibre était bien établi, et que la température éuit par&itement constante. Soit, dans une première expérience : r, la température ambiante corrigée, cest-a-dire , augmentée de Télévation de température que le tube chaud donne au calorimètre ; 5, la température du calorimètre à l'équilibre ; /, la température du gaz à son entrée dans le calorimètre; m'y la masse de gaz qui passe en une minute ; et c, sa capacité pour la dialeur. Puisque le gaz perd un nombre de degrés I — s^ dans i', il penl une quantité de chaleur m'c(t^^»). Soit m la masse corrigée du calorimètre, c'est-à-dire, le poids de l'eau, plus le poids du cuivre et du thermomètre évalués en eau ; sa capacité pour la chaleur étant prise pour unité, et son

CBAPITRK II. — GA^LORIM^RIE. 559

La température ambiante est 7^,26, sa oorrection est i»,i9; r = 7»,a6 + a%i9=: 9%45-

Le température s du serpentin à l'équilibre est a5%i8; r— rŒ i5%73.

Le Yolume d'air qui passe en 10' est 35"',99 à o sous ^fo; »/ =3 4*^)68; sa température d'entrée r=97%6; /— /

Pour trouTer la vitesse de refroidissement du serpentin, m la chauffé avec une lampe pour le laisser refroidir dans BB conditions mêmes de l'expérience y sauf la circulalion In gas ; on a obtenu les résultats suirants :

Ttai|M éooolés. ExeèB àbutewéê.

iC 21.48

Vf 19.75

ftu moyen des formules

t =, cb"^ et v = {M log. b) t.

On tire, par la première et la dernière observation, lo|^. A s=s 0,0038169, ei, par conséquent, la vitesse de refroidisseasent pour un excès de i®, ou ilf log. ^ = 0^0087888 ; e'eat ce que nous avons représenté par g* Cette vitesse de refroidissement est assez différente de celle qui avait été adoptée par MM. Delaroche et Bérard , d'après les mêmes observations , mais calculée par une autre méthode ; aussi la capacité de lair par rapport à l'eau que donne notre formule, est-elle seulement o,g43; tandis que ces physiciens trouvent 0,281. Il me paraît probable qu'il y a une incerlitude d'environ 1^ sur la détermination de cet élément ii important.

IfM. Delaroche et Bérard, au lieu de prendre auaai les

660 livre' Vf î. — cif ALÊiîn. — * tiEnxiteiR PàMmt

i!mpftc!ités àe& atitreji gai par mppori a Teati, cnmm auraieni pu le faire, se soirt bornes i (]ét<*rti|jpi*r loatf autres cupâciles par rapport à cellt* de Vmr ; pcmr cet ont adtïiis ce principe : qu*en portant le catorituelr^^ qutlîbrtï, sut-cessîvement avec les dilT«^r«nt?i gaa^ len cités di- ces gaz sont en Ire elles cuiiime lesexcr» di» Iq rature du calorimètre sur lair ambiant^ pourvu qi gnz entrent tous à la même température, et qu'il en | danfi le même temps des volumes égaux et .^nantis a la i pression. Ce principe n'est pajï rigiiurf^iisemenc euit plus^ ce mode d'expérience exige de iiombr^iii^s çq| tîons, »oît de température , soit de volume, soit d eUst qui sont pour U plupart incertaines | et qui ne perm^ ps de regarder les résultats autrameni que camnic premières approxiniRtiuns, très- rem urqtia blés repe» pour l'époque où elles ont été obteïiues,

Ce.^ capacités relative! formeni la deuxième colonne tableau V, ci-après 5 elles se rapportent à des vnlm égaux des dift'érents ga/*; pour en faire des capad'Â masses égales » celle de l'air étant toujotirs prise M unité, il suffit de diviser chacune d'elles par la Jttuâ correspondante du gaz. En effet, des volumes égaux (Ti et d'hydrogène, par exemple, correspondent ù des poif inégaux , qui sont entre eux comme les densités i eiH Tair et de l'hydrogène ; or, le poids i dair ayant unté pacité I, et le poids d d'hydrogène une capacité c, ilK

évident que le poids i d'hydrogène aura une capacit^^

C'est ainsi qu'a été formée la 3' coloune du tableau.

Enfin, en multipliant tous ces nombres par o,afi|i nombre définitivement adopté par MM. Deiarocbe^ Bérard pour la capacité de l'air, par rapport à leau, forme la dernière colonne, qui contient les densités *j différents gaz rapportées à celle de l'eau prise pour 1

499 bis. MM.DelariveetMarcetontrepriscepn)I)lèmf*