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font que les oscillations continuent longtemps, ce qui rend l'observation très-ennuyeuse et fait que l'usage de ces instruments est nul pour des phénomènes qui varient rapidement. Plus tard, Arago fit voir que si on fait tourner le disque, il entraîne l'aiguille dans son mouvement. Faraday, en 1831, éclaira toyte cette question d'un grand jour par sa belle découverte de l'induction de courants électriques dans le mouvement relatif d'un aimant et d'un conducteur. L'étouffoir agit par la réaction (sur l'aiguille] des courants produits par le mouvement relatif; et c'est leur énergie, ou celle de la chaleur dans laquelle, par suite de la résistance à la conductibilité, ils sont finalement transformés, qui constitue l'équivalent de la perte d'énergie de l'aiguille oscillante.

122. Nous sommes maintenant en possession de l'explication complète des phénomèneE^, dont nous avons déjà parlé, de l'action mutuelle des courants sur les aimants, phénomènes dont Joule, en 1843, a montré expérimentalement le parfait accord avec les lois de l'énergie. La machine magnéto-électrique, qui repose entièrement sur ce principe, est employée sur une grande échelle à des applications importantes ; elle sert, par exemple, à produire des décompositions chimiques dans la galvanoplastie, la dorure et l'argenture électriques, des effets physiologiques dans les appareils médico-électriques ordinaires; l'éclairage dans les phares du cap La Hève et ailleurs , où la lumière électrique, beaucoup plus intense que la lumière à l'huile, est maintenue constante par le travail d'une petite machine à vapeur, faisant tourner en avant des pôles d'un grand nombre d'aimants permanents très-forts fixés sur un bâti, des roues ou disques portant sur leur circonférence des bobines d'induction. Elle est aussi appliquée sur certaines

lignes télégraphiques, à engendrer les courants qui doivent produire les signaux.

123, Nous n'avons affaire ici qu'au mouvement relatif de l'aimant et du conducteur; et, par conséquent, quoique nous ayons supposé l'aimant en mouvement en présence du conducteur, il est certain que des effets semblables se produiraient si le conducteur se mouvait en présence de l'aimant. Par exemple, si nous considérons que la terre agit comme un immense aimant sur tous les corps placés à sa surface, il est évident que, en général, tous les mouvements des conducteurs électriques auront à subir l'influence de la résistance de la terre sur les courants engendrés entre eux par le mouvement même dont ils sont animés. Faraday a proposé l'application de ce principe à la construction d'une machine magnéto-électrique dans laquelle la terre tiendrait la place des aimants permanents ordinaires. L'appareil consiste simplement en un disque de cuivre tournant autour d'un axe, et l'électricité est recueillie par deux fils en contact, l'un avec la circonférence du disque, l'autre avec l'axe. Pour faire tourner ce disque, il faut plus de travail que pour faire tourner avec la même vitesse un disque égal, formé d'une matière non conductrice, et cet excès de travail est entièrement converti en courants électriques. Si l'axe du disque est dans la direction de l'aiguille d'inclinaison, les courants engendrés sont à leur maximum d'intensité. Si, au lieu d'un disque conducteur, on prend une bobine ou rouleau circulaire de fil tournant autour d'un de ses diamètres, il ne se manifeste aucun courant quand l'axe de rotation est parallèle à l'aiguille d'inclinaison. Thomson a fait servir ce résultat à la détermination de Tinclinaison magnétique, et cette méthode est de fait plus exacte [mais elle n*est encore qu'à l'état d'essai] que la méthode suivie avec les instruments en usage ; elle est, en effet, entièrement

indépendante du frottement, obstacle très-sérieux à la liberté des mouvements de Taiguilie d'inclinaison. Il est intéressant de remarquer, comme conséquence immédiate de ce que l'on Tient de dire, que la chaleur développée dans toute machine en mouvement est due à la fois au frottement proprement dit, à la viscosité de l'air et au magnétisme terrestre. Ainsi, par exemple, un gyroscope tournera plus longtemps, toutes les autres circonstances restant les mêmes, si son axe est dirigé suivant la ligne d'inclinaison que s'il occupe toute autre position.

124. On ne peut guère douter de ce fait, que le magnétisme consiste en quelque chose de la nature des courants électriques circulant autour de chaque molécule séparée du corps magnétique ou magnétisé; principalement depuis qu'Ampère, au moyen de ses solénoldes [fils conducteurs enroulés en hélice], a reproduit, sans le secours du fer ou de tout autre métal magnétique, tous les phéoomènes des attractions magnétiques, etc Que ces courants existent dans tous les corps, qu'ils soient simplement amenés au parallélisme par la force magnétisante, ou créés par cette force, peu importe pour le principe de la conservation de l'énergie, aussi longtemps qu'il sera possible de montrer qu'en magnétisant un corps, et par conséquent en lui communiquant une certaine quantité d'énergie potentielle, relativement aux autres corps magnétiques ou magnétisables et aux courants électriques, il disparait un certain équivalent d'énergie. Or , cette disparition est toujours observée, mais on manquededéterminations quantitatives del'énergie dépensée dans l'acte de l'aimantation : combien ils'en perd dans la production delà chaleur, du son, etc., qui accompagnent toujours l'aimantation du fer. Un très-bon exemple de la conservation de l'énergie nous est fourni parce fait que le fer le plus doux met un certain temps à acquérir la quantité

entière de magnétisme due à l'action de courants électriques, ou d'autres aimants, et que si la force magnétlsante est écartée, il ne perd pas instantanément son magnétisme. Donc si un morceau de fer doux, après avoir été d'abord approché lentement d'un aimant, en est éloigné brusquement, l'attraction mutuelle pendant la seconde partie de l'opération est plus grande à chaque phase que dans la première ; le résultat dernier de Topération doit donc être une dépense de force. Le fer est ramené à sa position initiale^ et au bout de peu de temps son magnétisme est perdu. Le travail dépensé dans cette opération est en-* tièrement converti en chaleur [en négligeant les courants induits dus au mouvement relatif, les mêmes probablement dans le fer que dans toute autre substance non magétique de même conductibilité, et qui tendent aussi vers cette même transformation dernière en chaleur] Si nous faisons la même expérience avec un morceau d'acier non aimanté, nous aurons dans l'énergie de l'aimantation permanente qu'il aura reçue l'équivalent du travail dépensé.

125. Thomson a prouvé que la théorie qui fait dépendre du mouvement le magnétisme d'un corps magnétique ou diamagnétique est une conséquence nécessaire de la belle découverte de Faraday, la rotation du plan de polarisation d'un rayon polarisé produit par les milieux sous l'influence d'un aimant puissant. L'exactitude générale de l'hypothèse d'Ampère touchant la nature du magnétisme peut être considérée comme définitivement établie par cette théorie dynamique. Faraday avait seulement observé les effets produits dans les corps diamagnétiques ; plus tard Verdet découvrit que les corps paramagnétiques agissent aussi, mais en faisant tourner le plan de polarisation en sens opposé. Il semble extrêmement probable, nonobstant la découverte de Verdet, que les rotations qui, dans un corps diamagné-

tique, constituent la force magnétique, sont de même direction, mais d'intensité moindre que dans le milieu ambiant ; le contraire a cependant été soutenu par plusieurs physiciens.

126. En appliquant le principe de l'énergie, Thomson (I ) à démontré la fausseté de l'opinion communément admise qu'un corps diamagnétique prend dans le champ magnétitique une polarité opposée à celle que prendrait un corps paramagnétique semblablement placé. Puisque tous les corps paramagnétiques exigent un certain temps pour le développement complet de leur magnétisme, et ne le perdent pas instantanément lorsque la foice magnétisante est écartée, nous pouvons supposer que la même chose a lieu pour les corps diamagnétiques; et, dans ce cas, il serait aisé de voir qu'une sphère homogène d'une substance diamagnétique non cristallisée, tournant dans le champ magnétique, devrait, si elle tendait toujours à prendre une distribution magnétique contraire à celle du fer placé dans les mêmes circonstances, être constamment sous l'action d'un couple tendant à la faire tourner dans la même direction autour de son centre; elle deviendrait donc une source de mouvement perpétuel.

427» Parmi les applications diverses de la science de l'énergie, la démonstration de la dépendance mutuelle des dilBférents genres de phénomènes électro-magnétiques présente un intérêt extrême en tant qu'exprimant, sous une forme distincte, les idées successivement émises par Oersted et Ampère, et constituant le trait d'union stîientifique de ces idées avec la série splendide des découvertes de Faraday.

Helmholtz, dans son Traité de la conservation de Véner-' giCf et W. Thomson, dans sa Théorie mécanique de Félec^

(1) Prooedings of the Royal Sooietyi 1856.

trolyse (i), sont arrivés, dans des recherches complètement indépendantes, fondées sur des principes mécaniques ri* goureux, à prouver que si on admet le phénomène découvert par Oersted et Ampère, c'est-à-dire qu'un fil parcouru par un courant électrique est entraîné à travers les lignes de la force magnétique, conformément aux lois observées, il en résulte nécessairement le phénomène découvert par Faraday, savoir : qu'un conducteur en mouvement à travers les lignes de la force magnétique subit l'action d'une force électromotrice dont l'intensité peut être complètement déterminée par l'application du principe de l'énergie*

128. De cette manière, ThomBon démontra que l'unité de force éleclromotrice déjà adoptée par W. Weber, indépendamment du principe de la conservation de l'énergie, est la seule unité compatible avec ce principe.

Thomson (2) remarqua aussi que l'énergie d'un courant électrique est de l'énergie actuelle, c'est-à-dire qu'elle consiste dans un mouvement de la matière. Néanmoins, la matière en mouvement n'est pas seulement J 'électricité qui circule dans le fil , car l'énergie du courant dépend de la forme du fil^ du milieu qui l'entoure, des corps placés dans son voisinage, aussibienquedesa longueur et de sa grosseur. Thomson cherche ce mouvement, non dans le fil lui-même, mais dans l'espace ambiant où s'étend l'action magnétique, et il donne des raisons de supposer que ce mouvement est de la nature d'une rotation autour des lignes magnétiques prises pour axes.

Voilà pourquoi Thomson regarde le milieu qui entoure les aimants et les conducteurs comme le siège de mouvements rotatoires d'une grande énergie, qui, par leur force

(ï)TraiM. British, Àtê, 1848; Phil. Mag. Dec. 1851. [%) NichoVs Cyclopedia, Art. Magnetism.

centrifuge, deviennent la cause des attractions magnétiques. Il a aussi démontré que pour rendre compte de la transmission de la lumière et de la chaleur émises par le soleil, il fallait admettre que la densité du milieu interplanétaire n'est nullement inappréciable.

429. Cette méthode de chercher l'origine des phénomènes électriques dans le milieu ambiant aussi bien que dans l'appareil visible, est celle qui, s» «us le nom de Méthode des lignes de force ^ a été si souvent employée par Faraday dans ses recherches. Maxwell (1) a traduit cette méthode ea langage mathématique, et, s'aidant d'hypothèses particulières sur les tourbillons moléculaires (2), il a montré comment les divers phénumènes peuvent être reliés les uns avec les autres. 11 semble cependant (3) avoir abandonné depuis ces hypothèses pour ne s'appuyer que sur le principe de l'énergie appliqué à mettre en évidence les propriétés du milieu qu'il suppose être la cause de l'effet électro-magné<* tique.

i30. Il admet qu'il existe un milieu capable de transmettre la lumière et la chaleur, capable par conséquent d'emmagasiner deux espèces d'énergie, celle du mouvement et celle du ressort élastique; les ondes lumineuses nous ea offrent un exemple. Le milieu, capable de ce mouvement et de ces tensions, sera capable aussi d'autres mouvements, et ceux-ci pourront produire les phénomènes visibles. Thomson a montré que Faction du magnétisme sur la lumière polarisée indique un état de mouvement partout où existent les lignes magnétiques. Or, chaque courant est entouré de

(1) Sur les lignes de foroe de Faraday, (7am&. Phil. Trana, 1857.

(2) Sur les lignes physiques de force. Phil, Mag, 1861-62.

(3) Théorie dynamique du champ éleotromagnétique , PAtl. Tratu*

lignes semblables dont l'intensité dépend de celle du courant. Il y aura, par là même, une certaine inertie à surmonter pour lancer le courant, et une certaine persistance du courant après qu'il aura été lancé ; exactement comme dans tout rouage, où l'inertie de chacune des roues ajoute une inertie apparente aux mouvements de la roue motrice. Il déduit de là, en appliquant l'équation dynamique (1) de Lagrange, les lois connues de l'induction et de l'attraction des courants.

131. La force au moyen de laquelle- le mouvement du milieu est transmis d'une partie à l'autre du champ est appelée force électromotrice. Si nous supposons que lorsque la force électromotrice agit sur un diélectrique, elle produit une espèce de polarisation ou, comme Maxwell l'appelle, un déplacement électrique dépendant la nature du milieu, alors une énergie d'une espèce différente existera dans le milieu, analogue à celle qui existe dans un corps élastique bandé^ et qui a pour mesure la moitié du produit de la force électromotrice par le déplacement électrique.

De ces hypothèses, il a déduit toutes les lois connues de l'électHcité et du magnétisme, à l'exception de la loi de conduction de Ohm, qui reste à l'état de fait primif. Il est une différence remarquable, que Maxwell ne parait pas avoir mentionnée, entre la force mécanique exercée mutuellement par deux aimants et celle exercée par des courants électriques. Un aimant sous l'influence d'autres aimants a une tendance à se mouvoir telle que l'énergie totale du champ est diminuée, tandis qu'un courant sous l'influence d'autres courants a une tendance à se mouvoir telle que l'énergie totale du champ est augmentée (2) ; le

(1) Tlioinson et Tait, Nat. Phil., § 293.

(2) NichoPa Cyelopmiiaf Ed. 1860, Magnetism, dynamîcal relations of.

travail produit sur le corps en mouvement étant égal à la diminution de l'énergie dans le cas de l'aimant, et à Taccroissement de l'énergie dans le cas du courant.

Cette différence fondamentale se rattache essentiellement à deux théorèmes remarquables de dynamique énoncés par W. Thomson (i). Le cas de l'aimant correspond à celui d'un système dont une partie serait assujettie à se mouvoir avec une vitesse donnée, cas dans lequel l'énergie cinétique est un minimum ; le cas du courant correspond à celui d'un système soumis à l'action d'une lorce donnée, capable de produire un mouvement tel que l'énergie cinétique soit un maximum.

132. Sur cette théorie du champ électromagnétique , Maxv^ell a tenté de fonder une théorie électromagnétique de la lumière. Il déduit des équations qui seprésentent les lois connues de l'électricité la vitesse de propagation d'une i< espèce quelconque d'ébranlement. Les quantités physiques qui entrent dans ce calcul ont déjà été déterminées par W. Weber, et la vitesse qui en résulte pour la propagation d'un ébranlement électromagnétique diffère moins de la moyenne des diverses valeurs connues de la vitesse de la lumière que celles-ci ne diffèrent entre elles. Ce résultat confirme l'opinion que la lumière et l'électricité sont toutes deux des phénomènes produits au sein d'un même milieu, en prouvant que le milieu que Ton prend pour expliquer une des séries de phénomènes permet d'expliquer les autres. Si l'on considère le cas plus général d'un milieu ayant des propriétés différentes dans les différentes directions, la théorie électromagnétique conduit à cette conclusion, qu'il n'y a que deux vitesses de propagations possibles, toutes deux correspondant à des ébranlements tramversaux, et que

(3) Proc. R. S. £ Ap. 6. 1863. ThomBon et Tait; §§ 314, 310»

Tébranlement nonaal à la surface de Tonde, qui constitue une si grande difficulté dans la forme ordinaire de la théorie des ondulations^ est incapable de propagation.

Cette remarque de Maxwell est d'une grande importance, car elle parait éclairer d'un jour nouveau la liaison réelle entre l'électricité et la lumière. Riemann semble être arrivé à \a même conclusion en 1858, mais son mémoire n'a été publié qu'en 1867 (1). Lorenz obtint aussi un résultat semblable (2). Mais les recherches de ces auteurs sont entièrement fondées sur l'hypothèse inadmissible de Weber, de forces exercées les unes sur les autres par des particules électriques en mouvement, forces pour lesquelles la conservation de l'énergie n'est pas vraie, tandis que le résultat de Maxwell est en parfaite concordance avec ce grand principe.

433. Dans le premier chapitre, nous avons seulement mentionné la découverte faite par Seebeck de la production des courants électriques par un échauffement inégal d'un conducteur hétérogène quelconque ; nous avons maintenant à considérer comme un cas de la conservation de l'énergie, la transformation de la chaleur en travail qui aurait lieu si l'on faisait servir un semblable courant à mettre en mouvement une machine électro-magnétique.

1 34. Si les extrémités d'un fil de fer sont reliées à la fois par torsion ou par soudure aux deux extrémités du fil de cuivre d'un galvanomètre, et qu'une de ces soudures soit chauffée, le galvanomètre indique le passage dans le circuit d'un courant dirigé du cuivre au fer, à travers la jointure chauffée. La première application de la théorie de l'énergie à ce phénomène est celle-ci : Puisque réchauffement de la soudure produit l'énergie du courant, une partie de la chaleur doit

(1) Pogg. iinn. et PhU, Mag, (3) Pogg, Ann. 1867 «

- iiO —

se dépenser ; mais cette chaleur perdue se retrouverait dans le circuit, toujours sous forme de chaleur, si le courant n'était pas employé à produire un travail extérieur. L'eidstence du courant dirigé du cuivre au fer, est ainsi associée à une absorption de chaleur à la soudure, ce qui s'accorde avec la remarquable découverte de Peltier que, si un courant électrique passe à travers un circuit de fer et de cuivre originairement à la même température en tous ses points, il fait naître du froid si le passage a lieu du cuivre au fer, et de la chaleur dans le passage du fer au cuivre. Si les deux soudures sont maintenues chacune aune température constante, un courant constant passe de la soudure plus chaude à la soudure plus froide à travers le ûl de fer ; et en vertu de la conservation de l'énergie, la chaleur développée dans le circuit [en y comprenant J'équivalent du travail extérieur exercé, si le courant est employé à conduire une machine électro-magnétique] est égale à l'excès de la chaleur prise à la soudure la plus chaude sur la chaleur cédée à la soudure la plus froide, précisément comme dans le cas d'une machine à feu. Jusqu'ici il n'y a point de difficulté. Mais Gumming (1) découvrit, en 1823, que, non-seulemeiit la force du courant n'egt pas généralement proportionnelle à la différence de température des soudures, mais que si cette différence est suffisamment grande, le courant peut, dans beaucoup de cas, changer de direction. Dans le circuit cui« vre-fer, si la température d'un contact est de 284» C, le courant va du cuivre au fer, que l'autre contact soit ou plus froid ou plus chaud. Thomson (2], appliquant à ce cas le principe de l'énergie, en tira cette conclusion qu'il devait arriver de trois choses l'une, et trouva par l'expérience que

(1) Camb. Phil. Trans.

(2) Bakerian Lectare. — Phil, Traru» 1855. «* On the £leotrody-> namic Propertiei of Metals, Aussi, Proc, R» S. £., déo. 1861 • '

la solution la plus inattendue était la solution réelle^ c*est« à-dire, qu'il fut conduit à ce résultat étrange : Un courant allant dans une barre ou un fil de fer d'une portion chaude à une portion froide, produit un refroidissement ; il produit, au contraire, dans le cuivre un échauffement. Cette découverte, très-remarquable, qui, rapprochée de celle de Peltier, donne la clef de tous les phénomènes thermo-électriques, a récemment été le sujet de recherches expérimentales importantes entreprises par Le Roux.

135. Magnus a fait voir que le contact soudain des deux extrémités d'un fil, à des températures différentes, produit un courant momentané, qui va : dans le cuivre de l'extrémité froide, à travers le lieu de contact, à l'extrémité chaude ; dans le platine de l'extrémité chaude à l'extrémité froide.

136. La théorie de ces phénomènes [et d'autres beaucoup ! plus compliqués, tels que ceux qui se rapportent aux cristaux], complétçment d'accord avec le principe de l'énergie, a été donnée par Thomson (i ) ; mais ce serait sortir du plan de cet ouvrage que d'entrer dans des détails sur un sujet si abstrait. Je dois faire la même remarque relativement à l'application, faite aussi par Thomson, de ce même principe au thermomagnétisme ou au rapport entre la magnétisabi-

I lité des diverses substances et leurs températures ; un ou deux des résultats auxquels il est parvenu peuvent cepen* dant être indiqués. Ainsi^ le fer, à une chaleur modérée ou au rouge sombre, éprouve un échauffement lorsqu'on rapproche d'un aimant, et un refroidissement lorsqu'on l'en éloigne lentement ; le cobalt, aux températures ordinaires, donne des effets exactement opposés. On voit se produire,

I en général, des effets semblables lorsqu'on fait tourner un

(1) îratw. R. s. Ë. 1854«

cfistal doublement réfringent dans le voisinage d*uiï aimant.

137. Je mettrai fin à cette maigre esquisse de Tapplication générale du principe aux phénomènes les plus importants de la physique expérimentale [application qui va chaque jour indiquant comment on peut coordonner les faits récemment découverts, et même, à l'occasion, prévoir le résultat d'une combinaison expérimentale entièrement nouvelle] par de courtes considérations sur un ou deux exemples qui doivent être familiers à la plupart des lecteurs. Ainsi, dans le cas de la décomposition de l'eau par un courant galvanique, nous voyons d'abord entrer en jeu l'énergie potentielle de l'affinité chimique. Cette affinité est probablement transformée d'abord en mouvement électrique ; car, de fait, suivant Joule, la chaleur de combinaison, comme la chaleur de frottement est due, selon toute^raisemblance, à la résistance à la conduction. Une partie de ce mouvement électrique est convertie en chaleur qui se développe au même instant dans tous les points du. circuit; et le reste se retrouve, sous forme d'énergie potentielle, dans le mélange d'oxygène et d'hydrogène. Aussi , si on relie tour à tour les deux pôles, en premier lieu par un fil qui va directement de l'un à l'autre; en second lieu avec un voltamètre interposé dans le circuit, et si on laisse Faction se continuer dans les deux cas jusqu'à ce qu'une même quantité de zinc ait été dissoute dans la pile, on constatera que la chaleur développée dans le circuit total sera plus grande dans le premier cas que dans le second d'une quantité que l'on pourra connaître plus tard en faisant détoner le mélange gazeux. Le son produit [ajouté à l'énergie mécanique représentée par la rupture de l'eudiomètre, si celui-ci venait à éclater] est converti finalement en chaleur ; l'éclair et la chaleur de l'explosion sont déjà sous cette forme. Si la pile sert à entretenir

le mouvement d'une machine électro-magnétique employée elle-même à élever des poids^ la quantité de chaleur en* gendrée au sein du circuit total sera, dans ce cas encore, moindre que celle qui est représentée par la combustion du zinc au sein de la pile ; mais l'énergie perdue est emmagasinée sous forme de poids élevés, pour subir plus tard sa transformation finale en chaleur, à une distance quelconque de la pile, et après un intervalle de temps quelconque aussi long qu'on voudra. C'est là une des plus belles découvertes • de Joule. Il a constaté le premier qu'une combinaison chimique peut avoir lieu sans engendrer tout d'une fois la quantité totale de chaleur qui constitue son équivalent.

138. La bobine d'induction de Ruhmkorff est un autre bel exemple des transformations variées de l'énergie. Tant qu'elle est en action, nous voyons la lumière, la chaleur, l'électricité, le mouvement de corps solides se produire simultanément, et représenter des portions séparées de l'énergie potentielle qui s'use dans la pile. Et finalement, dans ce cas encore, toute l'énergie qui disparaît ainsi prend la forme de chaleur.

139. Une question des plus importantes que soulève naturellement la considération des lois de l'énergie est celle de la production économique de chaque espèce de travail. Nous avons vu que dans tous les procédés actuels de transformation, il y a perte ou dissipation d'énergie; c'est pourquoi il devient nécessaire de rechercher quels sont les modes de transformation les moins imparfaits. Dans le chapitre précédent nous avons donné la formule par laquelle Thomson détermine la quantité de chaleur utilisée par une machine à vapeur ou à air chaud. La fraction perdue de l'énergie totale s'obtient en divisant la plus basse température absolue employée par la plus haute. Nous avons déjà indiqué, comme dépendant de cette règle, la raison de la supé-

riorité de la machine à air chaud sur la machine à vapeur. Joule a prouvé, en 1846 (1), que si une pile est employée à mettre en mouvement une machine magnéto- électrique, la fraction de son énergie chimique qui est dissipée sous forme de chaleur, s*obtient en divisant la force du courant, lorsque la machine travaille, par la force de ce même courant, lorsque la machine est en repos [cette dernière force étant naturellement plus grande que la première]. Il fait ^remarquer que cette règle résulte de la combinaison du fait déjà mis en évidence par lui, que la chaleur développée est proportionnelle au carré de la force du courant, avec la découverte de Faraday, que la force du courant est proportionnelle à la quantité de zinc dissoute en un temps donné.

140. Rankine (2) a déduit des principes généraux de l'énergie une formule semblable, qui s'applique à tous les cas de transformation ; de sorte que nous sommes en possession des moyens de déterminer l'effet utile d'une combinaison quelconque, dès que nous nous sommes procuré certaines données expérimentales faciles à obtenir.

141. La supériorité de la machine à air chaud sur la machine à vapeur dépend de ce fait que nous pouvons, avec sécurité, utiliser les températures sur une plus grande échelle dans la première que dans la seconde. Si Ton pouvait construire une machine électro-magnétique dans laquelle le courant moteur serait très-considérablement réduit par induction, et si le combustible de la pile [zinc et acide sulfurique] pouvait être produit à un prix à peu près égal à celui de l'équivalent mécanique du charbon et de l'oxigène,

(1) Scoresby et Joule. On the Mechanical powerB of £leotxo-magnetism, Steam, and Horses. — Phtl. Mag,

(2) General Law of the Transformation of Energy. — Phil. Mag* 1853. The Science of Energetic. — Edin. Phil. Jour, 1855.

il n'est pas douteux que les machines à feu seraient bientôt remplacées par les machines électro-magnétiques. Mais, jusqu'à présent, nous ne pouvons rien espérer dans cette voie, car quoiqu'il soit vrai que plus la machine électromagnétique tourne vite, plus l'énergie perdue est proportionnellemeat petite, en tant qu'il s'agit de la pile^ la perte par le frottement ordinaire est en même temps énormément accrue.

i42. Nous n'avons à faire ici que peu de remarques sur les applications physiologiques des lois de l'énergie, ce sujet ayant été admirablement traité par Helmholtz à l'institution royale, dans une série de leçons dont de nombreux extraits ont été publiés sous forme accessible à la majorité des lecteurs.

Dans l'appendice du mémoire de Joule de 1843 , déjà cité , nous trouvons cet énoncé d'une très-grande portée : Si un animal est astreint à faire tourner un manège ou à gravir une montagne, j'ai tout lieu de présumer qu'en proportion de l'effort musculaire dépensé il se produit une diminution de la chaleur dégagée dans le système par une action chimique donnée.

Le mémoire publié par Mayer, en 1845, ajoute considérablement au développement de la question. Il s'abandonne à des spéculations très-subtiles sur l'action purement directrice de lasoi-disant force vitale y et il recourt, pour faire mieux comprendre sa pensée, à des exemples parfaitement choisis. Des recherches récentes de synthèse chimique ont renversé plusieurs des appuis de la vieille théorie de la force vitale, et son mode d'action est devenu, en conséquence, extrêmement obscur. On ne saurait cep^dant douter, comme le fait remarquer Jou^e [dans son mémoire déjà cité, de 1846], qu'un animal ressemble bien plus à une machine éleetromagnétique qu'à une machine à feu ; et c'est un fait mer-

Teilleux qu'elle soit beaucoup plus économique qu'aucune des machines que nous savons construire. Cette idée semble avoir été émise pour la première fois par Rumford, car, dans le mémoire cité au chapitre précédent, il fait voir clairement que la quantité de travail effectuée par un cheval est beaucoup plus grande que celle qu'on pourrait produire en employant ses aliments conune combustible dans une machine à vapeur. Un exemple très-simple de la conservation de Ténergie nous est fourni par les animaux hibernants, qui dépensent pendant l'hiver une grande partie de leur substance pour maintenir la chaleur vitale ; ainsi que par ce fait que les condamnés assujettis à un travail corporel doivent recevoir une nourriture plus abondante et plus choisie que les simples prisonniers.

143. Entre les animaux d'un câté et la majorité des plantes de l'autre, il est une différence fondamentale dans l'application des lois de l'énergie. Dans l'animal, nous avons combinaison chimique accompagnée de production de chaleur, énergie musculaire, etc., comme transformations de l'énergie potentielle des aliments [dans lesquelles nous devons comprendre l'air aspiré]. Dans les plantes, d'un autre côté, l'acide carbonique et l'eau, dont les principes constituants avaient perdu dans les animaux leur énergie, sont de nouveau décomposés, et leur énergie potentielle mise en réserve, de sorte qu'ils sont encore une fois propres à servir de combustible. Il est évident que cette série d'opérations serait incompatible avec la conservation de l'énergie si pendant sa croissance la plante ne recevait pas de sources extérieures une quantité d'énergie suffisante pour rendre compte de celle qui est en apparence restaurée. Cet approvisionnement extérieur est fourni aux plantes sous forme de radiations venues du soleil. Leurs feuilles vertes absorbent rapidement et presque complètement celles des portions de

la lumière tombées sur elles qui sont capables de produire des actions chimiques. La photographie met cette opération en évidence d'une manière très-frappante. La lumière verte que les feuilles dispersent ou qu'elles laissent passer libre* ment à travers leur substance produit à peine quelque effet sur les préparations photographiques les plus sensibles, et c'est à cette cause qu'est due une des plus grandes imperfcc* tions du bel art de Daguerre et deTalbot, le noir si peu naturel du feuillage dans les photographies de paysages. Jusqu'ici, ce défaut n'a pas encore pu être évité. Il semble en résulter que nous pouvons, par une comparaison grossière, nous représenter un animal auquel on fournit des aliments, comme une pile galvanique dans laquelle l'afûnité chimique est épuisée par la production du mouvement électrique, de la chaleur et du travail mécanique ; tandis que la plante ressemble à une auge contenant un électrolyte ou une plaque photographique, auxquelles l'énergie venue du dehors sous forme d'électricité ou de lumière rend par transformation l'énergie potentielle de l'affinité chimique. Bien entendu que ces analogies ne peuvent être complètes, mais elles sont suffisantes pour donner à la majorité des lecteurs une idée de la difi!érence essentielle qui existe entre ces deux formes de la vie organique. En efiet, quoique la plus grande partie, de beaucoup, de l'énergie contenue dans les aliments donnés à un animal soit directement ou indirectement dissipée sous forme de chaleur, une autre portion de cette énergie reste emmagasinée dans sa chair à l'état d'énergie potentielle, et cette chair, à son tour, sert de nourriture à l'homme, à d'autres animaux ou à l'animal luimême. Une déviation correspondante, mais dans une di* rection opposée, se retrouve dans les plantes au sein desquelles l'énergie cinétique de la radiation détermine la formation de produits complexes qui, bien que nécessaires

à lai vie animale, ne peuvent pas se développer dans son organisme.

144. L'énergie que rhomme peut actuellement mettre en jeu pour la production directe du travail mécani(j[ue est presque entièrement potentielle, et consiste principalement en :