ŒUVRES PRINCIPALES

Mémoire sur la nature du principe qui se combine avec les métaux pendant la calcination et qui en augmente le poids. 1775.

Mémoire sur la combustion en général. 1777.

Mémoire sur la chaleur (avec Laplace). 1780.

Réflexions sur le phlogistique 178o.

Mémoire sur la respiratio?i des animaux (avec Séguin). 1789.

Traité élémentaire de chimie, présenté dans un ordre nouveau et d'après les découvertes modernes. 2 vol. in-8°, 1789.

Résultats extraits d'un ouvrage intitulé : De la Richesseterritoriale du royaume de France. 1791.

SUR

ET SUR LES CHANGEMENTS QUI ARRIVENT A L’AIR EN PASSANT PAR LEUR POUMON (1)

De tous les phénomènes de l’économie animale, il n’en est pas de plus frappant ni de plus digne de l’attention des physiciens et des physiologistes, que ceux qui accompagnent la respiration. Si, d’un côté, nous connaissons peu l’objet de cette fonction singulière, nous savons, d’un autre, qu’elle est si essentielle à la vie, qu’elle ne peut être quelque temps suspendue, sans exposer l’animal Ru danger d’une mort prochaine.

L’air, comme tout le monde sait, est l’agent, ou plus exactement, le sujet de la respiration; mais, en même temps, toutes sortes d’airs, ou plus généralement toutes sortes de fluides élastiques, ne sont pas propres à l’entretenir, et il est un grand nombre d’airs que les animaux ne peuvent respirer

(1) Mémoire lu à l’Académie des Sciences le 3 mai 1777. ( Mémoires de L'Académie des sciences , année 1777, p. 185.)

sans périr aussi promptement au moins que s’ils ne respiraient point du tout.

Les expériences de quelques physiciens, et surtout celles de MM. Haies et Cigna, avaient commencé à répandre quelque lumière sur cet important objet; depuis, M. Priestley, dans un écrit qu’il a publié l’année dernière à Londres, a reculé beaucoup plus loin les bornes de nos connaissances, et il a cherché à prouver, par des expériences très ingénieuses, très délicates et d’un genre très neuf, que la respiration des animaux avait la propriété de phlogistiquer Pair, comme la calcination des métaux et plusieurs autres procédés chimiques, et qu’il ne cessait d’être respirable, qu’au moment où il était surchargé et en quelque façon saturé de phlogistique.

Quelque vraisemblable qu’ait pu paraître, au premier coup d’œil, la théorie de ce célèbre physicien, quelque nombreuses et quelque bien faites que soient les expériences sur lesquelles il a cherché à l’appuyer, j’avoue que je l’ai trouvée en contradiction avec un si grand nombre de phénomènes, que je me suis cru en devoir de la révoquer en doute; j’ai travaillé en conséquence, sur un autre plan et je me suis trouvé invinciblement conduit, par la suite de mes expériences, à des conséquences toutes opposées aux siennes. Je ne m’arrêterai pas, dans ce moment, à discuter en particulier chacune des expériences de M. Priestley, ni à faire voir comment elles prouvent toutes en faveur de l'opinion

que je Tais développer dans ce mémoire; je me contenterai de rapporter celles qui me sont propres, et de rendre compte de lenr résultat.

J’ai renfermé dans un appareil convenable, et dont il serait difficile de donner une idée sans le secours des figures, 50 pouces cubiques d’air commun; j’ai introduit dans cet appareil 4 onces de mercure très pur, et j’ai procédé à la calcination de ce dernier, en l’entretenant, pendant douze jours, à un degré de chaleur presque égal à celui qui, est nécessaire pour le faire bouillir.

Il ne s’est rien passé de remarquable pendant tout le premier jour; le mercure, quoique non bouillant, était dans un état d’évaporation continuelle; il tapissait l’intérieur des vaisseaux de gouttelettes, d’abord très fines, qui allaient ensuite peu à peu en augmentant, et qui, lorsqu’elles avaient acquis un certain volume, retombaient d’elles-mêmes an fond du vase. Le second jour, j’ai commencé à voir nager sur la surface du mercure, de petites parcelles rouges, qui, en peu de jours, ont augmenté en nombre et en volume; enfin, au bout de douze jours, ayant cessé le feu, et laissé refroidir les vaisseaux, j’ai observé que l’air qu’ils contenaient était diminué de 8 il 9 pouces cubiques, c’està-dire environ d’un sixième de son volume; en même temps il s’était formé une portion assez considérable, et que j’ai évaluée environ à 45 grains, de mercure précipité « per se », autrement dit, de « chaux de mercure ».

Cet air, ainsi diminué, ne précipitait nullement l’eau de cliaux; mais il éteignait les lumières, il faisait périr en peu de temps les animaux qu’on y plongeait, il ne donnait presque plus de Tapeurs rouges avec l’air nitreux, il n’était plus sensiblement diminué par lui, en un mot, il était dans un état absolument méphitique.

On sait, par les expériences de M. Priestley et par les miennes, que le mercure précipité « per se », n’est autre chose qu’une combinaison de mercure, avec un douzième environ de son poids, d’un air beaucoup meilleur et beaucoup plus respirable, s'il est permis de se servir de cette expression, que l’air commun; il paraissait donc prouvé que, dans l’expérience précédente, le mercure, en se calcinant, avait absorbé la partie la meilleure, la plus respirable de l’air, pour ne laisser que la partie méphitique ou non respirable; l’expérience suivante m’a confirmé de plus en plus cette vérité.

J’ai soigneusement rassemblé les 45 grains de chaux de mercure qui s’étaient formés pendant la calcination précédente, je les ai mis dans une très petite cornue de verre, dont le col, doublement recourbé, s’engageait sous une cloche remplie d’eau et j’ai procédé à la réduction sans addition. J’ai retrouvé, par cette opération, à peu près la même quantité d’air qui avait été absorbée par la calcination, c’est-à-dire S à 9 pouces cubiques environ, et, en recombinant ces 8 à 9 pouces avec l’air qui avait été vicié par la calcination du mercure, j’ai rétabli

ce dernier assez exactement dans l’état où il était avant la calcination, c’est-à-dire dans l’état d’air commun: cet air, ainsi rétabli, n’éteignait plus les lumières, il ne faisait plus périr les animaux qui le respiraient, enlin, il était presque autant diminué par l’air nitreux que l’air de l’atmosphère.

Voici l’espèce de preuve la plus complète à laquelle on puisse arriver en chimie, la décomposition de Pair et sa recomposition, et il en résulte évidemment: 1° que les cinq sixièmes de l’air que nous respirons sont, ainsi que je l’ai déjà annoncé dans un précédent mémoire, dans l’état de mofette, c’està-dire incapables d’entretenir la respiration des animaux, l’inflammation et la combustion des corps; 2° que le surplus, c’est-à-dire, un cinquième seulement du volume de l’air de l’atmosphère est respirable; 3° que, dans la calcination du mercure, cette substance métallique absorbe la partie salubre de l’air, pour ne laisser que la mofette; 4° qu’en rapprochant ces deux parties de l’air ainsi séparées, la partie respirable et la partie méphitique, on refait de l’air semblable à celui de l’atmosphère.

Ces vérités préliminaires sur la calcination des métaux vont nous conduire à des conséquences simples sur la respiration des animaux, et, comme l’air qui a servi quelque temps à l’entretien de cette fonction vitale a beaucoup de rapport avec celui dans lequel les métaux ont été calcinés, les .connaissances relatives à l’un vont naturellement s’appliquer à l’autre.

— Il) —

J’ai mis un moineau franc sous une cloche de verre remplie d’air commun et plongée dans une jatte pleine de mercure; la partie vide de la cloche était de 31 pouces cubiques: l’animai n’a paru nullement affecté pendant les premiers instants, il était seulement un peu assoupi ; au bout d’un quart d’heure, il a commencé à s’agiter, sa respiration est devenue pénible et précipitée, et, à compter de cet instant, les accidents ont été en augmentant; enfin, au bout de cinquante-cinq minutes, il est mort avec des espèces de mouvements convulsifs, malgré la chaleur de l’animal, qui, nécessairement, avait dilaté, pendant les premiers instants, l'air contenu sous la cloche, il y a eu une diminution sensible de volume: cette diminution était d’un quarantième environ à la fin du premier quart d’heure; mais, loin d’augmenter ensuite, elle s’est trouvée un peu moindre au bout d’une demiheure, et, lorsque, après la mort de l’animal, l'air contenu sous la cloche a eu repris la température du lieu où se faisait l’expérience, la diminution ne s’est plus trouvée que d’un soixantième tout au plus.

Cet air, qui avait été ainsi respiré par un animal, était devenu fort différent de l’air de l’atmosphère; il précipitait l’eau de chaux, il éteignait les lumières; il n’était plus diminué par l’air nitreux; un nouvel oiseau que j’y ai introduit n’y a vécu que quelques instants; enfin, il était entièrement méphitique, et, ù cet égard, il paraissait assez sein-

blable à celui qui était resté après la calcination du mercure.

Cependant un examen plus approfondi m’a fait apercevoir deux différences très remarquables entre ces deux airs, je veux dire entre celui qui avait servi à la calcination du mercure et celui qui avait servi à la respiration du moineau franc: premièrement, la diminution du volume avait été beaucoup moindre dans ce dernier que dans le premier; secondement, l’air de la respiration précipitait l’eau de chaux, tandis que l’air de calcination n’y occasionnait aucune altération.

Cette différence, d’une part, entre ces deux airs, et, de l’autre, la grande analogie qu’ils présentaient, à beaucoup d’égards, m’a fait présumer qu’il se compliquait dans la respiration deux causes, dont probablement je ne connaissais encore qu’une seule, et, pour éclaircir mes soupçons à cet égard, j’ai fait l’expérience suivante:

J’ai fait passer sous une cloche de verre remplie de mercure et plongée dans du mercure, 12 pouces d’air vicié par la respiration, et j’y ai introduit une petite couche d’alcali fixe caustique; j’aurais pu me servir d’eau de chaux pour le même usage, mais le volume qu’il aurait été nécessaire d’en employer aurait été trop considérable et aurait nui au succès de l’expérience.

L’effet de l’alcali caustique a été d’occasionner dans le volume de cet air une diminution de près d’un sixième; en même temps l’alcali a perdu en

partie sa causticité, il a acquis la propriété de faire effervescence avec les acides, et il s’est cristallisé sous la cloche même en rhomboïdes très réguliers; propriétés que l’on sait ne pouvoir lui être communiquées qu’autant qu’on le combine avec l’espèce d’air ou de gaz connue sous le nom d’air fixe, et que je nommerai dorénavant acide crayeux aéri- * forme (1); d’où il résulte que l’air vicié par la respiration contient près d’un sixième d’un acide aéri forme, parfaitement semblable à celui qu’on retire de la craie. L

Loin que l’air qui avait été ainsi dépouillé de sa partie fixable par l’alcali caustique eût été rétabli par la dans l’état d’air commun, il s’était, au con-

(1) Il y a déjà longtemps que les physiciens et les chimistes sentent la nécessité de changer la dénomination très impropre d’air fixe, air fixé, air fixable; je lui ai substitué, dans le premier volume de mes opuscules physiques et chimiques, le nom de fluide élastique ; mais ce nom générique, qui s’applique à une classe de corps très nombreux, ne pouvait servir qu’en en attendant une autre. Aujourd’hui, je crois devoir imiter la conduite des anciens chimistes ; ils désignaient chaque substance par un nom génériquequi en exprimait la nature, et ils le spécifiaient par une seconde dénomination qui désignait le corps d’où ils avaient coutume de le tirer; c'est ainsi qu’ils ont donné le nom d’acide vitriolique à l'acide qu’ils retiraient du vitriol ; le nom d’acide marin à celui qn'ils retiraient du sel marin, etc

Par une suite de ces mêmes principes, je nommerai acide de la craie, acide crayeux, la substance qu’on a désignée jusqu’ici sous le nom d'air fixe ou d’air fixé, par la raison que c’est de la craie et des terres calcaires que nous tirons le plus communément cet acide, et j’appellerai acidecrayeux a érif'orme celui qui se présentera sous forme d’air.

traire, rapproché davantage de l’air qui avait servi à la calcination du mercure, ou plutôt il n’était plus qu’une seule et même chose; comme lui, il faisait périr les animaux, il éteignait les lumières ; enfin, de toutes les expériences de comparaison que j’ai faites avec ces deux airs, aucune 11e m’a pu laisser apercevoir entre eux la moindre différence.

Mais l’air qui a servi à la calcination du mercure n’est autre chose, comme on l’a vu plus haut, que le résidu méphitique de l’air de l’atmosphère, dont la partie éminemment respirable s’est combinée avec le mercure pendant la calcination; donc l’air qui a servi à la respiration, lorsqu’il a été dépouillé de la portion d’acide crayeux aériforme qu’il con tient, 11’est également qu’un résidu d’air commun privé de sa partie respirable; et, en effet, ayant combiné avec cet air environ un quart de son volume d’air éminemment tiré de la chaux du mercure, je l'ai rétabli dans son premier état, et je l’ai rendu aussi propre que l’air commun, soit à la respiration, soit à l’entretien des lumières, de la même manière que je l’avais fait avec l’air vicié par la calcination des métaux.

Il résulte de ces expériences que, pour ramener à l’état d’air commun et respirable l’air qui a été vicié par la respiration, il faut opérer deux effets: 1° enlever à cet air, par la chaux ou par un alca,li caustique, la portion d’acide crayeux aériforme qu’il contient; 2° lui rendre une quantité d’air éminemment respirable, ou déphlogistiqué, égale h

celle qu’il a perdue. La respiration, par une suite nécessaire, opère l’inverse de ces deux effets, et je me trouve, à cet égard, conduit à deux conséquences également probables et entre lesquelles l’expérience ne m’a pas mis encore en état de prononcer.

En effet, d’après ce qu’on vient de voir, on peut conclure qu’il arrive de deux choses l'une par 1 effet de la respiration: ou la portion d’air éminemment respirable contenue dans l’air de l’atmosphère est convertie en acide crayeux aériforme en passant par le poumon; ou bien il se fait un échange dans ce viscère: d’une part, l’air éminemment respirable est absorbé, et, de l’autre, le poumon restitue à la place une portion d’acide crayeux aériforme presque égale en volume.

La première de ces deux opinions a pour elle une expérience que j’ai déjà communiquée à l'Académie. J’ai fait voir, dans un mémoire lu à la séance publique de Pâques 1775, que 1 air éminemment iespirable pouvait être converti en totalité en acide crayeux aériforme par une addition de poudre de charbon, et je prouverai dans d’autres mémoires qu’il est plusieurs autres moyens d’opérer cette même conversion. Il est donc possible que la respiration ait cette même propriété, et que 1 air éminemment respirable qui est entré dans le poumon en ressorte en acide crayeux aériforme; mais, dun autre côté, de fortes analogies semblent militer en faveur de la seconde opinion, et porter à croire qu’une portion d’air éminemment respirable reste

dans le poumon, et qu'elle s’y combine avec le sang. O11 sait que c'est une propriété de l’air éminemment respirable de communiquer la couleur rouge aux corps, et surtout aux substances métalliques avec lesquelles il est combiné: le mercure, le plomb et le fer eu fournissent des exemples. Ces métaux forment, avec lair éminemment respirable, des chaux d’un beau rouge, la première, connue sous le nom de « mercure précipité per se ou de mercure précipité rouge »;la seconde, sous le nom de « minium »; enfin la troisième, sous le nom de « colcotar ». Les mêmes effets, les mêmes phénomènes se retrouvent, comme on vient de le voir, et dans la calcination des métaux et dans la respiration des animaux; toutes les circonstances sont les mêmes, jusqu’à la couleur des résidus: ne pourrait on pas en induire que la couleur rouge du sang est due à la combinaison de l’air éminemment respirable, ou plus exactement, comme je le ferai voir dans un prochain mémoire, à la combinaison de la base de l’air éminemment respirable avec une liqueur animale, de la même manière que la couleur rouge du mercure précipité rouge et du minium est due à la combinaison de la base de ce même air avec une substance métallique ? Quoique M. Cigna, M. Priestley et les auteurs modernes qui se sont occupés de cet objet, n’aient point tiré cette conséquence, j’ose dire qu’il n’est presque aucune de leurs expériences qui ne paraisse tendre à l’établir. En effet, ils ont prouvé, et surtout M. Priestley, que le sang n est

rouge et vermeil qu’autant qu’il est continuellement en contact avec l’air de l’atmosphère ou avec l’air éminemment respirable; qu’il devient noir dans l’acide crayeux aériforme, dans l’air nitreux, dans l’air inflammable, dans tous les airs qui ne sont point respirables, dans le vide de la machine pneumatique; qu’il reprend, au contraire, sa couleur rouge lorsqu’on le met de nouveau en contact avec l’air, et surtout avec l’air éminemment respirable; que cette restitution de couleur est constamment accompagnée d’une diminution dans le volume de l’air: or ne résulte-t-il pas de tous ces faits que l’air éminemment respirable a la propriété de se combiner avec le sang et qup c’est cette combinaison qui constitue sa couleur rouge. Au surplus, quelle que soit celle de ces deux opinions qu’on embrasse, soit que la portion respirable de l’air se combine avec le sang, soit qu’elle se change en acide crayeux aériforme en passant par le poumon; soit enfln, comme je serais assez porté h le croire, que l’un et l’autre de ces effets aient lieu pendant l’acte de la respiration, on pourra toujours, en ne s’attachant qu’aux faits, regarder comme prouvé: 1° Que la respiration n’a d’action que sur la portion d’air pur, d’air éminemment respirable, contenue dans l’air de l’atmosphère; que le surplus, c’està-dire la partie méphitique, est un milieu purement passif, qui entre dans le poumon et en ressort à peu près comme il y était entré, c’est-à-dire sans changement et sans altération;

2° Que la calcination des métaux dans une portion donnée d’air de l’atmosphère n’a lieu, comme je l’ai annoncé plusieurs fois, que jusqu’à .ce que la portion de véritable air, d’air éminemment respirable, qu’il contient, ait été épuisée et combinée avec le métal;

3° Que, de même, si l’on enferme des animaux dans une quantité donnée d’air, ils y périssent lorsqu’ils ont absorbé ou converti en acide crayeux aériforme la majeure partie de la portion respirable de l’air, et lorsque ce dernier est réduit à l’état de mofette;

4° Que l’espèce de mofette qui reste après la calcination des métaux ne diffère en rien, d après toutes les expériences que j'ai faites, de celle qui reste après la respiration des animaux, pourvu toutefois que cette dernière ait été dépouillée, par la chaux ou par les alcalis caustiques, de sa partie fixable, c’est-à-dire de l’acide crayeux aériforme qu’elle contenait; que ces deux mofettes peuvent être substituées l'une à l’autre dans toutes les expériences, et qu’elles peuvent être ramenées toutes deux à l’état de l’air de l’atmosphère par une quantité d’air éminemment respirable égale à celle qu’elles ont perdue. Une nouvelle preuve de cette dernière vérité, c'est que si l’on augmente ou que l’on diminue, dans une quantité donnée d’air de l’atmosphère, la quantité de véritable air, d’air éminemment respirable qu’elle contient, on augmente ou on diminue dans la même proportion la quantité de mé-

tal qu’on peut y calciner, et, jusqu’à un certain point, le temps que les animaux peuvent y vivre.

Les bornes que je me suis prescrites dans ce mémoire ne m’ont pas permis d’y faire entrer beaucoup d’autres expériences qui viennent à l’appui de la théorie que j’y expose; de ce nombre sont une partie de celles dont nous nous sommes occupés dans le laboratoire de M. de Montigny, MM. Trudaine, de Montigny et moi, pendant les vacances de l’Académie : ces expériences, suivant ce que nous avons lieu d’espérer, jetteront encore un nouveau jour, non seulement sur la respiration des animaux, mais encore sur la combustion; opérations qui ont encore entre elles un rapport beaucoup plus grand qu’on ne le croirait au premier coup d’œil.

M EMOIRE

PAR

MM. LAVOISIER et de LAPLACE (1)

De la combustion et de la respiration

Jusqu’à ces derniers temps, on n’avait eu que des idées vagues et très imparfaites sur les phénomènes de la chaleur qui se dégage dans la combustion et dans la respiration. L’expérience avait fait connaître que les corps ne peuvent brûler et les animaux respirer sans le concours de l’air atmosphérique; mais on ignorait la manière dont il influe dans ces deux grandes opérations de la nature, et les changements qu’elles lui font subir. L’opinion la plus généralement répandue n’attribuait à ce fluide d’autres usages que ceux de rafraîchir le sang lorsqu’il traverse les poumons, et de retenir par sa pression la matière du feu à la surface des corps combustibles. Les découvertes importantes que l’on a faites depuis peu d’années sur la nature

(1) Mémoires de l’Académie des sciences, année 1780, p. 355.

des fluides aérif ormes ont beaucoup étendu nos connaissances sur cette matière; il en résulte qu’une seule espèce d’air connue sous les noms « d’air déphlogistiqué », « d’a’.r pur » ou « d’air vital », est propre à la combustion, à la respiration et à la calcination des métaux; que l’air de l’atmosphère n’en renferme qu’un quart environ, et que cette portion d’air est alors ou absorbée, ou altérée, ou convertie eu air fixe par l’addition d un principe que nous nommerons « base de l’air fixe », pour éviter toute discussion sur sa nature: ainsi, l'air n’agit point dans ses opérations comme une simple cause mécanique, mais comme principe de nouvelles combinaisons. M. Lavoisier, ayant observé ces phénomènes, soupçonna que la chaleur et la lumière qui s’en dégagent étaient dues, au moins en grande partie, aux changements (pie l’air éprouve: tout ce qui tient à la combustion et à la respiration s’explique d’une manière si naturelle et si simple, dans cette hypothèse, qu'il ne balança point à la proposer, sinon comme une vérité démontrée, du moins comme une conjecture très vraisemblable et digne, à tous égards, de l’attention des physiciens : c’est ce qu’il fit dans un mémoire sûr la combustion, imprimé dans le volume de l’Académie, pour l’année 1777, page 592. M. Crawïord a présenté une explication à peu près semblable dans un ouvrage sur cet objet, publié h Londres en 1779: ces deux physiciens s’accordent à regarder l’air pur comme la source principale de la chaleur qui se développe

dans la combustion et dans la respiration; il y a cependant une différence essentielle entre leurs opinions, et qui consiste en ce que M. Lavoisier pense que la chaleur dégagée dans ces deux phénomènes est combinée dans l’air pur. et que ce fluide doit à la force expansive de la chaleur ainsi combinée son état aériforme; au lieu que, suivant M. Crawford, la matière de la chaleur est libre danq l’air pur, elle ne s’en dégage que par ce que l’air pur, en se combinant, perd une grande partie de sa chaleur spécifique. M. Crawford appuie cette assertion sur des expériences d’après lesquelles il trouve la chaleur spécifique de l’air pur quatre-vingt sept fois plus grande que celle de l’eau commune; si ces expériences étaient exactes, il serait aisé de faire voir que la chaleur libre existante dans l’air pur est plus que suffisante pour produire tous les phénomènes de la chaleur, et que, dans les combustions mêmes où il se dégage le plus de chaleur, telles que celles du phosphore, une partie considérable de la chaleur libre existante dans l’air pur doit se combiner; mais ces expériences sont si délicates, qu’il faut les avoir répétées un grand nombre de fois avant que de les admettre; ainsi nous nous abstiendrons de prononcer sur leur exactitude, jusqu’à, ce que nous ayons déterminé, par notre méthode, les chaleurs spécifiques des différents airs; nous nous bornerons ici a comparer les quantités de chaleur qui se dégagent dans la combustion et dans la respiration avec les altéra-

tions correspondantes de l’air pur, sans examiner si cette chaleur vient de l’air, ou des corps combustibles et des animaux qui resphent: dans la vue de déterminer ces altérations, nous avons fait les expériences suivantes:

La lettre M de la figure représente une grande cuvette remplie de mercure, et au-dessus de laquelle nous avons placé une cloche B, pleine d’air déplilogistiqué; cet air n’était pas parfaitement pur, sur 19 parties il en contenait IG d’air pur, et il renfer-

mait un cinquante-septième environ de son volume d’air fixe. Nous avons introduit sous la cloche un petit vase de terre C, rempli de braise que nous avions auparavant dépouillée de tout son air inflammable par une forte chaleur et qui était a peu près semblable à celle que nous avons employée dans l’expérience sur la chaleur dégagée par la combustion du charbon, au-dessus de la braise nous avons placé un peu d’amadou sur lequel était une très petite molécule de phosphore, pesant tout au plus un dixième de grain; le vase de terre, avec tout ce qu’il contenait, avait été pesé fort exactement; nous avons ensuite élevé le mercure dans la cloche jusqu’en E par la succion de l’air intérieur, afin que la dilatation de l'air, occasionnée par la combustion du charbon, n’abaissât pas le mercure trop au-dessous du niveau du mercure extérieur, ce qui aurait pu faire soi tir l’air renfermé sous la cloche. Cela fait, au moyen d’un fer rouge que nous avons fait passer rapidement à travers le mercure, nous avons enflammé le phosphore qui a allumé l’amadou,; et, par son moyen, la braise. La combustion a duré pendant 20 ou 25 minutes, et lorsque la braise' s’est éteinte, et (pie tout l’air intérieur a été refroidi à la température de l’atmosphère, nous avons marqué un second trait en E’, où le mercure s’est élevé par la diminution du volume de l’air intérieur. Nous avons ensuite introduit de l’alcali caustique sous la cloche; tout l’air fixe a été absorbé, et, après un temps suffisant pour

cet objet, lorsque le mercure a cessé de monter dan la cloche, nous avons marqué un trait eu E” au niveau de la surface de l’alcali caustique; nous avons eu soin d’observer, dans les trois positions E, E’, E”, les hauteurs du mercure dans la cloche, au-dessus de son niveau dans la cuvette: l’air de l’atmosphère introduit sous la cloche au moyen d’un tube de verre, en a fait baisser le mercure jusqu’au niveau du mercure extérieur. lNTous avons ensuite retiré le vase C, que nous avous fait sécher et que nous avons pesé fort exactement; la diminution de son poids nous a fait connaître la quantité de charbon consommé. Le degré de température extérieure a très peu varié dans l’intervalle de l’expérience, et la hauteur du baromètre était de 28 pouces environ.

Pour déterminer les volumes d’air contenus dans les espaces E B I), E’ B D’, E” B D”, nous les avons remplis d’eau commune, dont les poids respectifs nous ont donné, en pouces cubes, les; volumes de ces espaces; mais, comme l'air qui y était renfermé était inégalement pressé, à raison des différentes hauteurs du mercure dans la cloche, nous avons réduit, au moyen de ces hauteurs observées, le volume de l’air h celui qu’il aurait occupé s’il avait été comprimé par une colonne de mercure de 28 pouces; enfin nous avons réduit tous les résultats de nos expériences à ceux qui auraient eu lieu si la température extérieure avait été de 1 0 degrés, en partant de cette donnée, que, vers la tempéra-

ture de 10 degrés, l’air se dilate de un deux cent quinzième à chaque degré d’accroissement dans sa température; ainsi les airs dont nous donnerons, dans la suite, les volumes, doivent être supposés à la température de 10 degrés, et comprimés par une colonne de 28 pouces de mercure.

Dans l’expérience précédente, il y avait dans la cloche 202 pouces, 35 d’air déphlogistiqué ; son volume, par la seule combustion du charbon, s’est réduit à 170 pouces, 59, et après l’absorption de l’air fixe par l’alcali caustique, le volume de l’air n’était plus que de 73 pouces, 93 ; le poids du charbon consommé, indépendamment de sa cendre, a été de 17 grains 2 dixièmes; ceux de l’amadou et du phosphore réunis pouvaient être d’un demigrain, d’ailleurs, nous avons trouvé, par plusieurs expériences, que le poids de la cendre formée par la braise est d'environ 10 graius par once; on peut donc supposer, à très peu près, que, dans cette expérience, il y a eu 18 grains de charbon consommé, en y comprenant sa cendre.

L’air déphlogistiqué dont nous avons fait usage contenait environ un cinquante septième de son volume d’air fixe, qui n’avait point été absorbé par l’eau au-dessus de laquelle il avait séjourné pendant plusieurs mois, cette adhésion intime de l’air fixe à l’air pur nous porte à croire que, même après l’absorption de l’air fixe par l’alcali caustique dans nos expériences, l’air restant contenait encore un peu d’air fixe que nous pouvons, sans erreur sensible,.

évaluer à un cinquante septième de son volume total: dans cette hypothèse, pour avoir le volume de tout l’air pur consommé par le charbon, il faut prendre la différence du volume de l’air avant la combustion au volume de l’air restant après l’absorption par l’alcali caustique, et diminuer cette différence de sa cinquante- septième partie; en retranchant pareillement cette même quantité du volume de l’air absorbé par l’alcali caustique, on aura le volume dé l’air fixe formé par la combustion: on trouvera ainsi qu’une once de charbon, en brûlant, consomme 4037 pouces, 5 d’air pur, et forme 3021 pouces, 1 d’air fixe; et, si l’on désigne par l’unité le volume de l’air pur consommé, son volume, après la combustion, sera réduit à 0,74S28.

Pour évaluer en x>oids ces volumes d’air pur et d’air fixe, il faut connaître ce que pèse un pouce cube de l’un et de l’autre de ces airs; oc on a observé que l’air pur est un peu plus pesant que l'air atmosphérique, environ dans le rapport de 187 à 1S5. Le poids de l’air atmosphérique a été déterminé fort exactement par M. de Luc. En partant de ces déterminations, on trouve qu’à 10 degrés de température, et à la pression de 28 pouces du baromètre, un pouce cube d’air déphlogistiqué pèse 0 grain, 47317. M. Lavoisier a observé qu’à la même température et .à la même pression, un pouce cube d’air fixe pèse à très peu près sept dixièmes de grain. D’après ces résultats, une once de charbon, en brûlant, consomme 3 onces, 3017 d'air pur,

et forme 3 onces, G715 d’air fixe. Ainsi, sur dix parties d’air fixe, il y a neuf parties environ d’air pur et une partie d’un principe fourni par le charbon, et qui est la base de l’air fixe; mais une détermination aussi délicate exige un plus grand nombre d’expériences.

On a vu précédemment qu’une once de charbon, en brûlant, fond 6 livres 2 onces de glace: d’où il est facile de conclure que, dans la combustion du charbon, l’altération d’une once d’air pur peut fondre 29 onces, 547 de glace, et que la formation d’une once d’air fixe, en peut fondre 26 onces, 692,

C’est avec la plus grande circonspection que nous présentons ces résultats sur les quantités de chaleur que dégage l’altération d’une once d’air pui par la combustion, et, quoiqu’elle ait été faite dans des circonstances assez favorables, cependant nous ne serons bien assurés de son exactitude qu’après l’avoir répétée plusieurs fois. Xous l’avons déjà dit, et nous ne pouvons trop insister sur cet objet, c est moins le résultat de nos expériences, que la mé thode dont nous nous sommes servis, que nous présentons aux physiciens, en les invitant, si cette méthode leur parait avoir quelque avantage, a vérifier ces expériences que nous nous proposons nous-mêmes de répéter avec le plus grand soin.

En brûlant du phosphore dans l’appareil précé dent, dont la cloche était remplie d’air pur, nous avons observé que 45 grains de phosphore ont absorbé, dans leur combustion 65 grains, 62 d’air pur

et comme le résultat de cette combustion est de l’acide phosphorique, on doit en conclure que, dans la formation de cet acide, une partie et demie environ, ou, plus exactement, une partie et quatre neuvièmes d’air pur se combinent avec une partie du phosphore, ce qui s’accorde avec le résultat que M. Lavoisier a trouvé le premier « (Mémoires de l’Académie, année 1777, page G9) », et que M. Berthollet a, depuis, confirmé par la méthode des combinaisons chimiques.

Il suit de là qu’une once de phosphore, en brû lant, absorbe 65 onces, 62 quarante-cinquièmes d’air pur; or on a vu précédemment qu’elle peut fondre 6 livres 4 onces 48 grains de glace; ainsi 1 once d’air pur, en s’absorbant dans le phosphore, peut fondre 6S onces, 634 de glace; mais la même quantité d’air, en devenant air fixe par la combustion du charbon, en peut fondre 29 onces et demie, d’où l’on tire ce résultat assez remarquable, savoir: « que la chaleur dégagée par l’air pur, lorsqu’il est absorbé par le phosphore, est à peu près deux et un tiers plus grande que lorsqu’il est changé en air fixe ».

Dans les Mémoires de l’Académie pour l'année 1777, page 597, M. Lavoisier a été conduit à un résultat semblable liai* sa théorie générale de la formation des airs et des vapeurs. Suivant cette théorie, l’air pur, l’air fixe, et généralement tous les airs et toutes les vapeurs, doivent leur état aéri forme à la grande quantité de chaleur qui y est combinée;

l’air pur paraît surtout la renfermer en grande abondance; il l’abandonne presque en entier lorsqu’il passe à l’état concret, dans la calcination des métaux et dans les combustions du soufre, du phosphore, etc., mais il en retient une partie considérable dans l’état d’air fixe.

L’absorption de l’air pur par l’air nitreux fait une exception à cette théorie générale des combinaisons de l’air pur: la quantité de chaleur dégagée dans cette combinaison particulière est très petite, et incomparablement moindre que celle qui se développe dans l’absorption d’un pareil volume (l’air pur par le phosphore; il faut donc supposer dans l’acide nitreux, et conséquemment dans le ni tre, une grande quantité de chaleur combinée, qui doit reparaître tout entière dans la détonation de cette substance, et c’est en effet ce que donne l’ex périence.

En distillant le nitre, M. Berthollet est parvenu à convertir en air pur presque tout l’acide nitreux qu’il renferme. Ce savant chimiste a, de plus, observé que, dans la détonation du nitre avec le char bon, une grande partie de son acide se change en air fixe. Or une once de nitre renferme environ 3 gros deux tiers d’acide nitreux; en supposant donc que cet acide soit tout air pur, et qu’il soit tout entier converti en air fixe, on trouve, d’après les ré sultats précédents sur la combustion du charbon, qu’une once de nitre, en détonant avec le charbon, doit fondre 13 onces et demie de glace: l’expérience

ne nous a donné que 12 onces de glace fondue; mais, si l’on fait attention à l’incertitude des éléments dont nous sommes partis et aux erreurs inévitables dans les expériences, on verra qu’il n’est pas possible d’établir un plus parfait accord entre ces résultats. On peut donc ainsi concevoir le phénomène de la détonation du nitre : l’air pur renfermé dans cette substance s’y est combiné sans un dégagement très sensible de chaleur; il doit, par conséquent, occasionner un froid peu considérable en reprenant son état aériforme ; a mesure qu il le reprend, la base de l’air fixe que contient le charbon s’en empare et le convertit en air fixe; il doit donc se développer, dans cette circonstance, une quantité de chaleur à peu près égale a celle qui se dégage dans la combinaison directe du charbon avec l’air pur. Le froid occasionné par le passage de l’air pur à l’état aériforme, dans la détonation du nitre* produit une petite différence entre ces quantités de chaleur, et cette différence est égale à la quantité de chaleur que dégage 1 air pur en se combinant dans l’acide nitreux; on pourrait la déterminer par l’expérience précédente, si les éléments dont nous sommes partis étaient exacts, et l’on trouverait que, dans la combinaison d’une once d’air pur, pour former l’acide nitreux, la quantité de chaleur qui se développe peut fondre 3 onces et demie de, glace, mais ces éléments sont trop incertains pour pouvoir ainsi déterminer, avec précision, cette quantité de chaleui. Quoi

qu’il en soit, on peut conjecturer avec vraisemblance que le nitre doit à la chaleur qui y est combinée sa propriété de détoner avec les substances qui peuvent s’unir à l’air pur, propriété que n’ont point d’autres substances, telles que les sels phosphoriques, qui cependant renferment une grande quantité du même air, mais qui ne se combinent avec lui qu’en dégageant une chaleur considérable.

Pour déterminer les altérations que la respiration des animaux occasionne à l’air pur, nous avons rempli de ce gaz la cloche I* de l’appareil précédent, et nous y avons introduit différents cochons u'Inde, à peu près de la même grosseur que celui qui nous avait servi dans notre expérience sur la chaleur animale: dans une de ces expériences, la cloche renfermait, avant que l’on y mît le cochon d’Inde, 248 pouces, 01 d’air pur; cet animal y est resté x>endant une heure et un quart; pour l’introduire sous la cloche, nous l’avions fait passer à travers le mercure; nous l’en avons retiré de la même manière, et, après avoir laissé refroidir l’air intérieur jusqu’au degré de température de l’atmosphère, son volume a été un peu diminué et s’est réduit à 240 pouces, 25; enfin, après avoir absorbé l’air fixe par l’alcali caustique, il est resté 200 pouces, 5G d’air. Dans cette expérience, il y a eu 45 pouces, 62 d’air pur altéré, et 37 pouces, 96 d’air fixe produit, en faisant la correction due h la petite quantité d’air fixe que renfermait l’air déplilogistiqué de la cloche. 8i l’on désigne par l’unité le

volume de l’air pur altéré, 0,814 sera son volume diminué par la respiration; dans la combustion du charbon, le volume de l’air est diminué dans le rapport de 1 à 0,74828; cette différence peut tenir, en partie, aux erreurs de mesures, mais elle dépend encore d’une cause que nous n’avions pas soupçonnée d’abord, et dont il est bon d’avertir ceux qui voudront répéter ces expériences.

Pour rendre la cloche stable dans la cuvette, nous avons un peu élevé le mercure intérieur au-dessus du niveau du mercure extérieur: or, en introduisant l’animal et en le retirant de dessous la cloche, nous avons observé que l’air extérieur pénétrait un peu dans l’intérieur, le long du corps de l’animal, quoique plongé en partie dans le mercure; ce fluide ne s’applique pas assez exactement contre la surface des poils et de la peau pour empêcher toute communication entre l’air extérieur et l’air intérieur de la cloche; ainsi l’air doit paraître moins diminué par la respiration qu’il ne l’est en effet.

Le poids de l’air fixe produit dans l’expérience précédente est de 26 grains, 572; d’où il suit que, dans l’intervalle de dix heures, l’animal aimait produit 212 grains, 576 d’air fixe.

Au commencemen de l’expérience, l’animal, respirant un air beaucoup plus pur que celui de l’atmosphère, formait, peut-être dans le même temps, une plus grande quantité d’air fixe; mais, sur la fin, il respirait avec difficulté, parce que l’air fixe, se déposant par sa pesanteur dans la partie infé-

rieuro de la cloche où était l’animal, en chassait l’air pur, qui s’élevait au haût de la cloche, et probablement encore parce que l’air fixe est par luimême nuisible aux animaux. On peut donc supposer, sans erreur sensible, que la quantité d’air fixe produite est la même que si l’animal eût respiré dans l’air de l’atmosphère, dont la bonté est à peu près moyenne entre celles de l’air à la partie inférieure de la cloche, au commencement et à la fin de l’expérience.

Nous avons ensuite déterminé directement la quantité d’air fixe produite par un cochon d’Inde, lorsqu’il respire l’air même de l’atmosphère; pour cela, nous en avons mis un sous un bocal à traver ; lequel nous avons établi un courant d’air atmosphérique; l’air, comprimé dans un appareil fort commode pour cet objet, entrait sous le bocal par un tube de verre, et en ressortait par un second tube recourbé, dont la partie concave plongeait dans le mercure, et dont l’extrémité inférieure aboutissait dans un flacon rempli d’alcali caustique; il en sortait ensuite par un troisième tube, qui luimême aboutissait dans un second flacon plein d’alcali caustique, et de là il se répandait dans 1 atmosphère: l’air fixe formé par l’animal dans l’intérieur de la cloche était retenu, en grande partie, par l’alcali caustique du premier flacon, et celui qui échappait à cette combinaison était absorbé par l’alcali du second flacon l’augmentation du poids des flacons nous faisait connaître le poids de l’air

fixe qui s’y était combiné: dans l’intervalle de trois heures, le poids du premier fiacon a augmenté de 63 grains; celui du second flacon a augmenté de 6 grains; ainsi le poids total des deux flacons a augmenté de 71 grains: en supposant cette quantité d’air fixe uniquement due à la respiration de l’animal, il aurait, pendant dix heures, formé 236 grains, 667 d’air fixe, ce qui diffère d’un neuvième environ du résultat de l’expérience précédente; cette différence peut tenir à la différence de grosseur et de force des deux animaux; et à leur état momentané durant l’expérience.

Si les vapeurs de la respiration, emportées par le courant d’air, se fussent déposées dans les flacons, l’augmentation du poids de l’alcali caustique n’aurait pas donné la quantité d’air fixe produite par l’animal; c’est pour obvier h cet inconvénient que nous avons employé un tube recourbé, dont la partie concave plongeait dans le mercure; les vapeurs de la respiration se condensaient contre les parois de cette partie du tube, et se rassemblaient dans sa cavité, en sorte qu’à son entrée dans le premier flacon l’air n’en était pas sensiblement; chargé, car la transparence de la partie du tube qui descendait dans le flacon n’a point été altérée; on peut donc supposer que, si le poids des flacons a été augmenté par ces vapeurs, cette augmentation a été compensée par l’évaporation de l’eau de l’alcali qu’ils renfermaient. On pouvait craindre encore qu’une partie de l’air fixe qui était

combiné ne fût. due à l’air même de l’atmosphère; pour nous rassurer à cet égard, nous avons répété la même expérience, en ne mettant point de cochon d’Inde sous le bocal; il n’y a point eu alors d’augmentation dans le poids des flacons; celui du second flacon a diminué de 4 ou 5 grains, sans doute par l’évaporation de l’eau de son alcali.

Une troisième expérience faite sur un cochon d’Inde, dans l’air déphlogistiqué, nous a donné 220 grains pour la quantité d’air fixe produite en dix heures.

En prenant un milieu entre ces expériences et quelques autres semblables, faites sur plusieurs cochons d’Inde, tant dans l’air déphlogistiqué que dans celui de l’atmosphère, nous avons évalué à 224 grains la quantité d’air fixe produite en dix heures par le cochon d’Inde que nous avons mis en expérience dans une de nos machines pour déterminer sa chaleur animale.

Comme ces expériences ont été faites à la température de 14 ou 15 degrés, il est possible que la quantité d’air fixe produite par la respiration soit un peu moindre qu’à la température de zéro degré, qui est celle de l’intérieur de nos machines; il faudrait donc, pour plus d’exactitude, déterminer les produits d’air fixe à cette dernière température; c’est une attention que nous nous proposons d’avoir dans les nouvelles expériences que nous ferons sur cet objet.

Les expériences précédentes sont contraires à

ce que MM. Scheele et Priestley ont avancé sur les altérations de l’air pur par la respiration des animaux. Elle produit, suivant ces deux excellents physiciens, très peu d’air fixe, et une grande quantité d’air vicié, que ce dernier a désigné sous le nom d’air « phlogistiqué » ; mais, en examinant avec tout le soin possible, par un grand nombre d’expériences, l’effet de la respiration des oiseaux et des cochons d’Inde sur l’air pur, nous avons constamment observé que le changement de ce gaz en air fixe est l'altération la plus considérable qu’il reçoit de la respiration des animaux. En faisant respirer une grande quantité d’air pur par des cochons d’Inde, et en observant, au moyen de l’alcali caustique, l’air fixe produit par leur respiration, en faisant ensuite respirer le résidu de l’air par des oiseaux, et absorbant de nouveau, par l’alcali caustique, le nouvel air fixe qui s’était formé, nous sommes parvenus à convertir ainsi en air fixe une grande partie de l'air pur que nous avions employé: ce qui restait d’air avait il peu près la môme bonté qu’il devait avoir dans la supposition où le changement de l’air pur en air fixe est le seul effet de la respiration sur l’air. Il nous paraît donc certain que, si la respiration produit d’autres altérations il l’air pur, elles sont peu considérables, et nous ne doutons point que les physiciens qui, avec de grands appareils à mercure, feront les mêmes expériences, ne soient conduits au même résultat.

On a vu précédemment que, dans la combustion

du charbon, la formation d’une once d’air fixe peut fondre 2f> onces, G92 de glace; en partant de ce résultat, on trouve que la formation de 224 grains d’air fixe doit en fondre 10 onces, 38, Celte quantité de glace fondue représente conséquemment la chaleur produite par la respiration d’un cochon d’Inde durant dix heures.

Dans l’expérience sur la chaleur animale d’un cochon d’Inde, cet animal est sorti de notre machine à peu près avec la même chaleur avec laquelle il y était entré; car on sait que la chaleur intérieure des animaux est toujours à peu près la même: sans renouvellement continuel de sa chaleur, toute celle qu’il avait d’abord se serait insensiblement dissipée, et nous l’aurions retiré froid de l’intérieur de la machine, comme tous leâ corps inanimés que nous y avons mis en expérience; mais ses fonctions vitales lui restituent sans cesse la chaleur qu'il communique à tout ce qui l’environne, et qui, dans notre expérience, s’est répandue sur la glace intérieure dont elle a fondu 13 onces en dix heures. Cette quantité de glace fondue représente donc fi peu près la chaleur renouvelée dans le même intervalle de temps par les fonctions vitales du cochon d’Inde: il faut peut-être la diminuer d’une ou deux onces, ou môme davantage, par cette considération que les extrémités du corps de l’animal se sont refroidies dans la machine, quoique l’intérieur du corps ait conservé à peu prss la même température: d’ailleurs, les humeurs que sa chaleur intérieure a

évaporées ont fondu, en se refroidissant, une petite quantité de glace, et se sont réunies à l’eau qui s’est écoulée de la machine.

En diminuant de 2 onces et demie environ cette quantité de glace, on aura la quantité fondue par l’effet de la respiration de l’animal sur l’air, or, si l’on considère les erreurs inévitables dans ces expériences et dans les éléments dont nous sommes partis pour les calculer, on verra qu’il n’est pas possible d’espérer un plus parfait accord entre ces résultats. Ainsi l’on peut regarder la chaleur qui se dégage, dans le changement de l’air pur en air flxe, par la respiration, comme la eanse principale de la conservation de la chaleur animale, et, si d’autres causes concourent à l’entretenir, leur effet est peu considérable.

La respiration est donc une combustion, à la vérité fort lente; mais d’ailleurs parfaitement semblable à celle du charbon; elle se fait dans l’intérieur des poumons, sans dégager de lumière sensible, parce que la matière du feu, devenue libre, est aussitôt absorbée par l’humidité de ces organes: la chaleur développée dans celte combustion se communique au sang qui traverse les poumons, et de là se répand dans tout le système animal. Ainsi l’air que nous respirons sert à deux objets également nécessaires à notre conservation; il enlève au sang la base de l’air fixe dont la surabondance serait très nuisible; et la chaleur (pie cette combinaison dépose dans les poumons répare la

perte continuelle de chaleur que nous éprouvons de la part de l’atmosphère et des corps environnants.

La chaleur animale est à peu près la même dans les différentes parties du corps; cet effet paraît dépendre des trois causes suivantes: la première est la rapidité de la circulation du sang, qui transmet promptement jusqu’aux extrémités du corps la chaleur qu’il reçoit dans les poumons; la seconde cause est l’évaporation que la chaleur produit dans ces organes, et qui diminue le degré de leur température; enfin, la troisième tient à l’augmentation observée dans la chaleur spécifique du sang, lorsque, par le contact de l’air pur, il se dépouille de la base de l’air qu’il renferme; une partie de la chaleur spécifique développée dans la formation de l’air fixe est ainsi absorbée par le sang, sa température restant toujours la même, mais, lorsque dans la circulation, le sang vient à reprendre la base de l’air fixe, sa chaleur spécifique diminue, et il développe de la chaleur; et comme cette combinaison se fait dans toutes les parties du corps, la chaleur qu’elle produit contribue à entretenir la température des parties éloignées des poumons, à peu près au même degré que celle de ces organes. Au reste, quelle que soit la manière dont la chaleur animale se répare, celle que dégage la formation de l’air fixe en est la cause première; ainsi nous pouvons établir la proposition suivante: « Lorsqu’un animal est dans un état

permanent et tranquille; lorsqu’il peut vivre pendant un temps considérable, sans souffrir, dans le milieu qui l’environne; en général, lorsque les circonstances dans lesquelles il se trouve n’altèrent point sensiblement son sang et ses humeurs, de sorte qu’après plusieurs heures le sytème animal n’éprouve point de variation sensible; la conservation de la chaleur animale est due, au moins en grande partie, à la chaleur que produit la combinaison de l’air pur respiré par les animaux avec * la base de l’air fixe que le sang lui fournit. »

La méthode qui vient de nous conduire à ce résultat est indépendante de toute hypothèse, et c’est là son principal avantage; soit que la chaleur vienne de l’air pur, soit qu’elle vienne des corps qui se combinent avec lui, on ne peut douter que, dans la combinaison de l’air pur avec la base de l’air fixe, il ne se développe une quantité considérable de chaleur; cette combinaison présente, relativement à la chaleur, des phénomènes entièrement semblables à ceux que nous offrent beaucoup d’autres combinaisons chimiques, et, en particulier, celle de l’eau avec la chaux vive; et, ce qui rend l’identité plus parfaite, c’est que dans cette dernière combinaison, il y a dégagement de lumière. En comparant la chaleur dégagée par la combustion du charbon avec la quantité d’air fixe qui se forme dans cette combustion, on a la chaleur dé veloppée dans la formation d’une quantité donnée d’air fixe; si l’on détermine ensuite la quantité

d’air fixe qu’un animal produit dans un temps donné, on aura la chaleur qui résulte de l’effet de sa respiration sur l’air; il ne s’agira plus que de comparer cette chaleur avec celle qui entretient sa chaleur animale, et que mesure la quantité de glace qu’il fond dans l’intérieur de nos machines; et, si comme nous l’avons trouvé par les expériences précédentes, ces deux quantités de chaleur sont à peu près les mêmes, on peut en conclure directement et sans hypothèse que c’est au changement de vl’air pur eu air fixe, par la respiration, qu’est due, au moins en grande partie, la conservation de la chaleur animale. Nous nous proposons de répéter et de varier ces expériences, en déterminant les quantités de chaleur renouvelées par diverses espèces d’animaux, et en examinant si, dans tous, cette quantité de chaleur est constamment proportionnelle aux quantités d’air fixe produites par la respiration: les oiseaux paraissent préférables aux quadrupèdes pour ce genre d’expériences, en ce qu’ils forment, dans le même temps, et h volume égal, une plus grande quantité d’air fixe; ainsi, par exemple, nous avons observé que deux moineaux francs consomment fi peu près autant d air pur qu’un cochon d’Inde.

Pour compléter cette théorie de la chaleur animale, il resterait a expliquer pourquoi les animaux, quoique placés dans des milieux de température et de densités très différentes, conservent toujours à peu près la même chaleur, sans cependant con-

vertir en air fixe, des quantités d’air pur proportionnelles à ces différences; mais l'explication de ces phénomènes tient à l’évaporation plus ou moins grande des humeurs, à leur altération,- et aux lois suivant lesquelles la chaleur se communique des poumons aux extrémités du corps; ainsi nous at tendrons, pour nous occuper de cet objet, que l’analyse, éclairée par un grand nombre d’expérien ces, nous ait fait connaître les lois du mouvement de la chaleur dans les corps homogènes, et dans ses passages d’un corps à un autre d’une nature différente.

La chimie moderne nous a fait connaître qu’indépendamment de l'air que nous respirons il existe dans la nature beaucoup de fluides qui ont un grand rapport avec lui par leurs qualités apparentes. Comme l’air de l’atmosphère, ils sont transparents et sans couleur; comme lui, ils sont dilatables, élastiques et compressibles; comme lui, ils ont une transparence et une fluidité si parfaites, qu’ils échapperaient aux sens de la vue et du toucher, si la possibilité de les contenir dans des vaisseaux, et la résistance qu’ils apportent aux mouvements des corps n’avertissaient de leur présence. Mais, si ces fluides ont une ressemblance trompeuse avec l’air de l’atmosphère par les qualités extérieures, et qu’on peut regarder comme physique, ils en diffèrent essentiellement par leurs qualités chimiques: les uns ne sont autre chose que des acides ou des alcalis en vapeurs; les autres sont des subs-

(1) Recueil des Mémoires de Lavoisier, t. III, p. 13. — Mémoire lu à la Société de Médecine en 1785. On y a fait depuis quelques changements (Note du Recueil).

tances neutres, d’une nature très singulière; d’autres, enfin, sont encore absolument inconnus.

Des recherches plus approfondies sur la nature des lluides aériformes ont fait connaître que c’était au calorique qui entrait dans leur composition qu’ils devaient leur fluidité; que toutes ces substances volatiles, soit liquides, soit concrètes, étaient susceptibles de se vaporiser, de se fluidifier, à un certain degré de chaleur; que le baromètre, parexemple, étant h 28 pouces, c’est-à-dire à sa hauteur moyenne, l’eau prenait l’état aériforme à une chaleur de quatre-vingts degrés, l’alcool à soixantesix, l’éther à trente-deux, etc., que ces liquides, ainsi transformés en fluides, pouvaient être transvasés de l’un dans l’autre, et se prêter à toutes les expériences qu’on peut faire sur l’air de l’atmosphère, sur l’air vital, et en général sur tous les fluides respirables.

L’état de fluidité n’est donc qu’une manière d’être des corps, et le mot fluide n’est qu’une expression générique, qui caractérise, non pas une espèce, mais une classe de corps.

Ces considérations générales pouvaient déjà porter à croire que l’air de l’atmosphère n’était point une substance simple, qu’il devait être, au contraire, un mélange de toutes les substances sus ceptibles de prendre l’état aériforme au degré de chaleur et de pression dans lequel nous vivons, et l’expérience a confirmé ce que l’analogie faisait supposer. La chimie moderne a osé entreprendre

l’analyse de l’air de l’atmosphère, et elle est parvenue à reconnaître qu’il est composé de 25 parties environ d’un air éminemment propre à la respiration, et qu’on connaît aujourd'hui sous le nom d’air vital, et de 75 parties d’un fluide méphitique, .absolument incapable d’entretenir la combustion des corps et la respiration des animaux. Ce fluide est connu, dans la nouvelle nomenclature, sous le nom de gaz azote. En parlant de cette proportion de 75 parties de gaz azote contre 25 d’air vital, on trouve, pour le nombre de pouces cubes de chacun des deux fluides dont le pied cube d’air atmosphérique est composé, les quantités suivantes:

Pouces

Air vital 432

Gaz azote 1296

Total 1728, ou un pied cube

Pour exprimer en poids ces mêmes quantités, je me suis assuré par des expériences nombreuses, dont je rendrai compte ailleurs, que, le baromètre étant de 28 pouces, c’est-.Vdiit* h sa hauteur moyenne, et le thermomètre de Péaumur à 10 degrés,

Once Gros Grain

Le pied cube d’air atmosphérique pèse. 12 3

d’air vital 1 4 12

de gaz azote 1 2 48

D’où il suit qu’un pied cube d’air atmosphérique est composé comme ci-après:

Pouces Onces Gros Grains

Air vital 432, pesant. . » 3 3

Gaz azote .... 1296, pesant. . 1 » »

Total . . 1728 ~ï 3 3~

De ces différentes substances qui entrent dans la composition de l’air de l’atmosphère, l’air vital est la seule qui soit nécessaire au maintien de la respiration, le gaz azote n’y concourt !en rien, si bien qu’on pourrait môme substituer à ce gaz un autre fluide méphitique. Pourvu que ce fluide n’eût point de qualité irritante et délétère, pourvu qu’il ne fût mêlé avec l’air vital que dans les proportions de soixante et douze parties sur cent, il résulterait de cette combinaison un fluide aussi salubre, aussi respirable que l’air de l’atmosphère.

Telles sont les connaissances que la physique et la chimie peuvent donner ;i la médecine, sur la constitution de l’air que nous respirons. Mais quelles sont les altérations qui arrivent à ce même air dans les circonstances différentes de la vie ? Quelle est leur influence sur les organes de la respiration ? Quel désordre peut-il, en résulter dans l’économie animale ? Quels sont les moyens de les prévenir ou d’y remédier ? C’est l’effet du travail que j’ai entrepris, et dont je rendrai successivement compte dans plusieurs mémoires.

C’est un fait bien anciennement reconnu que les animaux qui respirent ne peuvent vivre qu’un temps limité dans une quantité donnée d’air de l’atmosphère; bientôt ils y languissent, ils s’y assou-

pissent; ce sommeil, d’abord paisible, est suivi d’une grande agitation; la respiration devient pénible et précipitée, et les animaux meurent dans des mouvements convulsifs. Ces accidents se succèdent plus ou moins rapidement, suivant que la quantité d air dans laquelle les animaux sont renfermés est plus ou moins grande, relativement à leur volume et à celui de leur poumon; la vigueur de l’animal contribue aussi à prolonger un peu plus longtemps son existence; mais en partant d’une proportion commune, on a observé qu’un homme ne pouvait pas subsister plus d’une heure dans un volume d’air de cinq pieds cubes.

Pour bien connaître, le genre d'altération qui arrive à l’air, lorsqu’il. a été respiré ainsi par les animaux, j’ai introduit un cochon d’Inde sous une cloche de cristal renversée sur du mercure; elle contenait 248 pouces cubiques d’air vital. Je l’y ai laissé pendant une heure et un quart; au bout de ce temps, je l’ai retiré de la même manière qu’il y avait été introduit, c’est-à-dire en le faisant passer par le mercure. Je ne me suis pas aperçu que ces deux passages l’eussent aucunement incommodé.

Pour rendre les comparaisons plus faciles, je supposerai que la quantité d’air vital dans lequel le cochon d’Inde a ainsi séjourné fût d’un pied cube ou de 172S pouces cubiques, etTje rapporterai, par calcul, les résultats à ce volume. Lorsque ce cochon d’Inde a été retiré de dessous la cloche, les

1728 pouces cubiques d’air vital se sont trouvés réduits à 1G72 trois quarts; il y avait donc eu une diminution de volume de 55 pouces un quart; il s’était formé en même temps 229 pouces et demi d’acide carbonique, ce dont je me suis assuré en introduisant de l’alcali caustique sous la cloche; enfin, les 1443 pouces un quart restant étaient encore de l’air vital fort pur.

En convertissant ces volumes en poids, on aura, pour les quantités d’air restantes sous la cloche, après que l’animal en a été retiré:

Onces Gros Grains

Air vital 1 2 10 2/3

Acide carbonique » 2 15 1/3

Total .... 1 4 26

L’air dans cette expérience, a été diminué d’environ un trente- deuxième de son volume, mais il a augmenté de pesanteur absolue; d’où il résulte évidemment, 1° que l’air extrait quelque chose du poumon pendant l’acte de la respiration; 2° que la substance extraite, combinée avec Pair vital, forme de l’acide carbonique; or on sait qu’il n’y a que la matière charbonneuse qui ait cette propriété, l’air, par l’acte de la respiration, extrait donc du poumon une matière véritablement charbonneuse.

Mais il est à considérer que cette augmentation de poids, qui ne paraît être que de 13 grains deux tiers, est réellement beaucoup plus considérable qu’on ne la croirait d’abord; en effet, dans l’expé-

rience que je viens (le rapporter, il n’y a eu que 229 pouces et demi d’acide carbonique formé; or, d’après les résultats très exacts que j’ai discutés ailleurs, 100 parties d’acide carbonique en poids sont composées de 74 parties d’air vital et de 2(5 de charbon. Les 229 pouces et demi d’acide carbonique contenaient donc:

G rains

Air vital 117,90

Charbon 41,43

Les 117 grains 9 d’air vital reviennent, en pouces cubes, à 232 pouces un tiers.

Si donc il n’y avait eu d’air vital employé qu’à faire de l’acide carbonique, la quantité restante, après l’opération, aurait dû être de. . . . 1728 — 232 2/3 = 1495 1/3

Elle ne s’est trouvée que de 1443 1/4

Déficit 52 1/12

Il est donc évident qu’in dépendamment de la portion d’air vital qui a été convertie en acide carbonique, une portion de celui qui est entré dans le poumon n’en est pas ressortie dans le même état; et il en résulte qu’il se passe de deux choses l’une dans l’acte de la respiration, ou qu’une portion d’air vital s’unit avec le sang, ou bien qu’elle . se combine avec une portion d’hydrogène pour former de l’eau. Je discuterai, dans d’autres mémoires, les motifs qu’on peut alléguer en faveur de

chacune de ces opinions; mais, en supposant, comme il y a quelque lieu de le croire, que la dernière soit préférable, il est aisé, d’après l’expérience ci-dessus, de déterminer la quantité d’eau qui se forme par la respiration, et la quantité d’hydrogène qui est extraite du poumon. En effet, puisque, pour former 100 parties d’eau, il faut employer 85 parties environ en poids d’air vital et 15 de gaz hydrogène, il en résulte qu’avec les 52 pouces un douzième d’air qui se sont trouvés manquer, il a dû se former 31 grains un neuvième d’eau, et qu’il s’est dégagé du poumon du cochon d’Inde 4 grains deux tiers d’hydrogène.

La même expérience, répétée dans l’air commun, donne des résultats analogues: diminution du volume de l’air; augmentation de poids absolu; formation d’acide carbonique et d’eau; dégagement de matière charbonneuse et d’un peu d’hydrogène qui est enlevé du poumon par l’acte de la respiration; mais le gaz azote, 'qui reste, et qui se mêle avec l’acide carbonique et une portion d’air vital non consommée, complique le résultat. En conséquence, lorsqu’un pied cube d’air atmosphérique a été respiré autant qu’il le peut être, et que les animaux ne peuvent plus y demeurer sans courir le risque d’y perdre en quelques instants la vie, il est composé à. peu près comme il suit, par chaque pied cube, je dis à. peu près, car il se trouve de grandes variétés, surtout dans la quantité d’acide carbonique. Il contient:

Air vital.

Gaz acide carbonique .

Gaz azote

Total . .

Ce qui donne en poids :

Air vital

Gaz acide carbonique Gaz azote. •

Total . . .

Je dois avertir que tous ces résultats ont été déterminés sur de l’air de la respiration, après qu’il avait été refroidi et qu’il avait déposé Y humidité surabondante dont il est chargé en sortant du poumon.

Dans l’expérience faite sur le cochon d’Inde renfermé dans de l’air vital, et que je viens de rapporter, je m’étais aperçu que cet animal souffrait considérablement à la fin de l’expérience; cependant on a vu qu’il n’y avait encore qu’une très petite portion d’air qui fût viciée, c’est-à-dire convertie en acide carbonique, et quoi restait beaucoup plus d’air vital qu’il n’en fallait pour constituer un air salubre; cette circonstance avait déjà été observée par Priestley; mais l’objet que je me suis proposé dans ce mémoire a exigé que je répétasse une partie de ses expériences. C est toujours sur des cochons d’Inde que j’ai^ principalement opéré; l’air vital que je leur faisais respirer était

Pouces

Onces Gros Grains

à peu près pur, et ne contenait que cinq à six parties de gaz azote sur cent. Quoique les animaux vécussent beaucoup plus longtemps dans un volume de cet air qu’ils ne l’auraient fait dans un pareil volume d’air atmosphérique, ils y périssaient cependant longtemps avant qu’il fût complètement vicié; pour reconnaître la cause de ce phénomène, Bucquet, qui a bien voulu concourir à quelquesunes de mes expériences, a fait l’ouverture de plusieurs cochons d’Inde qui y avaient été soumis et qui en avaient été les victimes.

Ils lui ont paru morts d’une fièvre ardente et d’une maladie inflammatoire. Leurs chairs, à l’inspection, étaient fort rouges; le cœur était livide, gorgé de sang, surtout le ventricule et l’oreillette droits; le poumon était très flasque, mais très rouge, même au dehors, et très gorgé de sang.

Nous en avions conclu que l’air salubre consiste en une juste proportion entre l’air vital et le gaz azote, et qu’il est important, pour les animaux qui respirent, que cette proportion, qui est de 25 parties environ d’air vital sur 75 de gaz azote, ne varie pas beaucoup, ni en dessus ni en dessous; mais, depuis, nous avons reconnu, Seguin et moi, qu’un air dans lequel il entre une beaucoup plus petite proportion d’air vital est encore respirable, et que les accidents que les animaux éprouvent, longtemps avant d’avoir consommé tout l’air vital contenu dans l’air qu’ils respirent, tiennent à la qualité irritante de l’acide carbonique qui se forme. Les

expériences que nous rapporterons, sur cet objet, dans la suite de ces mémoires, ne laisseront aucun doute à cet égard. • • -, • • •

Puisque Pair de l’atmospliére ne peut entretenir que pendant un certain temps la vie des animaux qui le respirent, puisqu’il s’altère à mesure qu’il est respiré, on peut en conclure que la salubrité do l’air doit être plus ou moins diminuée dans les salles de spectacle, dans les lieux d’assemblées publiques, dans les salles des hôpitaux, dans tous les endroits où un grand nombre de personnes sel rassemblent, surtout si l’air y circule lentement et difficilement.

Il m’a paru intéressant de déterminer jusqu’à quel point allait cette altération: pour y parvenir, j’ai choisi à l’hôpital général le dortoir le plus bas, celui où un plus grand nombre de personnes se trouvait rassemblé dans un espace étroit, .enfin celui qui, sous ce point de vue, m’a paru le plus malsain; je m’y suis transporté à la pointe du jour et avant l’heure où on en; fait l’ouverture; je m’v suis introduit à l’instant où la porte a été ouverte, et j’ai recueilli deux flacons de l’air de cette salle, l’un pris dans le bas, c’est-à-dire jusqu’au niveau du plancher inférieur, l’autre dans la partie haute et le plus près de ce que j’ai pu du plancher supérieur. Le premier de ces deux airs, celui qui avait été pris dans le bas, n’était que médiocrement altéré; il s’est trouvé contenir, sur cent parties en volume :