PHYSIQUE

§ I. — objet, moyens d'eiploralion et différentes parties de la physique.

La science mathématique et Tastronomie ne considèrent que les phénomènes de forme et de mouvement qui, nonseulement, se retrouvent dans tous les corps, mais qui jouissent de cette propriété caractéristique d'y être indépendants de tous les autres phénomènes, de telle sorte qu'ils peuvent être étudiés, abstraction faite du reste. Quand nous ne pouvons observer les corps que par le sens de la vue, comme dans le cas des astres, les phénomènes de forme et de mouvement sont les seuls qui demeurent appréciables. Mais quand les corps sont entièrement à notre portée, ils nous offrent, en outre, un certain nombre d'autres phénomènes généraux, toujours de même nature d'un corps à l'autre, et différents seulement par le degré. Ces phénomènes se répartissent en un certain nombre de classes en relation avec l'une des sensations différentes qui nous révèlent l'existence de la matière.

La physique est la science qui étudie les propriétés générales des corps, et, par ce mot de propriété, il ne faut entendre qu'un ensemble de phénomènes de même nature, et, par suite, compris dans une même classe. La physique vient après la mathématique et dépend d'elle, parce que les phénomènes qu'elle étudie sont modifiés par ceux de la forme et du mouvement: c'est ainsi, par exemple, que l'état de lumière et de chaleur d'un corps, dans telles circonstances données, dépend généralement de sa forme et de son repos ou de son mouvement. Aussi les lois physiques, plus compliquées, plus difficiles à établir que les lois mathématiques les supposent

et s'appuient sur elles.

Si lOis divisons un corps en ne certain nombre de parties, nous retroBYons dans chaciine d'elles tontes les propriétés du corps lui-même. Mmm .«hmmi liinsl conduits à attribuer les propriétés générales de la matière aux derniers atomes que nous puissions concevoir, et dont nous k supposons Itamée^; itoiati fw mm éd^mm regarder ^^comiM. indivl. sibles, sans faoi aousarrîvârions à des propriétés sans corps, à des phénomènes sans siège.

Dm» Xilat actuel de la science, la physique comprend cinq jMrtfes qui, dans Tordre de leur complication et de leur perfection relative, étudient : la pesanteur, la chaleur, la lumière, le son et rélectricité. Le but de cette étude est tou- Jours de trouver les lois qui régissent les phénomènes dont Fensemble est représenté par cesciji||iMprlétésdiirérentes. Et cmnie Feiifiliatnfiiifint connu ûm faits particuliers doit toujours aboutir & les faire prévoir, les théories physiques doivent inalement faire connaître, indépendamment de toute evipérience directe et immédiate, quel est Fétat de pesanteur, de chaleur, de luiilère, de sonorité et d'électricité d'un corps d'après les clnsinitances dans lesqueies U se trouve placé. Si un tel résultat est rarement atteint, cela tient seulement à Fimperfection de la science, et non à ce que telle n*en est pas la destination nécessaire.

B'après la complication des recherches physiques, si supérieure ^ celle des recherches mathématiques et astrono- .Blines, eies ne pourraient guère aboutir si Faccroissement des obstacles n'était compensé, jusqu'à un certain point, par celui des moyens d'exploration.

L'observation proprement dite» bornée en astronomie à un seul sens, reçoit alors toute l'extension possible puisque nous pouvons y employer tous nos sens. Mais la plus puissante ressource de la physique est remploi de l'expérience. Le caractère prqpre de celle-ci est de placer les corps dans des circonstaaiMi artiiclelles, expressément Instituées pour

LA PHHiOSOFHl» PJITlïlELLE. t7t

cotaminer la mafiïlie des phénomènes^ eft permettre ainsi tf apprécier isolément et successivement Finfluence, sur eux, de chacune des circonstances qui les déterminent.

Conjointement avec Fosage étendu e* fécond des méthodes expérlmentate, la physique comporte enc«r»une application, plus ou moin» complète, des méthodes analytiques. Cette application peut s'y présenter sous deux formes très-différentes, Fune directe, l'autre indirecte. La première a lieu quand la considération immédiate des phénomènes a permis d'y saisir une loi numérique qui devient la base de déductions analytiques: ainsi Fourier a créé la théorie mathématique de la répartition de la chaleur en la fondant entièrement sur le principe de Faction thermologique entre deux corps proportionnelle à la différence de leurs températures. Mais le plus souvent Fanalyse mathématique ne ^introduit en physique qulndlrectement, c'est-à-dire après que les phénomènes ont été d'abord ramenés par une étude expérimentale, plus ou moins difficile, à quelques lois géométriques ou mécaniques; et alors ce n'est point proprement à la physique que Fanalyse s'applique^ mais à la géométrie ou à la mécanique. Telles sont, au point de vue géométrique, les théorie» de la réflexion et de la réfraction, et^ au point de vue mécanique, l'étude de la pesanteur et celle d'une partie de l'acoustique.

Mtis, outre l'expérimentation et l'application de Fanalyse, il j a encore un puissant moyen d'exploration dont la physique comporte un fréquent usage. C'est Fartifice des hypothèses consistant à imaginer, quand il est trop difficile à découvrir directement, l'objet même de la recherche, qui est toujours la loi d'un phénomène; puis à vérifier si la supposition faite est exacte. La condition fondamentale que doit remplir toute bonne hypothèse est donc qu'elle soit susceptible d'une vérification positive, dont le degré de précision soit en harmonie avec celui que comporte l'étude des

lISUYI'lfeMK PARTIS

f taé&omèneâ correspuMliiii. Or, M Mt pour cela qu*elle fiippiee une loi, et non une cause première ou finale, un mode eoeiiel de production des piàmmènes : car alors, prétendant prononeer sur des questions insoluMeSt elle pe peut lunener que d*intermlnables discussions, sans rendre d'ailleurs aucun senrice réel et permanent Aussi de telles iiypothèses sont^lles irréfoeableinent éliminées par les progrès de la science; et i enwra certainement ainsi des fluides et des éthers imaginaires auxquels on rapporte encore les phénomènes de la chaleur, dq la lumière, de réiectricité et du magnétisme.

§ !• — Étude if la piailiir ou litrologio.

lA plus afiMée, la plus mathémiiqie, et, par suite, la plus parfaite de toutes les parties dont se compose la physique, est cdle qui apour objet l'étude de la pesanteur. Tous les corps nous présentent d'une manière continue les phénomènes qu'elle étudie, seulement ils sont statiques ou dynar miques, siifant que les corps sont en repos ou en mouvement Dans Fun et l'autre cas, il y a à considérer les modifications que présentent les phénomènes suivant l'état solide, liquide ou gaieux du corps considéré.

Le premier et le plus important de tous les théorèmes, concernant la pemleur, est que l'effort statique qu'elle produit «ur un corps, le poids de celui-ci en un mot, indépendant de sa forme, de ses dimensions, de l'état d'agrégation de ses particules, et des fadationsqui peuvent survenir dans leur composition Inthne, ne dépend que de son volume et de sa dWiace au centre de la terre. Le principe d'Archimèdo qu'un corps plongé dans un liquide y perd une partie de son poids égal à celui du liquide déplacé, fournit le meilleur moyen d'en déterminer la demUé^ c'esl-à-dire le poids de Funlté de volume. L'on peut alors, une fois qu'est connu pour un corps cecoefiicient spécifique, évaluer l'un par Tautre le piii ou le voluma

ia notion du centre de gravité fait rentrer immédiatement dans la mécanique rationnelle tous les problèmes relatifs à l'équilibre des corps pesants, en permettant de réduire à une force unique feffet de la pesanteur. D'abord, naturellement regardée comme constante, la véritable direction de cette force a pu être indiquée seulement par l'astronomie; et celle-ci, offrant des termes de comparaison propres à manifester et à mesurer l'angle des verticales, a démontré que cette direction variait d'un lieu à un autre, étant toujours normale à la surface du globe terrestre.

Tels sont, en aperçu, les effets statiques de la pesanteur sur les solides. Quant aux liquides, il faut d'abord remarquer que ni la fluidité mathématique, ni langoureuse incompressibilité qui les définissent en mécanique rationnelle, ne sont exactement vraies ; mais assez toutefois pour que, dans la plupart des cas réels, les phénomènes soient tels effectivement que si les corps étaient absolument incompressibles et parfaitement fluides.

Dans l'étude de leur équilibre, en supposant d'abord qu'il s'agisse d'une masse assez limitée pour que les verticales puissent être regardées comme parallèles , la recherche de la forme de la surface libre ne présente évidemment aucune diificulté; et toute celle de la question consiste dans la détermination des pressions exercées par le liquide en vertu de son poids contre les parois du vase qui le renferme. Or Stévln ayant démontré que la pression sur une paroi plane équivaut constamment au poids d'une colonne liquide verticale qui aurait pour base la paroi considérée et pour hauteur celle de la surface d'équilibre au-dessus du centre de gravité de cette paroi, l'analyse infinitésimale permet alors de calculer la pression exercée contre une portion définie arbitrairement d'une surface courbe quelconque. En cherchant la pression totale, supportée par l'ensemble d'un vase, l'on trouve qu'elle est toujours équivalente au poids du li-

fo.

171 DEmiiMi PAnrie.

ciilile isoiitenti ! niHi eelle i|ii wi menée nm le fUtids du ivm peut lu! êire trlto-iafiérteure » et toi û é'té le fameux paradoxe tle Stévfn*

M mesure générale dei prwnlons» conduiiant aussitôt à la IttéDfie complète de l*écîuillbre des corps flottants, redonne le princïpis i'ftrcàltiMe* H ramène Immédiatement la recierche des sitiiiioiu d'équilibre de ces corps à un prolilème de .géomélWi wuvent d'ailleurs fort difficlla Quant à Fétude des conditions de staWlité de cet équilibre, elle constitue une des appications les plus cdinpliquéeB de la dynamique des solidesk

liiii le cas d'une grande liiSBe liquide^ le problème de la tome de la surface libre rwtre dans celui de la figure générale, des piailles^ qui ne comporte encore d'autre solution rationnelle que la vériflcationi pour certaines formes, de leur coiiipatibillté avec l'équilibre. MaiHi d'après l'inégale densité par suite de l'inégale tiiipérature des points situés à la même distance du centre do la terre, l'équilibre de la tnasse fluide y vt «irtalnement llMpiSif ble ; et l'étude rationnelle des difera courants qui ont alors lieu doit évidemment présenter dinsurmontables diflîcultés. Au reste, les connatosances tant cencrètes qu'abstraites sur Téquillbre des grandes Maani liquides sont encore assez peu avancées pour que l'on ne sache à quoi attribuer, ni comment eipli|uer, les 'dlUreuces de hlfeau sûrement constities à l'isthme de Suez wtbe la Héditerrafflée et la mer Rongé, fet, à l'isthme de Panama, entre le grand Océan et llocéan Atlantique^

t'alr qui nous entoure ne pouvant * pas plus que les autres gai, être pesé, comme les solides et les liquides, sa pesanteur n'a été d'abord constatée que d'une manière indirecte, d'après la pression quil eiercot î^rricelll découvrit qu'elle soutenait les diflirents liquides à des hauteurs Inversement proportionnelles à leur densité, et donna ainsi le moyen de la mesurer. Il» pesanteur de l'air étant complètement démontrée et con-

hk PHILOSOPHIE NATURELLE.

ntto, leli inventions du baromètre et de la machine pneumatique furent la prompte et inévitable conséquence de cette importante découverta

La difl^rence essentielle des gaz et des liquides est que , ceux-4;i étant supposés incompressibles, leur densité est indépendante de la pression qu'ils supportent Dans les gaz^ qui sont fluides comme les liquides, mais, contrairement h eux, compressibles et élastiques, il en est tout autrement II y avait donc à chercher par quelle loi la densité et la pression sont alors liées* Mariotte en France. Boyle en Angleterre, découvrirent» presque en même temps, que les densités des gaz sont proportionnelles aux pressions qu'ils supportent Sans doute cette loi qui suppose les fluides élastiques toujours également compressibles, si fortement ou si faiblement qu'ils soient déjà comprimés, ne peut être rigoureusement vraie dans tous les cas. Mais, vérifiée, dans ces derniers temps, jusqu'à une pression de pi-ès de 3e atmosphères, elle est certainement d'une exactitude très-suflisante entre des limites comprenant presque tous les cas sur lesquels il nous importe d'être fixés.

Ainsi, et plus encore que l'océan, rensemble de l'atmosphère ne peut être réellement jamais dans un état d'équilibre rigoureux. Mais, en supposant cet équilibre par la pensée, ou en considérant l'équilibre partiel d'une colonne atmosphérique très-étroite et supposant la température constante, en conséquence de la loi de Mariotte, les densités et les pressions diminuent en progression géométrique pour des hauteurs croissantes en progression arithmétique. En réalité, l'abaissement de température des couches atmosphériques à mesure qu'elles sont plus élevées doit ralentir cette variation abstraite, en rendant chaque couche plus dense que ne le comporterait sa position, la température restant constante. La loi relative à la variation verticale des températures atmosphériques, qui peut être plus ou

ÉÈ tÊÊ'JÊk'

BMllftlIl PARTIE.

moins vrtisâfflblableiiieiit supposée mais non réellement Mime, serait clone néeessalre pour que Ton appréciât rl^ goureiisement les hauteurs correspondantes aux pressions obserfées. Aussi ce n'est Jamais qu^à défaut de déterminations géométri<]ueS| ou sous leur contrôle, qu'il convient d'appliquer rineénleix procédé de la mesure des liauteurs par le baromètre. Mais, sagement employé, il peut multiplier commodément nos renseignements généraux sur le relief du globe terrestre.

Telles sont, en aperçu , les lois générales de Féquîlibre des solides, des liquides et des gas. Mais, dans le cas des fluides, comprenant les liquides et les gai, par suite même de leur Imparfaite iuidité elles subissent, quand ils sont renfermés dans des tubes très-étroits, d'importantes modifications, désignées sous le nom d'efets capillaires. Ces effets consistent surtout dans une élévation, quelquefois changée en dépression, de la surface ordinaire d'équilibre, les hauteurs étant alors Inversement proportionnelles aux diamètres des différents tubes. Les phénomènes de capillarité, généralement attribués à une prétendue attraction ou force moléculaire, conçue comme plus ou moins analogue à la gravitation universelle, sont, à ce titre, compris dans l'étude de la pesanteur; mais c'est seulement en réalité parce qu'ils consistent dans une altération des lois de cette force qu'ils doivent former le complément de son étude.

Par suite de Faction de la gravité, les corps étant en repos nous offrent à étudier des poids et des pressions; en l'absence d'obitaeies ils prennent des mouvements dont nous avons maintenant à uo^us^ occuper.

En s'appujant sur la loi de la composition des mouvements qu'il avait découverte, Galilée démontra que, dans le mouvement produit par toute force constante, les espaces parcourus croissent comme les carrés des temps, et les vitesses proprtiosnellement aux temps. SI la pesanteur est, comme

LA PIIILOSOPBIB HATURELLBf i77

elle paraît être, une force constante, agissant toujours delà même manière sur les corps, soit qu'ils restent en repos soit qu'ils se meuvent, telles doivent être les relations entre l'espace, la vitesse et le temps dans la chute des corps. Il y avait donc à reconnaître s'il en était effectivement ainsi. C'est ce qu'ont fait voir et l'observation immédiate de la chute libre, et celle, plus facile et plus sûre, de la chute ralentie par un plan incliné. Le mouvement identique communiqué par la pesanteur à tous les corps, et seulement inégalement altéré de l'un à l'autre par la résistance de l'air, démontre en outre la proportionnalité des poids aux masses. L'ingénieuse machine, plus tard inventée par Atwood, qui donne le moyen de ralentir à volonté la chute, toujours laissée verticale, en obligeant une petite masse à en mouvoir une grande, permet de vérifier commodément, à tous les points de vue, les lois de la chute des corps.

Par suite de la découverte de la loi du mouvement simple produit par la pesanteur, tous les phénomènes relatifs au mouvement des corps pesants rentrent dans le domaine de la dynamique rationnelle. Quant à la translation des corps libres dans l'espace, Galilée lui-même établit la théorie du mouvement curviligne des projectiles, abstraction faite de la résistance de l'air. Et les seuls principes de la mécanique rationnelle ne pouvant évidemment faire découvrir la loi de cette résistance, on ajustement suppléé à leur insuffisance par des hypothèses dont les épreuves expérimentales ont jusqu'à présent d'ailleurs démontré l'imparfaite exactitude.

Quand chaque point du corps que la pesanteur met en mouvement doit rester sur une surface , ou sur une courbe donnée, il en résulte un pendule. La théorie de cet instrument, dans le second cas, a été complètement établie par Huyghens. Il a démontré que les oscillations cycloïdales étaient seules isochrones, mais que, très-petites, les oscillations circulaires pouvaient être également regardées comme

Ir

f7S .WtllfclfR MiTIR-

tdtea. iâm êaf^ m ûépmê alors (im de la lonfnrar du pendule et de Féiiergle de li gravité- La formate qui la donoe, s'établit d^aèord dans le cas du |>eûdïile simple, c'estr à-dlre ^diS' oeeiUations d'*ue point sais f oteme. On f amène ensuite à ee cts •oeliii d'im pendule réel, formé par un corps éÊ ÊgmtB fiuelcowiie, m j déterminant les points situé» en ligne droïtefiil oscillent comae s'ils conilitiialent nn pendule simple : le moiTenent de tons les autres étant accéléré ou .rutooli par solte- dO" tew liaison mntnelle. Videntité des oacillations des pendules de môme forme et de même longoenr, ni:aii' 'de' subitunitt' diiërilltes.* a confirmé (la théorie de cet iBStmmeit ne loto élaWie) la proportionnalité des poi'Cb dm iiiiML: Enin le pendii© a permis de mesurer directement la f ariatlon de l» gm?llô aui ditérente points de la surface de la terre 2 or la ïarittlon iini provient de la force centrifuge se déduisant aisément de la latitude du lieu, celle il«e produit la différence d'éloignement au centre de la terre a pu être alors connue, et par suite cette différence ellenoêrae. Le pendule nous prmel donc ainsi de multiplier commodément et à f olonté lea renseignements sur la figure deJa terre.

Quant an. monveaiiiiitdfli'iiiides, lemrs^ lois ne sont encore que très-peu connues. Il n*y a guère de démontré à ce sujet que la règle de Torricelli pour l'évaluation de la vitesse d'écoulement par un orifice supposé très-petit, de telle sorte que l'on puisse faire abstraction de sa forme et de sa grandeur : la vitesse est alors égale, dans le cas d'un niveau nvarlable, à celle d'un poids qui serait tombé de la hauteur du liquide au-^mos de l'orifice. Lea études expérimentales M'ont établi en outre que quelques données numérique» relatives aux liquides, et pour les gaz il n'y a encore presque rien de fait

LA ¥misam*m£ kakurelle.

§3. -Élude de la chaleur ou Ihermolofiic.

Après les fiMMmè&es de pesanteur, ceux de chaleur sont les fins généraux, les plus<ïommuns de tous les phénomènes physiqiues. A un instaiat quelconque , un corps est toujours à une température déterminée, et ce n'est que 4ane des circonstances artificielles, et pow peu de temps, qu'elle peut rester constamment la mêma

L'étude de la chaleur, iw 4h^mologie, se divise naturellement en deux parties distinctes : la théorie de réchauffement et du refroidissement ; puis celle des modifications qu'apportent dans les corps réchauffement ou le refroidissement qu'ils éprouvent.

Linfluence mutuelle de deux corps d'inégale température tend à les ramener à une température commune intermédiaire entre les deux primitives. Il y a dans Pôtude de cette action deux cas à distinguer, suivant que les coit)s agissent à distance ou bien au contact.

Dans le premier, la conmiunication directe de la chaleur. Incontestable puisqu'elle s'accomplit même dans le vide, a lieu en ligne droite : c'est donc à dire que, pour empêcher Taction thermologique entre deux points, c'est sur la ligne droite qui les joint qu'il faut placer les corps susceptibles d'absorber la chaleur. Ainsi que la lumière, la chaleur qu'envoie ua corps et qui est dite chaleur rayonnante se réfléchît en faisant un angle de réflexion égal à celui d^incidence. Quant aux réfractions de la chaleur, elles ne sont encore qu'imparfaitement connues.

L'intensité de l'action thermologique de deux corps plus ou moins éloignés dépend de trois conditions générales. Elle est d'abord évidemment diminuée quand leur distance augmente : on suppose habituellement que cette diminution a lieu en raison inverse du Cu*Té des distances. La loi de l'influence de la direction des surfaces soit du corps échauffant,

180 DBUXIÈII£ PARTIE.

soit du corps échauffé, est plus sûrement connue. Les expériences de Leslîe, coninmées par la théorie mathématique de la chaleur rayonnante créée par Fourier, ont établi que Fintensité de l'action varie proportionnellement aux sinus de Fangte que les rayons de chaleur forment avec chaque surface- Enfin, quand la différence de température entre le» ieix corps n'est pas très-grande, Fintensité du phénomène lui est exactement proportionnelle : la loi est différente et inconnue, quand les températures sont très-inégales.

Dans la propagation de la chaleur au contact , les tempéntures ne pouvant être fort inégales , la loi de la proportionnalité de Fintensité d'action et de la différence des températures peut être regardée comme l'expression exacte de la réalité» Telle est la seule loi certaine relative à ce cas de la communication de la chaleur.

Des corps d'inégale température agissant Fun sur l'autre, à distance ou au contact, d'après les lois indiquées ci-dessus, l'état de chacun deux, après un certain temps, dépend de trois nombres, ou coefficients, qui varient pour chaque coii)s, et doivent être déterminés pour chacun d'eux une fois pour toutes.

Les deux premiers sont relatifs à la propriété des corps désignée sous le nom de conductibilité et qui comprend deux propriétés très-différentes, appelées par Fourier pénétrabilité et perméabilité. La première déaigne, pour chaque corps, la faculté d'admettre par sa surface la chaleur extérieure, ou, en sens inverse, de laisser dissiper au dehors sa chaleur superficîelîa La seconde déaigne la facilité plus ou moins grande qu'un corps présente à propager graduellement dans rintérieur de sa masse les changements de chaleur survenus à 81 surface. Mais il ne serait possible qu'à des recherches trèa-délicates de distinguer, dans la conductibilité totale, les coelficieiite de pénéti*abilité. et ceux de perméabilité : aussi sont-ils encore inconnus.

LA PHILOSOPHIE NATURELLE. Igl

Enfin les différentes substances présentent encore cette particularité de consommer, soit sous le même poids, soit à volume égal, des quantités inégales de chaleur pour élever également leur température. Cette propriété est ce qu'on appelle la chaleur spécifique d'un corps. La première méthode employée pour la déterminer est due à Crawford , et dite méthode des mélanges. Elle consiste à comparer les unes aux autres les différences entre la température commune et les températures initiales de deux corps, pour des poids ou des volumes égaux des substances. Mais l'invention du calorimètre par Lavolsler et Laplace a fourni ensuite un moyen plus exact, et surtout bien plus général, pour déterminer les chaleurs spécifiques. Il consiste à évaluer directement la quantité de chaleur consommée par un corps dans une élé^ vation déterminée de sa température , d'après la quantité de glace que peut fondre la chaleur qu'il dégage en revenant de la plus haute température à la plus basse.

Tels sont donc les trois coefficients d'où dépendent les températures résultant de l'équilibre de chaleur entre les différents corps. En principe, le dernier seul doit influencer l'état final, les deux autres ne pouvant que modifier l'époque de son établissement. Mais, comme en définitive toute question réelle est aussi une question de temps, des inégalités très-prononcées entre ces coefficients influent sur l'intensité même du phénomène. En général , plus l'une et l'autre conductibilité seront parfaites, mieux les corps se conformeront réellement aux lois fondamentales de Faction thermologique, à distance ou au contact.

La théorie de réchaufifemeul et du refroidissement étant établie, la seconde partie de l'étude considère la modification que la chaleur apporte dans la constitution physique des corps. Ce n'est jamais qu'une portion, souvent peu considérable, de la chaleur consommée qui détermine une élévation de température : la plus grande partie, insensible au

182 BlïïXliMI PAIT».

Ûiermomètre, est absorbée par le corps et le modifie. L'altération survenue » ou se borne à un simple changement de folume, ou produit un oouvel état d'affrégatioE.

â un très-petit nombre d'oxceptions près, dont la principale est relative à Feau , tout corps se dilate par la chaleur et se condense par le froid. Les solides se dilatent moins que les liquides et ceux-ci moios que les gaz pour une même élévation de tenîpérature. Entre des limites peu éloignées du point de fiisiou , la dilatatiou des solides , peu prononcée tf ailleurs, s effectue avec une parfaite uniformité. Il en est de môme pour celle, beaucoup plus considérable, des liquides; et les expériences de Dulong et Petit ont démontré que, dans une étendue de plus de trois cents degrés centigrades, la dilatation du mercure suit une marche exactement uniforme; c'estr-à-dire que, entre des limiles suffisamment éloignées de sa congélation et de son ébullitîon, des accroissements égaux de volume sont toujoura produits par des quantités de chaleur susceptibles de fondre des poids égaux de glace à 0*; et il est probable qu'il en est de môme pour tout autre liquide. Quant aux gaz, non-seulement la dilatation en est uniforme , mais encore constante, ils augmentent tous , et les vapeurs se comportent de môme, des trois hnitiômes de leur volume, depuis la température de la glace fondante jusqu'à celle de l'eau bouillanta

TOUS' les corps sont maintenant regardés, ou au moins conçus, comme susceptibles d'affecter les trois états : solide. liquide, et gazeux. On n'admet plus entre «ix d'autre différence, à cet égard, que celle des parties de Téchelle ther^ iioinétrique, supposée indéfinie, auxquelles ont lieu pour chacun ces différents états d'agrégation. Pour une même «ibstance, dans sa fusion d'abord, puis dans sa vaporisation, il y a touj:ours, à quelques rares exceptions près, diminution de densité, liais tous ces changements d'état sont ieltis à une grande loi découverte par Black qui cou-

la PUILOSOPHIB NATUftELLE.

siste en ce que , dans le passage de l'état solide à l'état li> quide, et de celui-ci à l'état gazeux, un corps quelconque absorbe toujours une quantité, d'ailleurs plus ou moins grande, de chaleur sans élever sa température ; tandis que le passage inverse détermine constamment un dégagement de température exactement correspondant à cette absorption. Telle est la chaleur laicnte, qui, à l'aide du calorimètre, a pu être mesurée pour les principales substances natureiieSi

Ici se place, comme complément de la doctrine des changements d'état, l'étude des lois relatives à la formation et à la tension des vapeurs. Malgré son importance et ses résultats acquis, elle est trop peu étendue, et n'a pas un caractère assez tranché, pour former une branche distincte de la physique. Saussure a démontré que la quantité de vapeur cpii se forme, à une température déterminée, dans un espace défini, est toujours la même, que cet espace soit complètement vide ou rempli d'un gaz quelconque. La masse et la tension des vapeurs croissent dailleurs avec la température ; et Dalton a établi que les vapeurs émanées des divers liquides ont toutes des tensions égales, quand les températures sont équidistantes des termes d'ébullition des liquides correspond dants. D'après cette loi, il suffit donc de connaître, pour une seule sorte de vapeur, le mode de dépendance de la tension et de la température pour qu'il mit connu pour toutes. Suivant une loi empirique trouvée par Dulong, la force élastique d'une vapeur croît proportionnellement à la sixième puissance dune fonction du premier degré de la températui'e.

L'étude de l'équilibre hygrométrique entre les différents corps humides constitue un prolongement naturel de la théorie générale de lévaporation. Saussure et Deluc ont Imaginé des instruments permettant d'apprécier exactement lesdîlfecncesque présent® cet équilibre; «ais nous n'afons