MÉCANIQUE GÉNÉRALE

constituée la science embrassant tous les faits et toutes les lois des modifications chimiques et des combinaisons moléculaires. Nous avons déjà vu comment l'astronomie et les mathématiques réunies, avec leurs compléments nécessaires, l'expérience et l'observation, conduisirent les savants à la création et à l'étude de ce qui devint enfin la science mécanique. Nous pouvons maintenant nous rendre compte que toutes les sciences physiques découlent de quatre conceptions primitives, à savoir : celles de matière, de force, de mouvement et d'espace, les deux dernières comprenant tous les rapports de position.

Établie sur ces notions, la science mécanique se divise en quatre sections, qui sont d'une*apphcation générale dans l'étude de tous les phénomènes physiques :

La Statique, qui traite de l'action et de l'effet des forces;

La Cinématique, qui traite simplement des relations de mouvement* ;

La Dynamique ou Cinétique, qui traite du mouvement simple, considéré comme effet de l'action des forces.

L'Énergétique, qui traite des modifications de l'énergie sous l'action des forces, de sa transformation dans ses divers modes de manifestation, et de sa transmission d'un corps à un autre.

Cette quatrième division de la philosophie mécanique comprend la plus récente des sciences secondaires, celle dont les machines thermiques et, en particulier, les machines à vapeur représentent les applications les plus importantes : la Thermodynamique, Cette science n'est autre chose qu'une généralisation plus étendue de principes établis successivement par des savants fort éloignés les uns des autres, historiquement et géographiquement, dans le temps et l'espace. Nous avons vu ces principes s'agréger lentement, pour constituer une à une les diverses sciences; nous assistons à une évolution nouvelle, lente comme les précédentes, qui nous amène à des vues plus larges, à cet

1. C'est-à-dire sans se préoccuper dos causes qui le déterminent. (Note du traducteur.)

Thurstox. h. — 14

210 THÉORIE xMÉCANIQUE DE LA CHALEUR.

état scientifique qui semble répondre à la prédiction de Cicéron : « Une loi unique, éternelle et immuable, embrasse toutes les choses et tous les temps. » A la base première de la science de l'énergétique, nous retrouvons cet axiome, antérieur au nom même et à Torigine de toute science :

Tout ce qui existe, matière ou force, et sous n'importe quelle fomxe, est indestructible, si ce n^est par la Puissance Infinie qui Va créé,

Lludeslruclibilité de la matière par une puissance finie est chose admise depuis que les chimistes, guidés par leur maître à tous, Lavoisier, commencèrent à se servir de la balance, et purent ainsi démontrer que, dans toutes les transformations chimiques, il ne s'opère qu'une modification de forme ou de combinaison des éléments, sans qu'il y ait jamais aucune perte de matière. La « persistance » de l'énergie est une découverte plus récente; elle est la conséquence de ce fiiit, constaté par expérience, que l'énergiechaleur peut se convertir en d'autres formes d'énergie, notamment en travail mécanique. Cette découverte est due à Rumford et à Davy, ainsi qu'aux savants qui ont établi l'équivalence entre le travail et la chaleur : Newton, qui l'avait pressentie, Colding et Mayer, qui donnèrent une valeur approximative du coefficient d'équivalence, Joule, qui l'a mesuré avec une exactitude probablement très grande.

Ce fait capital de la conservation de l'énergie fut vaguement indiqué par Newton, qui affirma que le travail du frottement représente la vis viva (force vive) du système ou corps auquel le frottement est appliqué. En 1798, Benjamin Thompson, comte Rumford, Américain alors au service de la Bavière, présenta à la Société royale de Londres un mémoires où il exposait les résultats d'une expérience qu'il venait de faire et qui prouvait l'immatérialité de la chaleur et la transformation de l'énergie-chaleur en force mécanique. Ce mémoire est d'un grand intérêt historique; la doctrine, maintenant acceptée, de la conservation

(1) Philosophical Transactions, 1798.

RUHFORD- 311

de l'éuergie Q'esl qu'âne généralisation des résultats obtenus par de nombreuses reelierclies, dont les plus importanles sont celles qui ont établi une relation d'équivalence définie entre ces deux formes d'énergie, et d'en mesurer la valeur aujourd'hui connue sous le nom d'équivalent mécanique rie la chaleur. L'expérience de Rumford consistait à

déterminer la quantité de chaleur produite par le forage d'un canou à l'arsenal de Municb.

Après avoir prouvé que cette chaleur n'avait pu être empruntée à aucun des objets euvirounants, ni provenir de la compression des matériaux employés ou travaillés, il s'exprimait ainsi ; « Il me semble extrêmement difficile, sinon impossible, de concevoir nettement quelque chose qui puisse être excitée et communiquée de la même manière que la chaleur fut excitée et communiquée dans ces expé-

riences, à moins que ce ne soil du mouvements » Il coDtinue en recommandant d'étudier avec zèle et persévérance les lois qui régissent ce mouvement. Mesurant la chaleur développée par une force qui pouvait être aisément produite par un seul cheval, il Teslimait égale à celle de la combustion de 9 bougies de 3/4 de pouce de diamètre chacune, et équivalant à ce qu'il fallait pour élever 25,68 livres d'eau delà température de la glace jusqu'au point d'ébullition , soit ; 4784, 4 unités de chaleur S Le temps nécessaire était évalué à 150 minutes. En prenant comme le chiffre le plus probable pour le cheval bavarois de Rumford, celui de 25,000 livres élevées à un pied de hauteur par minute ^ nous déduisons de ces données, pour l'équivalent mécanique de la chaleur, 783,8 unités correspondant à une livre-pied; ce qui ne diffère que de 1,5 pour 100 de la valeur aujourd'hui admise.

Si liumford avait pu éliminer toutes les pertes de chaleur par évaporation, rayonnement et conductibilité, pertes qu'il a signalées, et mesurer l'effort avec exactitude, Tapproximation eût été plus grande encore. Rumford découvrit ainsi par expérience la nature réelle de la chaleur; il prouva qu'elle n'est qu'une forme particulière de l'énergie ; il publia ce résultat un demi-siècle avant l'exécution des expériences exactes qui aujourd'hui font loi, et donna une valeur très approchée de l'équivalent mécanique de la

1. Kumford n'est pas le premier qui ait exprimé cette idée. Bacon semble l'avoir eue également, et Locke dit d'une façon assez explicite : « La chaleur est une agitation très brusque des particules invisibles de l'objet .. de sorte que ce qui pour nos sens est chaleur n'est, pour l'objet, rien autre chose que mouvement. »

2. L'uinté de chaleur auglaise est la quantité nécessaire pour élever de 1° Fahrenheit la température d'une livre d'eau prise au maximum de densité.

3. liankinc donne 25,920 livres-pieds par minute, ou 432 par seconde, pour la moyenne du cheval de trait anglais, ce qui est probablement trop élevé pour la Bavière. La « force d'un cheval » de l'ingénieur — 33,000 livrespieds par minute — surpasse beaucoup la puissance moyenne, même d'un bon cheval de trait, qui, suivant une évaluation assez commune, n'en est que les deux tiers.