Mém. de l’Acad. des sciences de Paris, année

2. L’échelle des anciens thermomètres de Fahrenheit ayant subi des changements fréquents, il n’est guère possible de convertir exactement les degrés du thermomètre de Black en degrés du thermomètre centigrade. C’est aujourd’hui un fait acquis à la science que la glace exige, pour se fondre, autant de chaleur qu’il en faudrait pour élever son poids d'eau de 0° à 79° (du th. centigr.), ou pour élever de 1° C. la température de 79 fois le même poids d’eau.

MOUVEMENT

recel de la chaleur { concealment of heat), Black mêla ensemble quantilés égales d’eau chaude et d’eau froide : la température du mélange se trouva être exactement la moyenne entre les températures de l’eau chaude et de l’eau froide. Il fit ensuite d’autres expériences pour montrer que, quand on fait fondre de la glace dans une égale quantité d’eau à i76° (Fahrenh.), le mélange qui en résulte est à peu près à la température de la glace fondante. Celte quantité considérable de chaleur qui disparaît ainsi et que le thermomètre n’indique point, reçut de Black le nom de chaleur latente (latent heat) L

Black fit le même genre d'expériences pour l’eau bouillante : il démontra que pendant la vaporisation il y a une grande quantité de chaleur d’absorbée, laquelle n’est point accusée par le thermomètre, et qu’il arrive ici ce qui se passe pendant la liquéfaction des corps solides, « De même que la glace, combinée avec une certaine quantité de chaleur, constitue, dit-il, l’eau, ainsi l’eau combinée avec une certaine quantité de chaleur constitue la vapeur. » On voit que, pour Black, la chaleur latente est de la chaleur de combinaison.

Bien des hypothèses ont été émises depuis Black sur la chaleur latente. Crawford (né en 17Zi9, mort en 1795), auteur des Expériences sur la chaleur animale, suppose que les corps acquièrent plus de capacité pour contenir le calorique au moment où ils passent d’un état à l’autre. Lavoisier regardait celte hypothèse comme inadmissible; « car si elle suffit, dit-il, pour expliquer assez bien les phénomènes qui ont lieu lorsque les corps passent de l'état liquide à l’état aériforme, elle ne fournit pas des explication! aussi heureuses lorsqu’il est question du passage des corps solides à l’état liquide. En effet, lorsqu’un corps passe à l’état aériforme, il acquiert un volume beaucoup plus grand que celui qu’il occupait auparavant ; on peut donc concevoir qu'il se loge entre ses molécules une beaucoup plus grande quantité de calorique... Mais il n’en est pas de même à l’égard des solides qui deviennent liquides : nonseulement ils n’augmentent pas tous de volume, mais un grand nombre, au contraire, parait en diminuer : le calorique ne produit à leur égard ni l’effet d’en élever la température, ni l’effet de les dilater 2. »

Quelle était l’opinion de Lavoisier? Voici sa réponse : « Je conli-

1. Black, Lectures on the éléments of chemislry, vol. I, p. 161 (édit. 1 , Robison, Edimb., 1804, in-4°).

2. Recueil des mém. de Lavoisier, t. I, p. 287, dans le t. II, p. 705,. des Œuvres de Lavoisier (Paris, 1862, in-4“).

nuerai, dit-il, à regarder la liquéfaclion et la vaporisation des corps comme une dissolution par le calorique, dissolution analogue, à beaucoup d’égards, à celle des sels par l’eau... Cette dissolution des corps par le calorique commence au moment où le corps devient liquide ; c’est alors que les molécules attractives des corps solides, se trouvant combinées à une quantité suffisante de molécules répulsives de calorique, tendent à s’écarter les unes des autres , c’est-à-dire à se transformer en un fluide aériforme;... et s’il était possible qu’il n’existât pas d’atmosphère , il n’existerait pas de liquides proprement dits. »

D’après la manière de voir qui règne aujourd’hui, les changements d’état d’un corps sont le résultat d’un travail intérieur, moléculaire. C’était là déjà l’idée de Laplace; car voici ce qu’il dit au sujet du passage de la glace à l’eau. « Les molécules de l’eau ont entre elles, dans l’état de glace, une position différente que dans l’état de fluidité; or, si l’on imagine une masse d’eau à une température au-dessous de zéro et que, par une agitation quelconque, on dérange la position de ses molécules, on conçoit que dans cette variété de mouvements quelques-unes d’entre elles doivent tendre à se rencontrer dans la position nécessaire pour former de la glace, et puisque cette position est une de celles où la chaleur est en équilibre, elles pourront la prendre, si la chaleur qui les écarte se répand assez promptement sur les molécules voisines, en sorte que , l’état de fluidité de l’eau sera d’autant moins ferme que sa température sera plus abaissée au-dessous de zéro. » Puis, généralisant cette manière de voir, Laplace ajoute : « Dans un système de corps animés par des forces quelconques, il y a souvent plusieurs états d'équilibre ; ainsi un parallélipipède rectangle, soumis à l’action de la pesanteur, sera en équilibre sur chacune de ses faces ; on peut l’y concevoir encore en le posant sur un de ses angles, pourvu que la verticale qui passe par son centre de gravité rencontre le sommet de cet angle; mais cet état d’équilibre diffère des précédents en ce qu’il n’est point ferme, la plus légère secousse suffisant pour le détruire. Cela posé , imaginons en contact deux corps de température différente; il est visible que la chaleur ne peut se mettre en équilibre que d’une seule manière, savoir, en se répandant dans les deux corps, de sorte que leur température soit la même; mais si, par une augmentation ou par une diminution de chaleur, les corps peuvent changer d’état, il existe alors plusieurs états d’équilibre ou de chaleur. »

Enfin, le grand physicien-géomètre essaya l’un des premiers à rattacher cette physique moléculaire aux lois générales du mouvement. Voici ses expressions; elles méritent d’être reproduites : « Dans tous les mouvements dans lesquels il n’y a point de changement brusque, il existe une loi générale que les géomètres ont désignée sous le nom de principe de la conservation des forces vives; cette loi consiste en ce que, dans un système de corps qui agissent les uns sur les autres d’une manière quelconque, la force vive, c’est-à-dire la somme des produits de chaque masse par le carré de la vitesse, est constante. Si les corps sont animés par des forces accélératrices, la force vive est égale à ce qu’elle était à l’origine du mouvement, plus à la somme des masses multipliées par les carrés des vitesses dues à l’action des forces accélératrices. La chaleur est la force vive qui résulte des mouvements insensibles des molécules d’un corps; elle est la somme des produits de la masse de chaque molécule par le carré de sa vitesse. » Laplace fait observer que ce n’est là sans doute qu’une hypothèse, au même litre que celle qui assimile le calorique a un fluide, mais qu’il sera facile de faire rentrer la seconde hypothèse dans la première en changeant les mots de chaleur libre, chaleur combinée et chaleur dégagée , par ceux de force vive, perle (absorption) de force vive et augmentation (réapparition) de force vive l.

Chaleur spécifique. — L’historique de la découverte de la chaleur spécifique est un des exemples les plus curieux à l’appui d’un principe sur lequel nous ne saurions trop insister, à savoir, que pour faire avancer la science il ne suffit pas de bien voir, qu’il faut surtout bien concevoir.

Les physiciens qui ne s’entendaient pas sur la chaleur latente, devaient finir par s’accorder sur ce qu’ils sont convenus d’appeler « haleur spécifique. C’était pourtant au fond la même question, envisagée seulement de deux manières différentes.

Boerhaave paraît avoir le premier entrepris une série d’expériences sur la température des mélanges faits avec plusieurs corps à des températures différentes s. Mais les conclusions qu’il en tira

1. Mémoire sur la chaleur dans les mém. de l’Acad. des sciences, année 1780, p. 355 et suiv. Bien que Laplace eût pour collaborateur Lavoisier, il n’en est pas moins avéré que cette théorie dynamique de la chaleur fut l’œuvre de Laplace : Lavoisier avait là-dessus, comme nous venons de le montrer, une tout autre manière de voir.