DEUXIÈME PARTIE

QUE LES CORPS OPPOSENT A L'ACTION DIRECTE DES FORCES ET AU MOUVEMFNT D'AUTRES CORPS.

Nous avons eu plusieurs fois Foccasion de parler de la résislance que les corps éprouvent à glisser les uns contre les autres, à se rompre, à se déformer sous Tinfluence de certaines forces extérieures, à se comprimer, à se pénétrer réciproquement, etc.;' mais il convient que nous développions Ici davantage ces premières notions, et que nous fassions connaître les lois particulières et la mesure effective de ces diverses résistances, telles que Texpérience les a fait découvrir jusqu'ici, en nous bornant toutefois, suivant le plan de cette introduction, au cas le plus élémentaire où la puissance agit ou peut être censée agir d'une manière directe sur la résistance.

L'intelligence de ces lois repose sur certaines données de Physique, qui n'ont été que rapidement indiquées dans les PRÉLIMINAIRES de Cet Ouvragc, et sur lesquelles nous croyons devoir revenir avec un peu plus de détail, dans ce qui suit.

NOTIONS PRÉLIMINAIRES SUR LA STRUCTURE DES CORPS ET LES FORCES QUI ANIMENT LEURS MOLÉCULES.

217. Distinction entre les forces d'affinité, d'adhérence et de cohésion, — Nous avons vu (27 et 28) que les corps, même les plus solides, sont composés d'atomes et de molécules dis-

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tincts, séparés par des intervalles comparables à leur propre grandeur, et maintenus, dans leur état d'écartement ordinaire ou stable, par des forces attractives nommées : affinité, cohésion, adhérence, et qui soni contre-balancées par la force répulsive du calorique interposé.

\^ affinité est la force en vertu de laquelle les atomes simples ou composés des corps différents tendent à s»^ combiner, à s'unir entre eux, pour donner lieu à de nouveaux composés stables et jouissant de propriétés distinctes de celles des premiers. C'est ainsi que les acides se combinent avec les bases terreuses nommées oxydes ou alcalis, pour former des sels, et notamment que l'acide sulfurique et l'acide carbonique s'unissent à la chaux pour former le plâtre et les diverses pierres à chaux.

La cohésion est la force qui unit entre elles les molécules semblables d'un nvême corps, et qui s'oppose incessamment à l'action des forces extérieures de la nature des pressions ou des tractions, forces auxquelles toutefois elles cèdent plus ou moins.

Enfîn, Vadhérence ne se distingue de la cohésion qu'en ce qu'elle s'exerce entre les molécules voisines des corps différents et fort souvent à la surface extérieure de ces corps, comme on en a des exemples dans la colle, les mastics et les enduits qui s'attachent aux substances solides, avec des forces variables, et les pénètrent même, sans néanmoins en changer la constitution intime.

L'adhérence et la cohésion sont essentiellement du ressort de la Mécanique, et on les désigne spécialement sous le nom de forces moléculaires. Quant à l'affinité, elle est particulièrement l'objet de la Chimie qui s'occupe de la composition, ou combinaison, et de la décomposition des groupes d'atomes; cette force paraît due à des actions d'un autre genre que celles qui constituent l'attraction et la répulsion moléculaires; actions plus vives, plus intimes et dans lesquelles Vélectricité, autre fluide impondérable dont les propriétés se révèlent dans une inOnité de circonstances, joue,' conjointement avec le calorique, un rôle principal et nécessaire. Quoique l'étude des phénomènes auxquels donne lieu cette force ne rentre nullement dans l'objet de cet Ouvrage, nous croyons cepen-

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dant utile de donner une légère idée de ses eiïeis et du rôle qu'elle joue dans l'organisation des corps (*).

218. Effets de V affinité pour constituer les atomes en molécules. — L'affînité n'a lieu qu'entre les atomes de certaines substances, à l'exclusion des autres; et, dans tous les corps qui sont l'objet de la Mécanique industrielle, même dans les gaz, la force d'affinité des atomes différents qui se sont réunis en proportions simples et dé/tnies, c'est-à-dire un à un, un à deux» à trois, etc., deux à trois, à cinq, etc., pour former autant de groupes distincts, constituant les molécules intégrantes des corps, celte force d'affinité se trouve neutralisée, satisfaite pour chaque groupe ou entre les différents groupes, de sorte qu'il n'en reste plus de traces au dehors; le corps entier, comme chacune des parties qui le composent, ayant ainsi acquis des proportions essentielles, distinctes de celles des atomes individuels, et qu'aucune force mécanique, c'està-dire de compression ou de traction, ne peut désormais lui enlever.

£n effei, les corps ainsi constitués, et qui se nomment neutres^ parce qu'ils ne sauraient admettre, sous l'influence des causes qui ont présidé à leur formation, aucune combinaison nouvelle d'atomes semblables à ceux qui les composent, de tels corps, disons-nous, peuvent être rompus, divisés et réduits mécaniquement, en poussières impalpables, sans qu'il en résulte autre chose que des particules identiques au tout, et composées elles-mêmes d'un nombre plus ou moins grand de molécules élémentaires maintenues entre elles, en raison de la force attractive ou répulsive qui les animent, à des distances comparables, en général, à celles qui séparent leurs simples atomes : les végétaux et les minéraux, tels que les boisy les pierres, etc., appartiennent évidemment à la classe des corps neutres.

Néanmoins la chaleur qui est comptée au nombre des forces

(*) La tbéorie nouvelle de la chaleur apporte des modifications essentielles * <inelque8-une8 des considérations développées dans ce Chapitre; nous n'en ■Mptalerons que les plus importantes, en renvoyant, pour les détails, aux Traités spéciaux. (K.)

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mécaniques, et l'électricité qui est aussi une force qui se développe, comme la chaleur, par la percussion, par le frottement ou même par le simple contact des corps différents, peuvent, dans certaines circonstances, changer Tordre des aflinités naturelles ou des intensités d'action, et favoriser la décomposition ou séparation des atomes, en donnant lieu à des combinaisons nouvelles plus permanentes ou plus stables que les anciennes.

219. Effets de la cohésion pour constituer les groupes de molécules. — On admet généralement, de nos jours, que les atomes simples ou composés qui constituent chaque molécule intégrante d'un corps, se disposent, se groupent entre eux, à distances, suivant des lois de symétrie particulières, dépendantes de leurs nombres respectifs, mais invariables; or il en résulte que de semblables molécules doivent posséder, quant à leurs forces. d'attraction réciproques, des propriétés qui varient, non-seulement avec leur distance absolue, mais encore avec leurs positions relatives, avec la direction de leurs faces ou axes naturels, de sorte qu'elles ont ellesmêmes une tendance à se grouper dans un certain ordre régulier, lorsque les circonstances sont favorables et que rien ne vient troubler le jeu des forces qui les animent.

C'est ainsi qu'on explique (*) la formation spontanée des

(') On sait que les corps simples, ceux que la Chimie n'est pas encore parvenue à analyser, tels que l'or, le cuivre, le soufre, etc., sont également susceptibles de se cristalliser; pour expliquer ce fait, on admet que les atomes primitifs ont, par eux-mêmes, des formes polyédriques qui favorisent leur arrangement régulier, ou, ce qui revient au même, des axes d'inégale attraction, des axes de polarisation, analogues à ceux qu'on obser\'e dans les aimants naturels ou artificiels, et qu'y produisent des centres particuliers et distincts d'attraction ou de répulsion, nommés, les uns pôle boréal, pâle positif, les autres pôle austral, pôle négatif. De plus, on suppose que cette polarité des atomes mis en présence est due à un état particulier du fluide électrique qui les environne, et c'est par des considérations analogues que les chimistes de notre époque conçoivent l'affinité et expliquent ses effets, en rangeant les atomes des corps en deux grandes classes, nommés, les uns électro'positifs, les autres électro- négatifs. On doit à M. Ampère, Membre de l'Académie des Sciences de Paris, une ingénieuse explication de la structure des cristaux, fondée sur la considération de l'état électrique des atomes qui constituent leurs molécules primitives ou secondaires.

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cristaux, ou corps à facéties planes que nous offrent la nature et les arts, c'est-à-dire la cristallisation des corps solides en polyèdres plus ou moins réguliers, plus ou moins parfaits et décomposables eux-mêmes, suivant certaines direction^ planes nommées /ace^ de clivage^ en pyramides, en prismes ou cubes de plus en plus petits, jusqu'à ce qu'on arrive à une forme cristalline qui ne change plus par le clivage, et que, pour ce motif, on regarde comme la forme primitive ou élémentaire des molécules du cristal; forme invariable pour une même substance, non-seulement quant au nombre et à la disposition des faces ou sommets, mais encore quant à la grandeur des angles formés par ces faces et leurs arêtes ou côtés. D'ailleurs on remarquera que les molécules, en prenant alnei^ dans les cristaux réguliers, Tarrangement iqui convient le mieux aux forces dont elles sont douées, acquièrent le maximum de rapprochement qui leur est propre, tandis que leur ensemble atteint le mojcimum de densité (33).

220. De la cristallisation et de la solidification en général. — L'arrangement régulier dont il vient d'être parlé ne s'opère ordinairement que par rinlennédiaire des fluide3 ou dissolu vants, tels que la chaleur et l'eau, qui, en s'interposant entre les molécules des corps, solides sans les décomposer chimiquement, les maintiennent momentanément à- une certaine distance, et les font jouir d'une mobilité en quelque sorte parfaite, en vertu de laquelle elles peuvent obéir librement à l'action de leurs forces attractives. Néanmoins on conçoit que, puisque ces fluides ont la propriété de fondre ou dissoudre les corps déjà cristallisés par eux-mêmes, l'extrême mobilité des molécules auxquelles ils servent en quelque sorte de vé^ nicuiey ne suffit pas seule pour expliquer la formation des cristaux réguliers et complets; il faut encore ajouter la circonstance du rapprochement lent et graduel, éprouvé par ces n^olécules, à mesure que le fluide se dissipe dans l'espace environnant, par suite du refroidissement et de l'évaporation. ^ lenteur avec laquelle ce rapprochement s'opère est, en effet, une condition indispensable de la cristallisation; car elle donne aux molécules le temps nécessaire pour prendre les dispositions d'équilibre qui conviennent à la neutralisation