DEUXIÈME PARTIE

ou qu’il se couvre d’épais nuages; que des ruisseaux se transforment en fleuves impétueux, ou des torrents en paisibles cours d’eau; que les campagnes disparaissent sous les frimas, ou se parent de verdure et de moissons; que les arbres agitent au vent leurs branches dépouillées, ou se couvrent de feuillage et se chargent de fruits.

C’est donc par la chaleur qu’il convient de commencer l’étude des phénomènes de l’air. Et d’abord il n’est pas inutile de donner quelques explications sur le sens qu’on doit attacher à ces mots : chaleur, froid, température, calorique. On croit communément que ce dernier mot n’est que le synonyme scientifique du terme vulgaire de chaleur. Cela n’est pas exact. Ces deux mots, bien que les physiciens eux-mêmes les emploient souvent dans le même sens, ont cependant des significations bien distinctes. Le calorique est proprement la cause inconnue dont dépendent tous les phénomènes d’échaufifement et de refroidissement, la dilatation et la contraction des corps, leur liquéfaction et leur vaporisation, leur solidification. Les mots « chaleur et froid » n’expriment autre chose que les sensations contraires que nous éprouvons au contact des corps, suivant que leur température est élevée ou basse. Enfin la température elle-même est l’état actuel du calorique sensible dans ces corps. Soit qu’on admette l’hypothèse de l’émission ou celle des ondulations, en d’autres termes, soit qu’on voie dans le calorique un iluide spécial ou une vibration particulière du fluide universel, on constate, comme fait d’expérience, que tous les corps émettent sans cesse du calorique; qu’ils rayonnent en tous sens, et qu’ils se refroidiraient indéfiniment s’ils ne recevaient à leur tour le calorique que leur envoient les autres corps. Suivant donc qu’un corps émet plus ou moins de calorique à un moment donné, on dit qu’il est plus ou moins chaud ou froid, ou que sa température est plus ou moins élevée. D’où l’on voit qu’il ne faut pas confondre la température d’un corps avec la quantité de calorique qu’il contient. De ce qu’un corps, à un instant donné, nous fait éprouver une sensation de chaleur plus intense qu’un autre corps, nous aurions tort de conclure qu’il en contient davantage. Comme exemple propre à établir cette distinction, nous pouvons dire qu’à poids égal l’eau bouillante contient plus de calorique que le fer rouge, quoique la température de celui-ci soit évidemment beaucoup plus élevée.

On ne peut mesurer d’une manière absolue ni la quantité de calorique contenue dans un corps, ni celle qu’il émet; mais on mesure d’une manière relative, c’està-dire en prenant un terme de comparaison arbitraire, la quantité de chaleur que les corps absorbent ou abandonnent lorsque leur température s’élève ou s’abaisse d’un nombre déterminé de degrés; c’est la calorimétrie . On mesure de même, à l’aide des instruments appelés thermomètres, , les changements qui surviennent dans l’état thermique des corps, en un mot, leur température.

Les thermomètres sont tous fondés sur le même principe, à savoir sur les dilatations et les contractions que les corps, et notamment les liquides, éprouvent en s’échauffant et en se refroidissant. Tout le monde sait que les thermomètres employés pour mesurer la température de l’atmosphère, — les seuls dont nous ayons à nous occuper ici, — consistent en un tube capillaire plus ou moins long, muni à son extrémité inférieure d’une ampoule ou réservoir qui contient du mercure ou

PHÉNOMÈNES DE L’AIR

de l’alcool. Des divisions appelées degrés sont tracées, soit sur l’instrument luimême, soit sur la monture à laquelle il est fixé. Le mercure a l’avantage de se dilater et de se contracter d’une manière uniforme, de ne point donner de vapeur à la température ordinaire et de ne bouillir qu’à une température très élevée (360°). Aussi est-ce de ce métal qu’on se sert pour la construction des thermomètresétalons, qui doivent être d’une grande précision. L’alcool se dilate et se contracte moins régulièrement; il émet des vapeurs à toutes les températures, et bout à 76°; mais, tandis que le mercure se solidifie à 40° au-dessous de zéro, l’alcool ne se congèle point, à quelque refroidissement qu’on le soumette. Les thermomètres à alcool conviennent donc parfaitement pour la mesure des températures très basses.

On sait aussi que l’échelle en usage en France et dans beaucoup d’autres pays est l’échelle centigrade ; que le zéro de cette échelle correspond à la température de la glace fondante, et son centième degré à celle où l’eau distillée entre en ébullition sous la pression moyenne de soixante-seize centimètres; que les divisions sont continuées au-dessous du zéro et au-dessus du point 100°; que pour écrire l’indication d’une température supérieure à zéro, on place ordinairement en avant du chiffre des degrés le signe 4- ( plus ), et qu’on fait précéder du signe — (moins) le chiffre des degrés représentant une température inférieure à 0°; mais que cette distinction des degrés positifs^et des degrés négatifs n’est que conventionnelle, et ne signifie nullement que les premiers soient des degrés de froid, et les seconds des degrés de chaleur.

Revenons maintenant aux phénomènes de chaud et de froid que présente l’at- • mosphère. La presque totalité de la chaleur répandue à la surface de la terre et retenue dans son enveloppe gazeuse est fournie par le soleil. Les roches qui forment la croûte solide du globe conduisent si mal la chaleur, que celle qui provient du feu central ou des couches intérieures incandescentes arrive à peine à la surface en assez grande quantité pour fondre, en un an, une pellicule de glace de six millimètres d’épaisseur, qui couvrirait cette surface entière. On voit que si notre planète venait par malheur à perdre son soleil et à n’avoir plus pour se chauffer que son propre foyer, les êtres qui l’habitent ne tarderaient pas à périr; car elle reviendrait à la température des espaces célestes : température qu’il est impossible d’évaluer exactement, mais qui, à coup sûr, est tout à fait incompatible avec la vie végétale, et que les animaux ne supporteraient pas longtemps. Elle atteindrait, d’après M. Pouillet, le chiffre formidable de — 140°; mais les autres physiciens sont arrivés par leurs calculs à des résultats plus modérés. Fourier dit de — 50° à 60°; Svanberg, — 50°, 3; Arago, 56°, 7; Péclet, — 60°; Saigey, de — 65° à — 77°; sir John Herschell, — 91°. En tout cas, et si basse que soit la température de l’espace, elle n’en exerce pas moins une action bienfaisante en s’opposant, dans une certaine mesure, au refroidissement indéfini de la terre elle- même.

« De prime abord, dit Humboldt, il doit paraître singulier d’entendre parler de l’influence relativement bienfaisante que cette effroyable température de l’espace, si inférieure au point de congélation du mercure, exerce sur les climats habitables de la terre, ainsi que sur la vie des animaux et des plantes. Pour sentir la jus-