I.- LES ATTRACTIONS ET RÉPULSIONS DES ÉLÉMENTS DE LA MATIÈRE

Nous avons déjà consacré plusieurs chapitres de notre dernier ouvrage à étudier les équilibres des éléments matériels et les forces dont ils sont le siège. Nous y revenons sommairement encore, pour montrer combien sont ignorées dans leur nature quelquesunes des forces dont nous constatons les effets.

C'est en examinant de près des phénomènes d'une observation journalière, que Ton comprend le mieux à quel point les choses qui nous entourent sont compliquées et combien rudimentaires les notions classiques possédées sur elles. Si Ton demande à un physicien quelle cause maintient en présence les molécules d'un corps solide, une barre de fer, par exemple, il répondra que c'est une force nommée la cohésion. Si on lui demande en quoi consiste la cohésion, il sera bien obligé de répondre qu'il n'en sait absolument rien. Si l'on demande à un chimiste pourquoi certains corps, mis en présence, se combinent, il dira que c'est en vertu d'une force inconnue, nomméç l'affinité, dont il peut seulement constater certains effets. On obtiendrait des réponses analogues en l'interrogeant sur l'osmose, la cristallisation, les actions catalytiques, les actions diastasiques, etc. Tous ces phénomènes appartiennent

au cycle des énergies moléculaires et intra-atomiques, dont la connaissance approfondie est réservée à une science beaucoup plus avancée que la nôtre.

Les effets les plus constants et les plus facilement observables de ces forces sont des attractions ou des répulsions s'exerçant entre les divers éléments de la matière.

Nous avons vu que la matière était composée de particules infiniment petites gravitant les unes autour des autres, comme les planètes autour du soleil et constituées probablement par des tourbillons d'éther. La matière est de Téther déjà organisé, ayant acquis certaines propriétés, telles que le poids, la forme et la permanence.

Les éléments de la matière formés par des condensations d'éther sont, comme nous Tavons montré dans notre précédent ouvrage, d'une petitesse dont nous ne pouvons nous faire aucune idée, parce que nous n'avons pas de point de comparaison. On a fait remarquer qu'une goutte d'eau de mer dont un mètre cube contient moins d'un décigramme d'or, renferme plus de six millions de molécules de ce métal. Si on la touche avec la pointe d'une aiguille, cette pointe sera en contact avec plus d'un millier de molécules d'or.

Malgré leur extrême petitesse, ces molécules sont pourtant des colosses à l'égard des particules qui composent les atomes. Ces dernières exécutent cependant des mouvements tourbillonnaires, vibratoires et rotaloires aussi réguliers que ceux des astres au ûrmament.

Ils s'en distinguent toutefois en ce que nous pouvons par des moyens divers, la chaleur par exemple, faire varier l'amplitude de leurs mouvements. De ces variations résultent la plupart des propriétés physiques des corps et notamment leur état solide liquide ou gazeux.

Tous ces mouvements, conséquences des forces

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gigantesques dont la matière est le siège, malgré son repos apparent, se révèlent surtout à nous, je le répète, par des attractions et des répulsions, c'est pourquoi on a été conduit à rechercher dans de telles actions Torigine de tous les phénomènes.

Ces attractions et répulsions sont réciproques, c'est-à-dire qu'elles agissent comme si un ressort existait entre les deux corps en présence. Si les deax corps sont mobiles, ils s'approchent ou s'éloignent l'un de l'autre. Si l'un d'eux est immobilisé, ce sont les corps mobiles qui se dirigent vers lui ou s'en éloignent.

La distance à laquelle s'exercent les attractions ou répulsions est très limitée. On donne le nom de champ de force à l'espace dans lequel cette action se manifeste. On nomme lignes de force les directions suivant lesquelles se produisent les effets attractifs ou répulsifs. Très faciles à observer dans les phénomènes électriques les champs de force moléculaires dus à d'autres actions peuvent être mis également en évidence par divers artifices, comme nous l'avons montré dans un des chapitres de V Évolution de la Matière,

La plus importante des forces moléculaires est celle à laquelle fut donné le nom de cohésion. L'existence des corps dont l'univers est constitué, est due à son influence. Elle conditionne leurs formes. Sans son action le monde s'évanouirait en une invisible poussière d'éther.

Bien que la cohésion soit une force extrêmement puissante comme le prouve la grandeur des efforts mécaniques qu'il faut réaliser pour séparer les particules des corps, nous possédons dans la chaleur le moyen de l'annuler.

Dès que les molécules sont suffisamment écartées par la chaleur, le corps le plus rigide perd sa consistance et devient liquide ou gazeux. Le fait même qu'il n'y a plus de cohésion dès que les molécules sont

écartées, prouve que les attractions moléculaires produisant la cohésion n'agissent qu'à des distances très petites. Les corps pulvérisés, même très comprimés, ne reprennent pas leur dureté pour cette raison. Si rapprochées que soient leurs particules par la pression, elles ne le sont pas encore assez pour pouvoir s'attirer. Les rapprocher suffisamment exige des pressions énormes. C'est ainsi que Spring a pu former des blocs de bronze, en comprimant énergiquementde la poudre de cuivre mêlée à de la poudre d'étain.

Le simple refroidissement produit les mêmes effets et c'est pourquoi lorsqu'on laisse refroidir un corps fondu il reprend l'état solide. La température constitue un de ces réactifs appropriés dont nous avons eu occasion si souvent de montrer l'importance. Pour séparer des molécules retenues parla cohésion, il faut, comme je le disais plus haut, un effort énorme alors qu'il en faut un relativement assez faible pour les séparer par la chaleur.

Rien ne résiste aux forces moléculaires. On fait éclater un obus plein d'eau en la congelant. Il suffit de toucher un corps pour que ses molécules s'écartent un peu.

La cohésion déjà bien réduite dans les corps liquéfiés disparaît tout à fait dans les corps gazeux. Loin de s'attirer, les molécules des gaz se conduisent — du moins en apparence — comme si elles se repoussaient. C'est ainsi que la plus petite quantité de gaz introduit dans un récipient se répand dans toutes ses parties. Pour comprimer un gaz, c'est-à-dire forcer ses molécules à se rapprocher, il faut exercer sur lui une pression considérable.

Dan$ les solutions, les molécules des corps dissous se conduisent d'une façon analogue. Elles exercent sur les parois du vase une pression dite osmotique, qui se mesure facilement. On a comparé pour cette raison une solution d'un corps à un gaz.

Nous avons donc dans l'énergie de cohésion une force très grande, mais dont le caractère est de n'agir sur les particules des corps que lorsqu'ils ne sont séparés que par des distances très petites. Cette particularité ne se retrouve pas dans les attractions constituant la gravitation. Elle agit sur tous les corps à toutes les distances.

On se fait, sommairement d'ailleurs, une idée des forces qui peuvent produire la cohésion en créant quelque chose d'analogue dans les corps, c'est-à-dire une force capable d'engendrer de l'attraction. Si nous faisons circuler un courant électrique dans un fil métallique entourant une tige de fer, nous donnons à ses molécules une puissance d'attraction suffisante pour leur permettre d'exercer sur un morceau d'acier une attraction pouvant atteindre la valeur de 100 kilos par centimètre carré. Dans le champ de force entourant le métal, une attraction considérable peut aussi s'exercer. On entrevoit ainsi comment l'éther arrive à revêtir une forme le rendant capable d'exercer des attractions extrêmement énergiques.

Nous venons de dire que les attractions et répulsions moléculaires ne se manifestent qu'à de faibles distances, il en est cependant qui agissent assez loin. Un morceau de charbon refroidi à — 200° absorbera énergiquement l'air de Tencèinte où il est placé, au point d'y faire le vide. Un corps hygrométrique agit de même à Tégard de la vapeur d'eau qui Tentoure. Le tantale, chauffé à 600*" dans une atmosphère d'hydrogène, absorbe 600 fois son volume du gaz où il est plongé.

§ 2. - LES ÉQUILIBRES MOLéCULAIRES.

Toutes les attractions et répulsions dont nous venons de parler sont en équilibre entré elles, et aussi avec les forces extérieures qui les entourent. La matière conçue jadis, comme indépendante de son milieu, ne représente qu'un état d'équilibre entre les forces internes dont elle est le siège et les forces externes qui l'enveloppent. Le corps le plus rigide se transforme en vapeur, dès que ce milieu vient à changer suffisamment. En fait, on ne saurait définir aucune propriété des corps — en dehors de Tinertie — sans mentionner les conditions du milieu où ils sont plon-^ gés. Lors même que nous ne voyons pas leurs variations, les propriétés d'un corps suivent les moindres changements de son milieu pour se mettre en équilibre avec lui. Il suffit d'approcher la main de la matière pour que ses équilibres se modifient. Une variation d'un cent millionième de degré du milieu où elle est plongée, fait varier d'une façon appréciable à nos instruments la résistance électrique des corps. Le bolomètre est fondé sur ce principe.

Si l'on indique les propriétés physiques d'une substance quelconque, l'eau, par exemple, il faut toujours compléter en faisant connaître les conditions du milieu. Elle est solide au-dessous dé 0°, liquide au-dessus et gazeuse, si la température de ce milieu dépasse 100 degrés.

Quand les conditions de milieu sont semblables, les propriétés des corps tendent à se rapprocher. Deux solutions de sels différents, de même pression osmotique, ont le même point de congélation, les pressions de vapeur des liquides sont égales à des températures également éloignées de leur point d'ébullition, les corps de même poids atomique possèdent la même capacité calorifique, etc.

Van der Waals a été plus loin encore avec la loi des états correspondants qui montre que si le volume, la pression, la température, sont évalués en prenant pour unités les quantités critiques, une même équation suffit à traduire les propriétés de tous les Quides. Cela veut dire que tous ont les mêmes propriétés sous des états correspondants.