INTRODUCTION LI

réels, et cela nous permet encore de nous en servir comme si elle représentait la réalité en soi. C'est ce que reconnaît, dans l'opuscule auquel nous avons emprunté déjà de si nombreuses citations, l'honorable M. Poincaré.

La théorie cinétique des gaz, dit-il, a donné lieu à bien des objections, auxquelles on pourrait difficilement répondre si l'on avait la prétention d'y voir la vérité absolue. Mais toutes ces objections n'empêcheront pas qu'elle a été utile e^ qu'elle Va été en particulier en nous révélant un rapport vrai et sans elle profondément caché, celui de la pression gazeuse et delà pression osmotique . En ce sens on peut donc dire qu'elle est vraie.

Si les molécules gazeuses sont indépendantes les unes des autres, il est évident que lorsque ces fluides se dilatent leur dilatation ne s'accompagne d'aucun travail intérieur. Lors donc qu'en les échauffant on ne s'oppose pas à leur accroissement de volume, le travail extérieur seul absorbe de la chaleur... en dehors bien entendu de celle qui préside à l'élévation de la température et que le thermomètre décèle.

Le principe de l'indépendance des molécules gazeuses entraîne cette conséquence que, lorsqu'un gaz augmente de volume sans avoir de résistance extérieure à vaincre, ce phénomène ne s'accompagne d'aucune absorption de chaleur, d'aucun refroidissement.

Au premier abord, cette conclusion semble contredire les observations les plus certaines. Chaque fois, en effet, qu'un gaz comprimé se détend librement dans l'atmosphère, il y a abaissement de température. Si la compression est très forte, le refroidissement peut atteindre des proportions assez considérables pour amener la liquéfaction du gaz. C'est sur ce principe, on le sait, qu'est fondée la production industrielle de l'air liquide.

La contradiction n'est cependant qu'apparente : le gaz, en se détendant dans l'atmosphère, refoule l'air atmosphérique;, et ce refoulement est un véritable travail. Il consomme de l'énergie, c'est-à-dire dans l'espèce de la chaleur.

LU mTRODUCnON

C'est seulement lorsque la détente d'un gaz a lieu drtns le vide que, ne s'accompagnant d'aucun travail extérieur, elle s'opère sane$ refroidissement. Mais dans ce cas, c'est bien de la sorte que les choses se passent. Joule en a donné la démonstration péremptoire à l'aide d'une expérience des plus simples et des plus ingénieuses tout à la fois.

Deux vases de même capacité furent mis en communication par un tuyau métallique que fermait un robinet rigoureusement pneumatique. Dans l'un de ces vases, de l'air fut comprimé à 22 atniosphères, tandis que dans l'autre on avait fait le vide aussi parfaitement que le permettent les machines les plusperfectionnées. Les choses étant ainsi disposées, Joule ouvrit le robinet de communication^ et l'air comprimé dans l'un des vases se précipita dans l'autre en se détendant de moitié. L'équilibre rétabli, la pression se trouva effectivement de onze atmosphères dans les deux vases. Le gaz n'avait dû théoriquement ni se refroidir, ni s'échauffer, puisque, se précipitant dans lé vide, il n'avait eu aucune résistance h vaincre en se détendant, aucun refoulement à opérer. M. Joule s'assura que le fait était conforme à la théorie. En plongeant l'appareil dans un calorimètre, et en mesurant la température avant et après l'ouverture du rabinet, il constata qu'elle n'avait pas varié.

Il semble cependant à priori que, si l'on considère une masse de gaz au centre du vase dans lequel l'air est comprimé, cette masse, pour se dilater, doive déplacer le fluide gazeux dont elle est entourée : d'où re* froidissement nécessaire.

C'est bien, en effet, ce qui arrive ; mais, par contre, le gaz qui se précipite dans le flacon vide, vient rapidement perdre sa vitesse en se heurtant aux parois, et régénère ainsi toute la chaleur absorbée par lui dans le premier vase. Il en résulte que si, négligeant les états intermédiaires, on se borne — comme les lois de la mécanique l'exigent en toutes circonstance» — ^ à ne considérer que l'état initial et l'état final de l'ensemble du système, on trouve que cet ensemble n'a subi aucune variation de température ni en plus ni en moins.

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On peut encore démontrer par une expérience facile que c'est bien ainsi que les choses se passent. Il suffit (le plonger séparément les deux moitiés de l'appareil dans deux calorimètres diilerents avant d'ouvrir le robinet de communication. On constate alors que l'un des deux vases se refroidit, et que, dans le même laps de temps, l'autre vase s'échaufl'e dans une proportion rigoureusement égale.

{'es travaux mémorables, exécutés par Joule en 184.^ et contrôlés depuis par Regnault, ne laissent aucun doute dans l'esprit. La théorie et rexpérience établissent l'une et l'autre que, dans les gaz parfaits, le travail intérieur qui accompagne la dilatation ou la contraction est nul. M. J*-G. Spence, dans son livre ((V Aurore de ta civifisc(t7ôn>y, dont mon ami M. Mosséet moi avons publié la traduction française, a fondé sur cette loi une hypothèse hardie. II a émis l'espérance — ceux qui ont lu le livre s'en souviennent peut-être — de voir un jour dès bateaux mus par des machines qui emprunteraient à l'eau de mer le calorique nécessaire à la production du mouvement.

Je lui avais objecté dans ma préface que je ne concevais rien à son idée ; que pour prendre à l'eau de mer le calorique nécessaire à la mise en mouvement de la machine, il faudrait réfrigérer cette eau, et que, toute réfrigération artificielle exigeant de la chaleur ou une force équivalente, il en arrivait a résoudre la question |)ar la question et se rapprochait, en fait sinon en théorie, du mouvement perpétuel.

Il a répondu à cette objection dans une postface ajoutée par lui à l'édition française de son livre, et dont je détache le passage suivant :

... Bien que nous ne soyons pas capables de transformer directement en travail le calorique de l'eau de mer, je pense qjae la conception d'une transformation de cette nature ne renferme en soi rien d'absurde, et qu'un jour ou l'autre elle peut passer dans les faits.

Mais, quoique le cycle de Garnot s'applique à toute machine thermodynamique, Lord Kelvin n'en a pas moins