CONVEBSION DE LA CHALEUR EN MOUVEMENT

de force que les frottements en absorbent. Chacun voit à présent l'absurdité de notre hypothèse. Après avoir résolu la question théoriquement, examinons-la expérimentalement et cherchons si la vapeur présente la même température à l'entrée et à la sortie du cylindre.

Séguin d'abord, ensuite Hirn etRegnault démontrèrent que réellement il y a une perte de chaleur dans les circonstances précitées. Hirn, avec une machine à vapeur d'une force de 1 50 chevaux dans laquelle le t ravail restait uniforme, alors que les quantités de vapeur variaient de 0'',345 à 0*'9469 par seconde, trouva une perte de 38 calories, abstraction faite des différences observées dans les diverses expériences qui furent très-légères malgré les variations assez étendues de la quantité de vapeur qui traversait la machine dans des temps égaux. Dans une autre série de recherches, avec un moteur de 116 chevaux, il trouva une différence en moins de 29 calories. Enfm, avec une machine de 90 chevaux, la diminution fut trouvée de 20 à 21 calories, les quantités de vapeur variant de OM90 à 0S229 ^

Regnault a repris et varié ces expériences. Dans une machine à vapeur fonctionnant à 5 atmosphères, sur 653 calories entrant dans le cylindre, il trouva qu'il s'en perdait 16, c'est-à-dire ^; dans un autre, 34, ou d'une manière générale ^ de la quantité totale'.

Ainsi le fait d'une perle de chaleur produite par le travail, ou effet mécanique d'une machine, est chose irrécusable. H est difficile à la vérité de déduire de ces expériences le nombre représentant l'équivalent mécanique de la chaleur, mais la cause en est à la difficulté d'évaluer la totalité du travail mécanique fait par l'appareil. Si on se préoccupe de déterminer seulement

• Uirn, op. cit. p. 93.

* Regnault, Comptes rendus de V Académie des sciences de Paris, t. XXXVI, p. 676.

une fraction de ce nombre et de conserver à cette fraclion une valeur constante, on reconnaît qu'elle est indépendante de la quantité' de vapeur en circulation et seulement variable avec le travail produit. La machine à vapeur utilise donc seulement une partie assez faible de la chaleur communiquée, mais la partie absorbée par le travail est suffisamment grande pour que Ton ne puisse Tattribucr ni aux simples pertes par rayonnement, ni aux erreurs inévitables dans de semblables expériences. La série des phénomènes produits par Teau au sein d*un moteur à vapeur rend cet appareil très-propre à établir le rapport fixe existant entre les équivalents calorifique et mécanique. En effet, Teau sous la forme liquide entre dans la chaudière, là elle se réduit en vapeur emportant avec elle une certaine quantité de chaleur, elle entre dans le cylindre et y perd une partie de ce calorique pour produire du travail mécanique, puis elle va au condensateur dans lequel, perdant le reste de sa chaleur, elle revient de vapeur eau liquide, enfin celte eau reprise par une pompe est ramenée à la chaudière. Le cycle des transformations n'altère pas la nature du fluide, ni ses propriétés chimiques, et étant donnée simplement la différence des tensions que possède la vapeur dans les diverses parties de son trajet, on peut évaluer la variation de température due à Teffet mécanique produit dans Tintérieur de la machine.

Les animaux sont de véritables machines à feu, par conséquent, sous certains rapports, ils doivent être soumis aux mêmes lois. Les expériences faites parHirn sur lui-même et sur les autres montrent que, dans tous les cas où il se produit un travail dynamique, la respiration s'active davantage, et il se consomme une plus grande quantité d'oxygène ; par suite la chaleur est dégagée en plus grande abondance. Cependant en mesurant la quantité de chaleur effectivement conlrnue dans le corps humain, on la trouve

œNVERSION DE LA CHALEUR EN SIOUVEMENT. 35

notablement moindre que celle produite par la combustion devenue plus intense. Hirn» dans une expérience, a constaté une différence en moins de 436 calories, 330 dans une autre, et, calculant d'après les résultats de la première le travail effectif de la seconde, il trouva un accord parfait entre le calcul et Tobservation^ Réciproquement, si un homme descend une échelle, la quantité de chaleur renfermée dans son corps augmente, car au travail organique s'ajoute celui de la pesanteur.

La machine à air chaud d' Ericsson démontre encore, par son mode de fonctionnement, la perte de chaleur accompagnant la production du travail mécanique. Cette relation est aujourd hui la base de toutes les théories des moteurs animés par le feu.

Les corps gazeux, en vertu de leur énorme dilatabilité, se prêtent mieux que tous les autres au genre d'étude qui nous occupe en ce moment; mais, sur les solides euxmêmes, on peut vérifier la loi de l'absorption de la chaleur par le travail mécanique. Exemple : à Textrémité d'une verge métallique on attache un poids suffisant pour déterminer rallongement du métal; ce dernier s*échauffe à cause du travail exécuté par le poids qu'il supporte. On laisse à la chaleur produite le temps de se dissiper; puis on enlève une partie de la charge; le poids restant est soulevé par l'élasticité du fil; et à ce moment il se manifeste dans le métal un abaissement de température. Or, si la seconde partie de rexpérience avait été faite avant que le fil ait perdu sa chaleur, évidemment la température de la masse n'aurait présenté aucune variation apparente, car la chaleur dégagée par le premier travail positif est égale à celle absorbée par le second travail négatif.

Carnot admettait comme principe fondamental que

* Ilirn, op. cit. p. S3, Théorie mécanique de la chaleur^ 1. 1, p. 20 et 30.

2Ô t)U CALORIQUE.

a toutes les fois qu'il y a transport d'une certaine quantité de chaleur d'un corps chaud à un corps froid, il se produit une quantité de travail équivalente, pourvu qu'il ne survienne aucun changement définitif dans l'état du corps servant d'intermédiaire; et la quantité de chaleur en action reste constante, » Mais autant la première partie de cette proposition est vraie, autant la seconde est fausse, car réellement il disparait une quantité' de chaleur proportionnelle au travail accompli, principe dont Tintelligence sera plus complète alors que nous aurons examiné à fond la parfaite correspondance de&deux ordres de phénomènes.