IDÉE GÉNÉRALE DES DIVERS ETATS DES CORPS
lable à une pression que la chaleur doit surmonter. Si nous
faisons À := l'équivalent calorifique du kilogrammètre,
c'est-à-dire -r^rrr; tous ces travaux seront effectués par une
quantité de chaleur :
A représentant le travail moléculaire.
Lorsque, dans une opération inverse, le corps reviendra à Fétat d'où il était parti, cette quantité de chaleur sera restituée toute entière.
Enfin, dans certains cas, le corps chauffé accomplit un certain travail extérieur; il soulève un poids, un piston chargé de la pression atmosphérique, par exemple, etc. Représentons par/} la pression dont nous parlons, et par f/V l'augmentation de volume; nous aurons la quantité de chaleur équivalente au travail total nécessaire au corps pour passer de V© à V^ exprimée par :
f" = A fVv.
Donc, la quantité de chaleur totale qui, dans un corps, à la fois fait un travail intérieur, un travail extérieur et échaurfe la masse, est donnée par la formule :
0 = K (^ - U) 4- AA 4- a/J VV.
Dans le cas d'un travail extérieur nul, les deux premiers termes de l'expression^précédente doivent être seuls conservés, et leur somme représente la chaleur u que l'on doit, dans les conditions ordinaires, appliquer à un corps pour réchauffer à un degré donné, l'élévation de température s' accompagnant ordinairement d'un travail intérieur ; cette quantité de chaleur est la ca])acilë calorifique ordinaire.
Si les corps éprouvent un notable changement de volume lors de Tapplication de la chaleur, pour les gaz» par exemple, il faut distinguer deux chaleurs spécifiques: la première, qu'on appelle chaleur spécifique sou^ pression constante, est la quantité de chaleur nécessaire pour échauffer 1 mèlre cube de gaz d'un degré en le laissant se dilater sous sa pression primitive; la seconde qui a reçu le nom de chaleur spécifique à volume constant, est la quantité de chaleur qu'il faut donner à ce gaz pour l'échauffer d'un degré, alors que, renfermé dans un récipient inextensible, il ne peut se dilater, et augmente de tension à mesure que la température s'élève. La première de ces deux quantités surpasse la seconde, et il est clair que la différence est précisément la chaleur détruite ou transformée dans le travail de la dilatation.
La thermo-dynamique repose sur deux notions fondamentales : la première est le principe d'équivalence, la seconde peut être admise comme un axiome. En effet, il est évident que pour obtenir un travail extérieur utile par voie thermique, il ne suffit pas que la chaleur passe simplement d'un corps plus chaud à un corps plus froid, mais encore il faut qu'il y ait convection de la chaleur d'un corps à un autre, c'est-à-dire que dans une machine motrice les choses doivent être disposées de telle sorte que le corps circulant dans l'appareil éprouve des variations de température dans des sections différentes du circuit parcouru par lui ; ce second principe est d'une importance extrême au point de vue des applications de la chaleur, mais au point de vue de* la théorie pure, il est loin de présenter le même intérêt. 11 n'en est pas ainsi de la distinction entre les trois effets produits par la force vive de la chaleur lorsqu'elle se communique à un corps; aussi cette division est-elle pour nous le véritable programme ,qué nous développererons dans le courant du premier livre.
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Nous examinerons donc quelle idée nous pouvons nous faire de ces travaux intérieurs, comment nous devons comprendre la capacité calorifique, et ces phénomènes, dits de chaleur latente, qui s'observent lors d*un changement d'état. Nous rechercherons l'influence des pressions internes sur les lois acceptées jusqu'à présent touchant les échanges de chaleur. Nous verrons que ces lois sont sensiblement modifiées et que la plupart d'entre elles sont des lois limites ^ vraies théoriquement, mais qui appliquées aux corps tels que nous les connaissons sont inexactes à cause des perturbations qu'elles exercent les unes sur les autres. Les lois de Gay-Lussac et de Mariette s'appliquent exactement aux gaz parfaits, c'est-àdre à ceux dans lesquels le travail intérieur est nul ; elles supposent les températures mesurées d'une façon absolue et non rapportées à un zéro purement conventionnel; enfin les volumes eux-mêmes ne doivent pas être estimés d'après les volumes apparents, mais d'après les volumes compris entre les atomes. Du reste, la destinée de ces lois a été assez singulière et en tout comparable à celle des lois qui régissent le mouvement elliptique des planètes. Ces dernières, trouvées à l'aide de données imparfaites, ont conduit au principe de la gravitation universelle, et les astronomes, en développant les conséquences de ce principe, ont reconnu que le mouvement des planètes n'était en réalité jamais elliptique.
Nous suivrons, dans notre étude, des phénomènes thermiques, la marche indiquée par l'évolution historique de la question. Nous dirons :
i® Gomment les corps ont été envisagés jusqu'ici au point de vue de leur état physique;
2® Gomment nous devons les concevoir d'après les théories modernes;
5® Quelles modifications ces idées nouvelles apportent aux lois acceptées sans conteste jusqu'à ces derniers temps.
