GAP AGITE CALORIFIQUE DES GAZ

alors elle deYra faire un travail supplémentaire pour dilater sa propre masse. La capacité à pression constante et par suite â volume variable a été trouvée par voie d'expérience c = 0,2377, et comme le rapport entre les deux capacités est x=r 1,4122, il en résulte que la capacité à volume constant c' = 0,1687 ^ Évidemment la différence de ces deux capacités est fonction du travail mécanique accompli; et si, partant de ce chiffre, on calcule l'équivalent mécanique de la chaleur, on trouve le nombre 'i2Î kilogrammètres, résultat conforme à ceux obtenus par d'autres méthodes, de sorte que l'on a ainsi une éclatante confirmation de la théorie.

ci 5

En posant —7=jrn = environ -» on voit que dans la

dilatation d*un gaz sous une pression constante, les f environ de la force vive sont employés à produire simplement le travail de projection des molécules, sans qu'il en résulte le moindre accroissement d'intensité dans la vibration moléculaire; par suite, lors de la contraction du gaz, cette force deviendra disponible. Ainsi, lorsque les molécules d'abord complètement libres dans un grand espace seront forcées à exécuter leurs mouvements dans un moindre volume, leur vitesse de translation deviendra sensible; elles se choqueront mutuellement, elles feront effort contre les corps environnants et produiront un travail ayant pour résultat un accroissement de la vibration calorifique. En un mot, elles agiront comme des projectiles qui, animés dans l'origine d'une grande vitesse, l'épuisent peu en communiquant un ébranlement, au milieu traversé et aux parois qui le limitent. Dans le langage usité jusqu'à présent par les physiciens, on a coutume de dire : dans toute dilatation gazeuse une certaine quantité de chaleur devient latente ^ et cette

* Him, p. 171, trad. de Zeuner. On a donné de ces faits une démonstration fondée sur des raisonnements mathématiques élémentaires.

quantité redevient sensible, lors de la condensation. Or, on se représente difficilement la chaleur comme une matière qui tantôt se dissimule dans les pores d'une substance pour en sortir brusquement, à la manière de Feau dans une éponge. Toutefois l'expression de calorique latent peut être conservée, mais seulement comme une locution commode pour la rapidité du discours ^

^ Ici il ne sera pas hors de propos de citer une belle application de ces principes faite par M. Marsh à la théorie des étoiles filantes [\oyez Americ. Journal, vol. XXX, Onluminosity of meteoi's).

L'inflammation de ces corps est certainement due à leur frottement contre l'air ; et cependant la très-grande raréfaction de l'atmosphère dans les hautes régions semble repousser l'idée d'un dégagement de chaleur assez considérable pour volatiliser ces substances et les portera l'incandescence. Ce physicien fait remarquer avec raison que cet air dilaté doit posséder une énorme quantité de chaleur latente absorbée pendant sa dilatation. En effet, du rapport entre les capacités calorifiques cité plus haut, il résulte que si l'air est libre de se dilater, les -f environ de la chaleur qui lui est fournie sont employés à élever sa température, et les I restant sont absorbés par le travail mécanique de la dilatation, de sorte que des 273 degrés thermométriques nécessaires pour doubler le volume d'une masse d'air, 80 degrés absorbés pour ce travail sont, comme l'on dit, rendus latents. Or, à une hauteur de (jkiiom 5g Pair est déjà réduit à la moitié de sa densité; par conséquent, il aura 80 degrés de chaleur latente, et on trouve par le calcul que si la densité devient 128 fois moindre, et cela arrive à 21 millesi la chaleur latente devient égale à 10000 degrés. Cette quantité de chaleur est nécessairement dégagée lors de la compression exercée sur le gaz par le bolide au moment où, traversant l'atmosphère avec une grande vitesse, il fait subir une énorme condensation aux couches situées sur son trajet. Supposant qu'alors la densité du gaz devieime seulement égale à celle de l'air au niveau de la mer, on voit que lumière et chaleur pourront se développer en grande quantité.

A la hauteur de 111^"»"» ,6, l'air est 260000 fois plus rare, et le calorique latent de 20 millions de degrés, si bien que, même en admettant pour les limites de l'atmosphère une température de — 400«, et malgré la quantité de chaleur absorbée par le corps qui rencontre notre atmosphère, une température aussi élevée doit être capable d'en volatiliser des masses considérables. La quantité de calorique contenue dans l'air étant d'autant plus grande que l'air est plus dilaté, on s'explique alors pourquoi dans les hautts régions les inflammations des bolides sont plus fréquentes que dans les couches situées plus bas. Nos observations nous ont fourni le nombre 150 kilom. pour

nu ZÉRO ABSOLU. 87

On se demandera peut^tre si les forces molécalaires sont eiactement détruites dans les gaz. Dans ce cas, les lois de Manotte et de Gay-Lussac doivent être rigoureusement exactes, et, dans le calcul de la tension finale d'une masse gazeuse, on peut négliger le travail interne. Or, les délicates investigations de M. Regnault et d'autres physiciens ont mis en évidence les écai*ts de ces deux lois. Il a été reconnu que les coefficients de dilatation varient avec les températures ; mais que, pratiquement parlant, on peut les regarder comme constants pour l'hydrogène, l'azote et Toxygéne, gaz considérés comme parfaits, au moins dans les limites de nos procédés d'observation. Par suite, l'expérience des deux ballons communiquants, faite par Joule, fournit des résultats conformes à la théorie seulement avec les gaz parfaits; car, en employant Tacide carbonique ou d'autres gaz non permanents, on constate réellement une différence finale de température dans le système, comme cela doit arriver toutes les fois qu'une réaction intérieure prend naissance.

Les gaz nommés permanents ne sont que de simples vapeurs éloignées de leur point de saturation, ou encore des vapeurs surchauffées. Pour ces gaz, dans le cas où ils sont parfaits, la capacité calorifique entendue, comme on le fait ordinairement, équivaut à la capacité réelle ou absolue, car le travail intérieur est nul dans un de ces gaz chauffé sous une pression constante.

Considérant la dilatation des gaz pernianents comme la mesure de la forc^ vive dont sont animées leurs molécules, on peut dire que si leur force expansive devient nulle, il

la hauteur moyenne de ces météores; par suite, la quantité de chaleur latente équivaut à plusieurs millions de degrés. En outre, d'après les calculs de M. Schiapenelli, l'air serait rencontré par les météores avec une vitesse comprise entre 16 kilomètres par seconde au moins et 79 kilomètres au plus.

en sera de même du mouvement moléculaire, et alors on aura le zéro thermométrique absolu. Or il résulte des expériences de Magnus et de RegnauU que la dilatation des gaz parfaits est 0,005665 de leur volume pour chaque degré centigrade, d'où Ton déduit que si un gaz est abaissé à — 273°, sa tension sera réduite à zéro, et on aura par conséquent le zéro thermométrique absolu^. Mais si on réalisait ces conditions, avant d'arriver à une aussi basse température, les gaz changeraient d*état, et, par suite, de capacité calorifique. On ne peut donc parfaitement fixer la température à laquelle cesserait tout mouvement vibratoire. Du reste, on est loin de pouvoir produire un froid de — 273°, et à ce propos il est bon de remarquer comment laugmentation du mouvement intérieur des corps nous est pins facile à obtenir que sa diminution. Nous ajouterons, avec M. Hirn, que, suivant les principes admis anciennement, le volume d'un corps devrait se réduire à zéro par Teffet d'une soustraction continue du calorique, c'est-à-dire que la matière d'un corps pourrait disparaître complètement, ce qui est absurde.

Posons a = le cofficient de dilatation d'un corps pour un degré centigrade, le volume du corps sera toujours exprimé par

t et (q étant les températures en degrés centigrades. Si (q représente le zéro de notre thermomètre et si on donne à a sa valeur maximum, c'est-à-dire le coefficient de la substance la plus dilatable, soit

* En effet, en divisant le volume considéré comme unité par 0,003665, on a sensiblement 273 pour quotient.