ACTION CHIMIQUE ET CHALEUR DANS U PILE

travail moléculaire et les quaatilés de chaleur qui en résultent.

En outre, de nombreuses expériences permirent à ce physicien de conclure que les quantités spécifiques de chaleur^ dégagées dans ces combinaisons sont dans le même ordre et dans les proportions assignées par les chimistes aux affinités de ces substances pour Voxygène^.

Ainsi les forces électromotrices étant proportionnelles aux quantités de chaleur et celles-ci aux affinités chimiques, les forces électromotriccs sont proportionnelles aux affinités, et par suite les affinités chimiques sont proportionnelles aux quantités de force vive ou de chaleur produites par la combinaison d*un équivalent des diverses substances.

Toutes ces lois cadrent parfaitement avec celles exposées précédemment sur les actions calorifiques (liv. I). Elles avaient été déjà entrevues par les physiciens du commencement de ce siècle, qui reconnurent que les forces électromotrices sont proportionnelles aux affinités chimiques; et ces observations donnèrent naissance aux théories éle trochimiques de Berzelius et aux échelles d'élcctrotisme de Marianini. A ce propos, il est bon de faire observer que le seul moyen que nous ayons d'évaluer numériquement les affinités chimiques consiste à estimer soit la quantité de chaleur dégagée pendant la combinaison, soitTintensité du courant qui prend naissance dans ces mêmes conditions.

Nous résumerons brièvement les lois dynamo -électriques de la pile en quelques propositions. Le pouvoir électromoleur d'une pile est proportionnel : l** à la somme algébrique des travaux moléculaires intérieurs (travaux positifs et négatifs) ; 2^ à la somme des travaux résistants accomplis chemin faisant par le courant à rintérieur de l'appareil voltaïque et dans le circuit extérieur; S"" à la quantité de chaleur développée dans le circuit, en supposant nulles les résistances extérieures au circuit, et en prenant pour puissance motrice la somme des actions chimiques accidentelles et normales ; i"" aux quantités de chaleur engendrées par les travaux moléculaires des combinaisons effectuées.

Ces lois ne diffèrent pas, quand au fond, de celles posées pré-

' Voy. les mémoires de Harié-Davy, cités plus haai, intitulés : Rec/ierc/iet théorie qncs et expérimenta ics sur V électricité. PniiSi 1861.

Forces él?ctrouo-

trices propres aux

actioos cbiini(]ues.

Résumé des lois du

travail

dynamo-

éleclrique.

Lois de Joule.

531 DE L'ELECTUICITE.

cédemment par Joule. Il établit que : l'^ le courant est proportionnel au nombre des atomes d'eau ou de zinc consommés pour lui donner naissance ; 2° la chaleur dégagée par un couple voltaïquc est en raison directe de la force électromotrice et du nombre des atomes décomposés; 3*^ la chaleur totale du circuit est proportionnelle au produit du nombre des atomes décomposés dans chacun des couples, multiplié par la somme des forces électromotrices*.

Soit donc une pile simple et exempte de toute action locale, on peut donner de la genèse du courant la théorie suivante : Par la substitution du zinc à l'hydrogène une quantité finie de force vive évaluable en calories devient disponible, c.'est la puissance motrice. Ce mouvement se transmet au circuit sous forme de mouvement électrique ; que Ton considère celui-ci comme un flux de matière pondérable ou d^éther ; lorsque ce flux rencontre des résistances, il met en branle les atomes du milieu résistant, et la force vive électrique devient chaleur ; autrement dit, une partie du mouvement électrique de translation se convertit en vibration calorifique de réther et de la matière pesante. Quand la force vive du courant n'est en aucun point dépensée à obtenir un travail extérieur, Téquivalence est complète entre les quantités de chaleur produites par Faction chimique et celles que renferment les cellules de la pile et les rhéophores du circuit : dans le cas d'un travail extérieur mécanique, radiant, électrolytique, etc., il y aura entre ces deux quantités une différence équivalente au travail. Dccomposi- La conncxion intime que nous avons reconnue entre les diverses "**1yi»qu«'**" conditions de la pile et la quantité de chaleur dégagée par ractioir diabocuuon ^^'"^^"6 ^^^^ apprend que l'explication des décompositions électrochimiques devient très-simple quand on les compare aux phénomènes de dissociation produits par la chaleur seule ; à cette différence près, que l'action calorifique étant alors concentrée sur une très-petite surface acquiert par cela même une plus grande énergie. Cette concentration est due à Tintervention de Parc conducteur. Plus on diminue les surfaces et plus les décompositions ^ sont faciles, si bien qu'une pile étant donnée, ses effets électroly*

» Joule, Arch. (VéUcl., 18:»2, l II, p. W.

ACTION GliniIQliE ET GilAi.EUR D4KS LA PILE. 355

tiques sont maximum quand les rhéophores sont des fils minces, pourvu cependant qu'ils ne s'échauffent trop pour empêcher le contact. Wollaston est même parvenu à obtenir des effets de décomposition chimique à l'aide de la machine électrique ordinaire en concentrant toute son action sur la section extrême des conducteurs ; pour cela il scellait l'électrode dans un tube de verre, de telle sorle que le (il communiquât avec le liquide seulement par la pointe. Si l'action calorifique est trop intense, par exemple lorsqu'on emploie une très-forte pile avec des rhéophores ayant un petit diamètre (voy. p. 350), la température dilatant le liquide d^l^e façon excessive, celui-ci passe à Tétat sphéroïdal autour des fils conducteurs, une forte radiation s'établit dans la masse qui est traversée en même temps par une série de petites décharges instantanées, et la décomposition n'a pas lieu.

Ces observations nous donnent une idée assez simple du méca- Kxpiieation nisme de l'analyse de l'eau par la pile, et en même temps elle con- phénomoues. firme l'existence d'une relation intime entre la chaleur et l'électricité. L'action mécanique du courant lorsqu'elle est concentrée dans le fil rhéopliore fait osciller les atomes en leur communiquant dos vibrations excessives, à tel point qu'ils ne peuvent rester unis étant lancés hors de leurs sphères d'action réciproque. De plus, le courant leur communique une quantité de force assez grande pour les maintenir à l'état de molécules isolées, et ainsi ils abandonnent la combinaison. Cependant on ne peut trop diminuer ces surfaces, car alors la tension thermique devenant excessive, produit en tout ou en partie l'état sphéroïdal dont nous avons parlé ci-dessus : ainsi il nous est arrivé d'avoir avec 50 grand élément de Bunsen, et de petits rhéophores une décomposition moindre de celle que nous obtenions avec un petit nombre de couples. Si le courant a une petite quantité, cette concentration des rhéophores est utile.

Les atomes, lors de leur mise en liberté, étant dans un état élec- Transport tri(|ue positif ou négatif, sont entraînés au pôle de nom opposé à éléments, celui de leur signe, mais à cause de la mauvaise conductibilité du milieu, ce transport est le résultat d'un échange d'atomes s'effectuant couche par couche. Donc, sans réclamer l'aide d'aucun principe nouveau, tout le mécanisme voltaïque se réduit à un jeu spécial de la force vive calorifique mise en disponibilité pendant

330 DE L*ÉLECTRIGITB.

les réactions chimiques; cette action, transportée d'une section à l'autre des conducteurs interpoluires par le torrent électrique, anime les masses sensibles et l'cther de mouvements vibratoires qui se traduisent au dehors par des élévations de température, des radiations lumineuses, des décompositions chimiques. Ainsi se trouve justifiée celte heureuse expression de Faraday, déjà citée, que le couranUest une action chimique en circulation. AM\\tc Mais il ne sera pas mauvais d'insister un peu sur ce sujet puur

cirruiaiion nous fairc unc idée du passage du courant pendant Télectrolyse.

cicNtriqur. |o ^Q^g avons vu que dans les substances isolantes dont les extrémités sont électrisces en sens contraire, il se produit un déplacement d'électricité, soit par induction (comme dans les lames de mica), soit par polarisation, comme cela se passerait suivant quel(|ucs-uns dans les masses continues (Cantoni). Cette polarisation ne fait que déplacer lether dans chacune des molécules sans lui faire parcourir un espace fini. Il faut une tension énorme pour pouvoir arriver à surmonter la cohésion moléculaire, et obtenir un passage violent avec rupture des corps, ainsi que cela a lieu quand on perce le v< rre.

2^ Dans les corps conducteurs, l'électricité se propage par le mouvement moléculaire propre du corps: ainsi, dans l'aimant, elle revêt le type circulatoire dont nous parleron;*, à tel point que le courant parait supprimé dans toute la portion occupée par la partie magncti.jue libre, d'où il résulte que l'électricité ne circule pas en laissant en repos 1 ether préexistant, mais le courant se propage par le moyen de Téther constituant le corps lui-même. Toutefois ce mouvement duns les corps conducteurs ne se fait ps par un simple mouvement vibratoire (comme la chaleur), cborc que nous avpns déjà vue êlre impossible, ni par celte sorte do mouvement éthéré dans lequel les atomes sont déplacés momen tanément de leur position, puis ramenés à cette position j ar les forces sollicitantes ; ce que Ton appelle osciller entre les limites de l'élasticité; mnis ce mouvement se fait de telle sorte que la partie déplacée reste au moins partiellement à la nouvelle position occupée sans revenir définitivement sur ses pas.

empruntée Pour uous scrvir d uue comparaison empruntée a la mécanique

méc^nf ne. ^suellc, le mouvemcnt oscillatoire de la première espèce serait