ACTION CHIMIQUE ET CHALEUR DANS U PILE

comparable à celui d'une série de billes d^ivoire soutenues chacune par un fil cl se touchant mutellement ; série dans laquelle le mouvement de la première bille se transmet à la dernière sans translation des billes intermédiaires, mais seulement par l'oscillation et le changement de forme de chacune des billes en particulier. Le second mouvement serait analogue à celui qui survient dans une série de billes de billard posées sur la table, et séparées Tune de Tautre par un petit intervalle. La première mise en mouvement cho(]ue la seconde et demeure à la place qu'elle avait quand elle a rencontré celle-ci ; la deuxième choque la troisième, mais après change de place, et sans revenir après le choc à la position qu'elle occupait tout d'abord. De sorte que, quand le mouvement est arrivé à la dernière bille, toutes les billes, intermédiaires sont changées de place et si le même effet se reproduit d'une façon continue, on finira par obtenir une véritable course de billes. Les réunions d'atomes élhérés qui environnent les molécules pesantes dans les corps conducteurs, parai>sent devoir être plutôt comparées à ce dernier système de billes qu'au premier. En effet, outre l'élasticité, entrent en jeu d'autres forces et d'autres résistances ; de la sorte, il arrivera qu'une partie de l'éther se trouvera déplacée et aura un véritable mouvement d'écoulement. La même masse éthcrée qui environne les molécules se trouvera déplacée et mise en mouvement en totalité ou en partie, et un (lux s'établira sur la ligne parcourue par Télcctricité.

Dans le cas des corps décomposablcs, h peine le circuit est-il séiuraiion fermé que la tension électroscopiquc s'établit aux deux extrémités : ,„oh^uic5 positive à l'une, négative à l'aulre. Cette tension n'étant qu'une «^icracmanc», véritable exagération de la vibration moléculaire éthérée pour la tension positive, ou un état déficient dans le cas de la tension négative, la couche de liquide contigue aux rhcopliorcs se trouvera déséquilibrée; les molécules du composé seront poussées à se séparer pour rentrer dans un nouvel équilibre, el concevront une tendance à se séparer au pôle même, par exemple positif. Sans Tinfluence de cette tension électrique, à peine sortis du contact du rhéophore, les ïnolécules se recombineraient, de même que la vapeur d'eau dissociée dans un tube de platine; ce qui reproduirait une nouvelle combinaison. Mais, en vertu de la tension, il arrivera

SFCCIII. — rOIGF^ r!IT5:Q:E5. — l*" ÉOITDX. 33

que dans la première couche conliguë au rliéu^ihnic, autour duifuel •la substance est décomposée, la portion d'éther conslitutir qui s'; trouve, se partagera en deux parties; Tune neutralisera la tension du p61e, suivant le signe qui lui est propre, l'autre réagira sur la molécule voisine, et échangera avec elle l'élément constitutif, ainsi qu'il a été dit que cela arrivait dans les corps polarisés. Cet échange aura lieu sur toute la ligne jusqu'à l'autre extrémité où la tension moléculaire se trouvera en contact avec le pôle de signe co;itraire au sien dans la pile, et se neutralisera, laissant ain^ libre l'autre élément pondérable. D'où il arrivera que tout élément se manifestera au pôle de la pile de nom contraire à l'état qu'il prend naturellement lorsqu'il est libre et hors de combinaison.

La ligure suivante (2Sj peut montrerde quelle manière .s'effectue l'échange intérieur dans le corps au moment de sa décomposition.

Supposons le corps composé représente p.nr le symbole M (lig.29), pour chacune de ses molOcules : la rangccA (Dg. 28) rcpréscnicra l'état naturel : par Taction électrolylique, la constitution du corps devient celle liguréc par la rangée B, dans laquelle aux extrémités reste libre un dos deux cléments, '^' " ■ On voit qu'à l'aide de celte théorie, nous

expliquerons les faits suivants :

1° Les éléments dissociés ne doivent apparaître qu'aux pâles extrêmes sur les rlioophores.

2' La quantité du courant éthéré obtenu sera proportionnelle à la somme des équivalents dissocies, (c'est-à-dire en raison de la

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proportionnalité établie entre les actions éleclrolytique et magnétique) l'action chimique sera proportionnelle à la déviation de la boussole.

5*^ De même que les équivalents chimiques possèdent une chaleur spécifique égale, de même ils devront exiger une quantité identique d'électricité pour être dissociés ; ce second travail dépendant de la force vive qui se trouve dans Téquivalent, laquelle est toujours la choeur spécifique.

4^ Si le eorps n'est pas décomposable, mais cependant conduc* leur, c^est-à-dire tel qu'il permette ce déplacement moléculaire qui constitue le courant, le travail effectué dans le trajet sera proportionnel au carré de la vitesse du courant, c'est-à-dire au carré de ce qui constitue Tinlensité du courant. Car ceci est un travail qui doit être proportionnel au carré de la vitesse.

Par là on a la solution d'une difficulté qui se présente à qui- soiuiion conque compare les effets chimiques et calorifiques de la pile. Si dirocuité^. le premier travail est identique au second, on devra avoir l'action chimique proportionnelle au carré de l'intensité, tandis qu'en réalité, ces deux quantités sont simplement proportionnelles. Mais après ce que nous venons de dire cette proportionnalité est une conséquence naturelle de la théorie du travail, et prouve l'exactitude du principe duquel on est parti.

En résumé, nous avons dans la nature deux classes de phénomènes : quelques-uns peuvent s'expliquer par la seule action de l'éther libre ; tels sont les phénomènes optiques, et ils s'effectuent dans les limites de l'élasticité. Les autres se passent dans Téther constitutif des molécules corporelles, en en modifiant la structure au delà de la limite d'élasticité : ce sont les phénomènes électriques. Sous l'influence de l'action simplement inductrice dans les corps isolants, les atmosphères se modifient, mais ne se bouleversent pas ; dans les liquides décomposables, non-seulement elles se modifient, mais entre elles s'opèrent des échanges qui ont pour but de mettre en liberté des éléments isolés.

En voulant tout réduire à un mouvement vibratoire, ou à un mouvement de la matière pesante, tous ces faits sont incompréhensibles, et si on arrive à mettre en équation leur intensité, leur intelligence n'en devient pas par là plus claire. Au contraire,

Développe'

menls ultérieurs.

Exceplioné apparente».

Aulrc eiceplion.

en admellatit l'éther, tout devient d*tine facile compréhension, et si riiypothèse est fausse, elle a au moins l'avantage de rendre intelligible la nature, ce qui est une forte raison de croire que l'hypothèse n'est pas erronée.

Nous verrons que toute la série des phénomènes du courant deviendra très-facile à entendre, grâce à Thypothèse de l'éther qui par là sera d'autant conGrmée.

Pour l'instant nous insisterons encore sur quelques-uns des points indiqués ci dessus afin de mieux élucider certains faits indiqués trop sommairement.

Nous avons dit que les phénomènes de la pile sont un cas particulier de l'action chimique, phénomène beaucoup plus général, de telle sorte que Ton peut chercher dans l'action chimique l'explication du courant ; mais la réciproque n'est pas vraie, et une action chimique ne se réduit pas simplement à une manifeslion électrique. Il importe de bien se pénétrer de cette distinction, sinon on trouverait des objcclions là où elles n'existent pas ; par exemple, il ne faudrait pas croire que dans toutes les piles électrochimiques les lois précédemment indiquées se vérifient complétemcnl.

Ces lois sont tout au plus applicables aux couples formés par le zinc amalgamé et l'acide sulfurique, c'est-à-dire à ceux qui ont servi aux expériences desquelles les lois ont été déduiles; avec d'autres dispositions, elles sont en défaut. Ainsi, d'après Raoult, en employant le zinc et Tacétatc de zinc avec le plomb et l'acétate de plomb, la quantité de chaleur due à l'action chimique égale 15691 calories et la chaleur totale d'une pile montée avec ces éléments est représentée seulement par 12458 : en employant le cuivre et le nitrate de cuivre concurremment avec l'argent et le nitrate d'argent, la première valeur est 16402 tandis que la seconde est 7789 V

Dans ces circonstances les phénomènes se compliquent de réactions secondaires. Disons toutefois que même en considérant les cas les plus simples on trouve des irrégularités non moins évidentes. Ainsi il semble que, par l'introduction de fortes résistances

* Cosmos, IG octobre, p. 45U.

ACTION! ClimiQUE ET CHALEUR DANS LA PILE. 341

dans le circuit, on puisse régler l'action chimique de façon a ce que la durée du courant d'une pile soit en raison inverse de son intensité. Nos expériences n'ont point confirmé ces prévisions ; en effet, une pile de Bunsen bien isolée, avec un conducteur gros et court, nous donna 527 pour le produit de la durée par l'intensité ; la même pile reçut un fil long et fin, et la valeur du produit descendit à 260. La différence observée ne put être attribuée aux déperditions, car celles-ci (calculées en comparant la pile d'expérience à une autre placée dans les mêmes conditions d'isolation) furent trouvées de beaucoup inférieures à la différence constatée pendant l'expérience \ Par conséquent, dans les piles, même dans les meilleures conditions, si la résistance du circuit vient à augmenter, une grande partie de Télectricité en mouvement se décharge par une voie autre que le fil conducteur. Probablement le courant se décharge en revenant sur lui-même par l'intermédiaire du liquide intérieur, d'où résulte pour ce dernier une élévation de température.

En étudiant avec un galvanomètre le courant d'une pile ani- ^* . niant une lampe électrique, on voit la déviation de l'aiguille ai- deiarc mantée rester constante depuis l'instant où on ferme le circuit **®*^'"*i"® jusqu'à l'extinction de la lumière, mais pendant ce temps la longueur de l'espace lumineux présente de grandes variations, c'està-dire la quantité de molécules mises en vibration ne demeure pas la même. Ce fait mérile d'être rapproché du suivant, observé par Faraday, touchant les décompositions électrochimiques. Lorsqu'on augmente le nombre des éléments d'une pile communiquant avec un voltamètre, l'clectrolyse ne subit aucune variation, si en même temps un fil de platine, traversé par le courant, est porté à Tincandcscence sur une longueur d'autant plus grande que le nombre des couples devient plus considérable. Lr nouvelle résistance, ajoutée par réchauffement du fil, compense Tau^rmentation de la force produite par ces nouveaux élénnents. Ces faits confirment que la tension est pour un courant ce qu'est la pression ordinaire qui pousse un fluide en mouvement. En effet, dans les expériences précédentes, nous pouvons comparer la pile de Bunsen à un moteur

* Voy. Mûiloiresur ia lumière clcclriquo. Nucvo Cimtnlo. i. IV.

Le couraot

n'est pas

inconciliable

avec le mouvement vibratoire.

En somme

la force vive

reste

constante.

hydraulique dans lequel on règle graduellement les résistances à mesure que change le niveau de Peau employée à entretenir le mouvement, de telle sorte que la masse et la vitesse du Uquide, au sortir du coursier, peuvent rester constantes. Cette pression, avons-nous déjà dit, suppose un mouvement oscillatoire, et les faits cités en ce moment appuient notre théorie, puisque la masse ébranlée effectivement dans le mouvement actuel est proportionnelle à l'intensité de la vibration dans le mouvement dit virtuel.

Nous ne croyons pas qu'on puisse trouver inconciliable ce mouvement vibratoire produit par le courant avec la fl.\ité ordinaire des molécules dans Tinlérieur du corps duc aux attractions moléculaires. Ainsi nous pouvons comparer ce mouvement à celui qu'un courant d'air produit dans un champ de blé, alors quil détermine une oscillation des tiges en forme d'onde, bien qu'il soit un mouvement progressif. Cela arrive régulièrement jusqu'à ce que le ^ent se modère ; si celui-ci augmente au delà d une certaine intensité, il pourra arracher les tiges des blés ; dans notre cas, ce serait la fusion ou désorganisation du solide traversé par le courant qui représenterait celte phase violente.

Les expériences de Soret prouvent que tout travail dynamique exécuté dans le circuit interpolairn réagit sur le courant. Aussi a-t-on raison d'admettre que la loi de l'intensité est dépendante des travaux qui s'accomplissent dans le circuit lui-même. Ces travaux sont de divers genres, et comme durant un travail mécanique les actions chimiques diminuent en raison simple de la quantité d'électricilé et l'action thermique en raison doublée de cette même quantité, il s'ensuit que la chaleur dégagée peut compenser une action chimique.

L'électricité étant un mode de mouvement, comme la chaleur et la lumière, elle se modiûe diversement selon la nature du travail produit. Mais que le courant produise du mouvement, de la lumière ou de la chaleur, la force vive ne pouvant ni se perdre ni se créer, la même quantité de travail sera mise en jeu dans toutes ces transformations ; celui qui essayerait de contrôler expérimentîdemcnt ces inductions théoriques rencontrerait des difficultés nombreuses, car il lui faudrait reconnaître les divers genres de

ACTION CHIMIQUE ET CHALEUR DANS LA PILE. 3i3

trayail, et évaluer numéritiuement chacun d*eux d'après les principes de la mécanique. Nous rencontrerons des écarts encore plus considérables en étudiant les phénomènes d'induction, lesquels représentent un travail d'une nouvelle espèce ^ Mais, quelle que soit la diversité des métamorphoses, le principe général de la conservation de la force vive reste vrai. Parvenus à ce point de notre étude, ne devient-il pas évident que rélectricité n'est qu'une forme de mouvement dont les rapports avec la chaleur et l'action chimique sont des plus étroits ; que ce n'est point un principe distinct des autres agents naturels comme le croyaient les premiers expérimentateurs, et que même elle se réduit à une modalité secondaire des forces de la nature. Cette conclusion deviendra encore plus évidente par la suite.

Dans ce sujet règne encore sur plusieurs points une grande obscurité ; il ne nous appartient pas de la faire disparaître, mais nous engagerons les observateurs à examiner ces problèmes, ils présentent un beau sujet de recherches, et leur solution fournira des données utiles sur la corrélation des divers mouvements.

Afin de rendre plus claires les vues exposées un peu plus haut Conductiusur le transport des éléments par le courant, il importe de faire des wqwMos. la remarque suivante. Les physiciens discutent encore pour savoir si, oui ou non, les liquides peuvent conduire un courant sans éprouver une décomposition électrolylique. La question est fort délicate. Cependant considérant que les liquides appartiennent à la classe des corps diaphanes; considérant combien ils s'éloignent

* Les questions que nous traitons actuellement sont d'un grand intérêt; elles ont occu^^é des physiciens distingués. Soret etClausius [Archives de$ science» naturelles, t. XLVf, 1857, p. 120 et suivantes, et p. 170) ; Favre (ibid., 1859, p. 359). Voy., dans la note de Glausius, comment il rattache le fait fondamental à la théorie de In chaleur. Au fond, tous ces auteurs admettent une augmentation de résistance, mais de résistance dynamique, (Voy. Leroux, loc, cil,, p. 160.) Ceux qui aiment voir le principe de la conservation de la force vive appliqué à l'électricité, pourront consulter l'intére>*sant mémoire de M. Helmholtz, Sur la conservation de la force, ips^B 100 et suivantes de la traduction française. Comme rétablissement de ces formules n'est d'aucune utilité peur éclairer la question de principe rationnel qui forme le but de cet ouvrage, nous ne croyons pas devoir ici développer ces raisonnements. Nous nous bornerons à indiquer le principe général qui sert de base à ces formules, et qui consiste en ce que toutes les fois que dans un système de corps où régnent ces forces, fonction des distances, il s'accomplit un changement de positions, la quantité des forces vives doit rester constante. Ce principe, appliqué aux actions électriques, donne des formules pour évaluer leurs intensités, mais il est loin de nous éclairer sur la nature du phénomène physique qui s'accomplit au moment de ce changement des dislances.

544 DE L'&LECTRICITÈ.

des métaux par leurs propriétés optiques, on est autorisé à croire que, de même que les métaux ne transmettent pas les mouvements transversaux, de leur côté les liquides sont dans les conditions semblables à l'égard des mouvements longitudinaux, et par conséquent ils ne conduisent pas l'électricité. Toutefois, en raison de leur mobilité physique, ils se laissent pénétrer par les vibrations longitudinales jusqu'à une petite profondeur, et cela suffit pour troubler leurs molécules, d'où il résulte une série de décompositions et de recombinaisons successives, par l'intermédiaire desquelles l'équilibre de tension du courant se trouve établi. Constance Aux premiers paragraphes de ce chapitre nous avons indiqué éîc^hque! comment plusieurs substances étant précipitées voltaîquement, les poids des substances déposées dans un même temps sont proportionnels à leurs équivalents; nous pouvons conclure de là que tous les corps présentent la même capacité électrique ; en d'autres termes, la même quantité de mouvement électrique est toujours nécessaire pour décomposer un équivalent d'une substance quelconque. Telle est la seule façon exacte de comprendre l'expression capacité électrique. Nous retrouvons là une loi parfaitement homologue de celle qui a été posée en traitant des effets calorifiques produits par les actions mécaniques. Jusqu'ici nous ignorons complètement si les quantités d'éther qui forment les atmosphères des atomes pondérables sont égales, quelle que soit la nature d( s particules matérielles ; cependant la chose n'est pas impossible, et dans ce cas les atmosphères pourraient différer entre elles par la densité et par la vitesse de rotation.

Voilà tout ce qu'il nous est permis de dire sur une matière aussi difficile, et sur laquelle nos connaissances sont très-insuitisantes malgré le nombre des expériences faites à ce sujet. Voyons maintenant si, en renversant le problème et en cherchant les lois de l'électricité mise en mouvement par la chaleur, il est possible de pénétrer plus avant dans cette question pleine de mystères.