EXPOSÉ DE LA THÉORIE MÉGAI9IQUE

vait pas encore cherché quels rapports relient ces deux branches de la physique, il était donc impossible de présenter une théorie homogène. On oscillait sans cesse des idées anciennes aux nouvelles et la langue scientifique se chargeait d'expressions mal définies ou détournées de leur véritable sens physique.

Seuls les mécaniciens théoriciens commencèrent tardivement à camoi. s'occuper de la chaleur comme puissance motrice. En 1824, Sadi Carnot donna une célèbre théorie de la machine à vapeur qui fut le point de départ et le sujet de nouvelles recherches. Il partait de ce principe que le calorique est une substance qui, se conservant sans altération dans son passage à travers la machine, produit néanmoins le mouvement durant ce trajet. Evidemment d'après cette hypothèse la chaleur devait se trouver en égale quantité aux deux extrémités d'une machine à feu , mais on ne pensa point à vérifier expérimentalement ce résultat théorique, dont Finexaclitude a été plus tard parfaitement établie. Carnot fut suivi par Clapeyron ^ qui exposa les principes et trouva les formules analy-^ aai «yron. tiques nécessaires pour estimer le travail effectué parle calorique. Les savants acceptèrent comme axiome fondamental l'impossibilité de créer soit la force motrice, soit le calorique, par conséquent c'était au moment où un corps chaud cédait sa chaleur à un corps froid, que la chaleur produisait la force mécanique.

Cette disparition d'unç portion de chaleur, si elle avait été bien inutilité iic prouvée, aurait trancbé la question théorique, parce qu'une caiôrfqu<r' substance ne peut s'anéantir. Toutefois les faits observés par Carnot sont très-intéressants. Il prouva que la quantité de travail utilisé avec la chaleur ne dépend pas de la substance qui lui sert de véhicule, et il établit les règles pour obtenir l'effet utile maximum avec une chute de température déterminée.

Considérant le calorique comme une substance inaltérable, la chute dont nous venons de parler ne pouvait être pour lui qu'une diminution de la tension du calorique. Or elle pouvait évidemment avoir lieu indépendamment de la matière calorique^ il suffisait pour cela de douer de tension la matière pondérable, véhicule de la matière calorique.. Le calorique est donc réellement une superfluité en tant que matière, et cela explique pourquoi la

* Journal de VÉcole polytechnique, t. XIV, p. 459, chap. xxiii, 1854.

théorie de Carnot s*est adaptée admirablement bien aux idées modernes. Cette théorie suppose deux matières unies : calorique et vapeur, la première est indispensable pour donner la tension à la seconde, et l'accompagne toujours ; mais il est clair que l'on peut toujours donner directement cette tension à la vapeur; qui la conservera dans sa masse, sans avoir besoin d'être accompagnée fidèlement par l'impondérable. Nous reviendrons plus tard sur les découvertes de Carnot qui, malgré leur importance, restèrent longtemps stériles, peut-être à cause de la façon dont elles étaient exposées. Ces recherches ont été estimées à leur vraie valeur dans ces dernières années, à partir de l'époque où Clapeyron vers 1834 en développa plus clairement les principes, donnant des formules analytiques, et des méthodes de calcul plus conformes aux procé* dés modernes de la mécanique.

Si^gtiiii. Un point restait encore à éclaircir. Comment la puissance méca-

nique dérive-t-elle de la chaleur? quelle relation lie l'une à l'autre? on l'ignorait. Séguin, le premier, démontra d'une façon rigoureuse vers 1839, qu'il y avait toujours perte de chaleur dans une machine, lorsqu'elle accomplissait un travail; et il essaya même d'évaluer le rapport entre le travail produit et la chaleur perdue, en prenant pour point de départ l'impossibilité du mouvement perpétuel. Plus tard, vers 1842, le médecin allemand

Majer. Maycr de Heilbronn raisonnant sur les phénomènes physiologiques, sur les effets de la nutrition et sur la chaleur animale, reconnut qu'il existait nécessairement une relation déterminée entre le travail exécuté dans la machine animale et la quantité de chaleur dégagée dans les combustions internes. Mayer, le premier, osa employer l'expression équivalent mécanique de la chaleur. Naturellement les considérations physiologiques se prêtaient mal à la détermination de la valeur numérique de ce rapport, mais pour arriver à ce but, Mayer sut avec une sagacité profonde tirer parti des propriétés thermiques des gaz^ ainsi que nous le dirons en temps utile. Le procédé était bon, car l'expérience nous montre constamment que la chaleur n'accomplit jamais un travail sans l'intermédiaire d'un changement de volume survenant dans les corps ; et sous ce rapport les gaz sont de toutes les substances, celles qui se prêtent le mieux à l'observation.