CHANGEMENT DE VOLUME DES CORPS

2 dixifones de oiillimètre. On reconnaît aisément avec cet ppareil qu'elle est cent fois moindre pour un degré ; on dit [ne le coefficient de dilatation linéaire du fer est 12 milliolianes de la longueur à zéro.

Si on remplace le fer par une barre d'une autre substance,

mjj.

Fig. 54. — Appareil pour mesurer la dilatation des solides.

1 thmye une autre valeur, et chaque substance a son coeffi- ^tde dilatation particulier.

D est bien facile de montrer Tinégale dilatabilité de deux ^taux, en formant une barre droite avec une lame de cuivre

une lame de fer, par exemple, clouées Tune à l'autre g. 55). Quand on chauffe cette barre, elle se courbe d*ellefew, et le cuivre est du côté convexe. \\ occwçfe ^«w^\«sr.

17U LA CIIArCUIt.

plus gL-aiidc loii(;uGui' que le fer. Quand on laisse refroidir, l> barre l'edevient droite. Si enlin on l'expose â un froid trèsvif, elle se courbe cti sens contraire, et le cuivre se contactant plus que le Ici' est du câté concave. Ou conçoit qu'on ait pu construire des pyiomètrcs fondés snr ce geiiff d'effet.

On peut uulculcr l 'accroissement de volume d'un coi|» sn-

lide quand on connaît raccroissemeut de longueur que subi' une tige delà même substance. Ainsi, une tigede fer de I décimètre s'allonge de 12 millionièmes de décimètre pounin^ élévation de température de 1 degré ; 1 décimètre cubese dilatera poui' 1 dcgn'î d'une (juantité triple, à savoir : 36 millionièmes de déciiiiètrc cube, ou 3G millimètres cubea. On peut démontrer ce résultai par le raisonnement, et conslïlsr son exactitude par l'expérience, à l'aide d'appareils pariic* Mers que nous ne décrirons pas ici.

CIMN'GEHBIiT DE VULUJIE DES CORPS.

mi les eflets de ta dilatation des solides, il en est un urieui que tout le inonde peut aisément observer, été découvert, en i80S, dans une fonderie de la Saxe, .Schwartz : un lingot d'argent très-chaud avait été m une enclume Troide, et il se mit à trembkr enproit un son tnasiual. Ce pliénomène fut observé de nou-

Fig. se. - Ei|)éric

en 1829, par M.Trcvelyan.en Angleterre, un jourqu'il ppufé sur une masse de plomb froide un jfer à souder aud. Voici une forme que M. Tjndall a donnée à cette :nce.

ixe parallèlement dans un étau deux lames de plomb, séparant par un morceau de bois de 1 centimètre de ' (fig. 56). Puis on chauffe une pelle à feu et on la pose Jlibre sur le bord d'une des lames. Elle oscille, alors ameà Vaatre, et on entend un son, (\M[\çe.\ïli.fe«%S.\\s.-

178 LA ClIALEUn.

pur si Ton soutient légèrement avec le doigt le manche de la pelle.

Expliquons ce phénomène.

ÏjC plomb est chauill'é en un de ses points par le contact de la pelle ; il se dilate en ce point, et un petit mamelon se forme brusquement en faisant basculer la pelle ; elle retombe sur la seconde lame, où le même effet est produit : la pelle revient donc sur la première et oscille tant qu'elle est assez chaude pour former un mamelon suffisant sur le plomb qu'ellf"touche. Cette oscillation est un mouvement vibratoire, qui se propage dans Tair jusqu*à notre oreille, et y détermine l»^ sensation d'un son, s'il est assez rapide : le sou est d'autan*plus aigu que les oscillations se succèdent plus vite.

M. Gore a disposé une autre expérience qui s'explique 4^ la même manière (iig. 57).

Deux rails de cuivre sont placés à une distance de 2 centi-" mètres l'un de l'autre sur une planche de bois, et uneboul^ creuse de cuivre peut rouler très-aisément sur ces rails. 0*^ attache à l'extrémité de chacun d'eux un fil de cuivre, etoï^ fait aboutir les deux fils aux pôles d'une pilevoltaïque. L*^ courant électrique passe par les rails et la boule de cuivre,^ ^ il échaulfc fortement le rail au point qui touche la boul^ 9 parce qu'en ce point la résistance au passage du courant eî=»* très-grande. Un mamelon se forme donc, et la boule est soi>' levée : elle cesse d'être en équilibre, elle vibre d'abord un pec^ •» puis un nouveau mamelon se formant à chaque nouveau poii"*^ de contact, elle se met à rouler.

Tous les corps solides se dilatent-ils par la chaleur? Not*^ avons vu l'eau se contracter quand on la chauffe de zéro ^ 4 degrés, et il est naturel de penser qu'il peut bien y avoi'" des substances solides qui se comportent d'une manière analogue. En effet, le bois, certaines terres argileuses se conlrac- Icnt par la chaleur. Mais ce\a \,\(iV\V. ^ \ eaîvsL \wle.v^osée entre

CUANGEHEM DE VOLUME bES CORPS. 170

Itnrs particules, laquelle s't^vapore quand elle est chauffée, et permet aux particules de se l'approcher ; les solides decegeHrc ont des pores assez grands poiirqu'îls puissent coiilcuirbeau- , coup d'eau. Leur contraction par la chaleur iie ressi'niblc iloiic pas à c«lle de l'eau ù zéro. Dans ces dernières années, on a découvert en Angleterre que le caoutchouc vulcanisé se i^ntracte réellement par l'action de la chaleur sur ses mole- '^ulea, lorsqu'il est fortement tendu et qu'il possède toute son

^tidlé. Celte propriété tient évidemment àla disposition des ""Pécules, qui peut être telle que la chaleur les rapproche '^ Unes des autres, en les dérangeant et en suimontaiit les '"•^s intérieures ijui les unissent. Le caoutchouc ordinaire ™n tendu a ses molécules autrement disposées que le caout- ""^Uc tendu ; il n'est donc pas étonnant qu'en subissant le ""SïBc échauflement, le premier se dilate, tandis que l'autre "^ contracte ; cela résulte de l'arrangement différent de leurs °»olécules.

Récemment Sf. Pizeau a reconnu que plusieurs substances ■^^tallisées se contractent en s'écbauffanl ii partir de cer- ^^les températures, et ont comme l'eau un maximum de densité.

D nous reste à reconnaître une àevwviïe '

corps relativement au changement de leur température, propriété que nous avons déjà signalée en étudiant la conductibilité.

Pratiquez deux cavités dans un gros bloc de glace. Mettez dans l'une 80 grammes d*eau à iOO degrés, et dans l'autre 80 grammes de cuivre aussi à 100 degi^és. Vous trouverez av bout de quelque temps que la glace fondue par Teau chaud* pèse iOO grammes, tandis que celle qui a été fondue par 1 cuivre pèse dix fois moins.

Ainsi le cuivre, en s'abaissant du même nombre de degré qu'un égal poids d'eau, dégage dix fois moins de chaleur. Rtciproquenient nous dirons, qu'on s'échauftant du mém nombre de degrés, il consomme dix fois moins de chalet qu'un égal poids d'eau.

Si l'on fait une expérience semblable en versant dans un cavité de glace 80 grammes d'eau à 50 degrés (au lieu d 100 degrés), on trouverait 50 grammes de glace fondue set lement (au lieu de 100 grammes), de sorte que la quantil de chaleur dégagée par un certain poids d'eau, s'abaissantc IOO degrés 5 zéro, est double de celle qui est dégagée par I même poids d'eau s'abaissant de 50 degrés à zéro. On ditqt cette quantité de chaleur est proportionnelle à l'abaissemei de température, et il en est de même quand on renverse ] sens de l'opération, et qu'on considère la chaleur qui correi pond à une élévation de température.

Il résulte de ce raisonnement que si nous appelons calori<

la chaleur nécessaire pour élever de zéro à i degré i kilogr.

d'eau, il faudra 2 calories çowv YéX'èNet A^i x^\q ^ ^ de^'és,

GHANGEUEKT DE VOLUME DES CORl^S. 181

100 calories pour l'élever de zéro à 100 degrés. Maintenant, si au lieu de 1 kilogr. on prend 80 grammes, on n*aura besoin que de 8 calories. Telle est la chaleur dégagée par l'eau chaude dans notre première expérience. Quant au cuivre, il n'a dégagé que 8 dixièmes de calorie ; par conséquent, 1 kilogr. de cuivre exige, pour être chauffé de zéro à 1 degré, un dixième de calorie. C'est celte quantité qu'on appelle capacité pour la chaleur ou chaleur spécifique du cuivre.

Si on opérait avec un corps autre que le cuivie, on trouverait semblablement sa chaleur spécifique, et chaque substance a la sienne propre.

L'eau est de tous les corps solides ou liquides celui qui fis'ge le plus de chaleur pour éprouver, sous le mome poids, une élévation donnée de température ; c'est là une nouvelle propriété à ajouter à celles que nous avons déjà reconnues dans cette substance merveilleuse.

L'eau nous est déjà apparue comme un immense réservoir

de la chaleur solaire, chargé de conserver cette chaleur et de

la distribuer à la surlace de la terre Or, parmi tons les corps

d^ la nature, c'est l'eau qui en dégageant une quantité don-

**^ de chaleur éprouve le plus petit abaissement de tempéra-

^"''e. Les courants marins, en portant la chaleur équaloriale

dans les régions moins chaudes, se refroidissent moins que

"^ courants de tout autre liquide, de sorte qu'ils convien-

**^nt le mieux pour adoucir le climat de ces régions. Par

^^^inple, avec un océan de mercure, l'abaissement de tem

P^**Uture correspondant à un même dégagement de chaleur

^*^it 53 fois plus grand qu'avec notre océan d'eau.

ûeux célèbres physiciens français, Dulong et Petit, ont dé- ^U\ert un lien remarquable entre la capacité des corps pour *^ chaleur et leur constitution chimique. La loi qu'ils ont ^^ï'tnulée a jeté un jour nouveau sur la structure intime de la ^î^lière, et devra contribuer puissan\TY\CT\l \\ wovx?» \vi. ^^\\^,^q^-

182 LA CUALEIJU.

naître. C'est par l'indication de cette loi que nous terminerons ce chapitre.

La chimie conduit à ce résultat qu'un atome de plomb pèse autant que trois atomes de zinc environ. Or la capacité du plomb pour la chaleur est le tiers de celle du zinc. Il est impossible qu'il n'y ait pas une grande loi qui règle ainsi ces (quantités, vu que les autres corps simples présentent desi rapports analogues. Imaginons qu'un atome de plomb exige autant de chaleur qu'un atome de zinc pour subir une élévation donnée de température, et nous aurons l'explication de la loi. En eifet, trois atomes de zinc exigeront une quantité de chaleur triple de la précédente, et comme ils pèsent autant qu'un atome de plomb, le zinc exigera trois fois plus de clialeur que le plomb, à égalité de poids. Nous conclurons doncque la chaleur spécifique de l'atome d'un corps simple quelconque est une ({uantité constante.