DE LA GLACE

Le chaiigenieiit de volume qui ncconipagne la fusion résulte d'un arrangement nouveau que prennent les molécules sou^ Faction de la chaleuiv et le sens de ce changement dépend de leur forme. 11 n'y a pas de raison a priori pour penser qu'un corps en fondant doive augmenter de volume. C'est l'expérience qui décide cette question, et le raisonnement peut ensuite nous conduire ti quelque conclusion relative à 1» forme des molécules.

11 nous suffît de remarquer que la glace flotte sur l'eau qui provient de sa fusion, pour que nous sachions quelle diminue de volume en fondant : car un corps qui flotte à la surface d'un liquide a une densité inférieure à celle du liquide, et par conséquent un certain poids de ce liquide occupe un volume plus petit que le même poids du corps. Par exemple, on a trouvé que i kilogramme d'eau à zéro occupe 1000 centimètres cubes environ , et que le même poids de glace à zéro occupe un volume plus grand que le précédent de 75 centimètres cubes.

La fusion du soufre nous offre un exemple de l'eflet contraire. Les fragments sohdes de soufre non encore foll(^ui^ restent au fond du liquide qui provient de la fusion; doncil^ sont plus denses que le liquide, et par conséquent le soufra' se dilate en fondant.

Les autres corps fusibles se comportent, soit comme lî* glace : par exen^ple^ le bismuth, la fonte; soit comme l*' soufre ; et le nombre de ces derniers est très-grand.

Inversement, les liquides de la première espèce se dilatent en se saUdiûant, et ceux de \a seeowdc se contractent. Dan>

; par fusion ce sont les premiers qui convienuent parce qu'au moment de la solidification, le liquide ant remplit exactement toutes les cavités du moule,

suite il en reproduit très-fidèlement les détails, sens du changement de volume qui détermine celui extérieur, quand le corps reçoit une pression à sa )us- avons négligé précédemment ce travail, lorsque biidait dans l'atmosphère. Mais on peut le sou-

Faide d'appareils convenables, à de très-fortes et alors le travail de ces pressions influe notablela chaleur de fusion.

de la glace, il y a lors de la contraction une détravail extérieur, et une création de chaleur. Cette t employée à fondre une partie du corps ; par cona chaleur qui doit venir du dehors ne sert qu'à reste ; elle est moindre que si la glace n'était pas 3. On peut dire que la glace comprimée fond plus

que la glace oïdinaire, et on peut penser que la re de fusion n'est plus zéro. En effet l'expérience end que, si on comprime fortement de la glace, le tre indique une température inférieure à zéro, î est en fusion. M. Mousson l'a vue fondre à 18 dessous de zéro sous une pression de plusieurs millosphères.

au contraire de la cire, qui fond ordinairement à en se dilatant, le travail extérieur est produit par :pansive des molécules du corps, laquelle surmonte i extérieure, et ce travail consomme de la chaleur, {uent, la chaleur venue du dehors sert en partie à

tandis que le reste est consommé par le travail On peut dire que la cire comprimée fond plus dif-

que la cire ordinaire, et penser, d'après ce qui a é pour la glace, que la tempéralure de fvvdQw eç^i

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supérieure à 65 degrés. Ce fait a été vérifié pai* M. Bunsen.

On doit comprendre aisément ce qui se passe dans la solidification des liquides, lorsqu'on tient compte du travail (extérieur. H n y a qu'à renverser le sens des effets.

Telle est la relation qu'on trouve entre les deux sortes de travail mécanique qui existent dans le passage de l'état solide à l'état liquide, et dans le passage inverse. Elle nous explique un grand nombre de phénomènes qui paraîtraient sans cela exceptionnels. La découverte de celte relation est un progrès immense fait dans l'étude de la constitution intime des corps.

Nous trouvons une nouvelle preuve de l'énergie des forces ] intérieures dans la puissance expansive que possèdent les ; corps solides ou liquides, au moment où ils passent d'un état à Tautre. Essayez de faire fondre du soufre dans un vase hermétiquement fermé et très-résistant, le vase sera brisé, fjcs molécules du soufre se trouvent entre deux forces contraires : la chaleur qui arrive du dehors et qui tend i le» écarter les unes des autres ; la résistance du vase qui s'oppose à cet écartement : c'est celle-ci qui est vaincue.

Les plus curieuses expériences de ce genre ont été faites avec l'eau, qui se dilate en se congelant. Remplissez d'eau un tube de fer forgé, solidement fermé par un bouchon a vis, et oxposez-le à un froid très-vif. A mesure que l'eau perd de la chaleur, ses molécules changent de position et tendent à constituer la glace ; mais il leur faut pour cela un volume plus grand que la capacité du vase : elles pressent donc la paroi, et leur effort est tellement considérable que la paroi tîède : le tube se l'end dans toute sa longueur et Ton entend un craquement.

Le major d'artillerie William fit un jour, à Québec, l'exp^^' rience suivante : ayant rempli d'eau une bombe de 55 cenmètres de diamètre, il la ferma avec un bouchon de fer fortement i'nfoncé, et la laissa exposée à la gelée. Bientôt le

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^KHifiit laocé à plus do 100 inËtres, et un cylindre de e do 32 centiniëtres de long sortit par rouvei-tni-c. Une e fois le bouchon résista et la bombe fut fendue cii-culai- !Dt : une lame de glac« sortit par la ivnlo (fig. 64). a voit, d'après cet exemple, combien les effets de lu geli'c ent être rudoutables. En liiver les vases et les tuyaux de

Fig Bi — Force eipansiie de b glace

luite remplis d'eau sout souvent bnsÉs; la terre imbibée la au moment de la gelée se gonQe et soulËve les maisons ; unes pierres poreuses se brisent quand l'eau qu'elles coninent se congèle ; les arbres éclateiitavec détonation, lors- '■ de grands froids surviennent, et que leurs vnisçcaus sont iplis de sève. La gelée des plantes est une désorganisation ■ laquelle on doit tenir compte de cet effet, liion qu'il ■ble, d'après certaines expériences faites sur des plantes otiqaes, que cet effet ne soit pas une cause nécessaire de r destruction.

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L'eau un se congelant dans un vase ouvcit peut en bri^r 1 le fond- Voici comment s'explique ce fait. Pendant uiieforit gelée, la ^'lace se forme à la surface de l'eau , et elle presse \n \ parois comme un bouchon. L'eau située au-dessous se (roux j ainsi conDnée dans un espace clos, et quand clic se solidifie i son tour, elle presse le vase et le bouchon de glace ; si celui ci est assez résistant, c'est le fond du vase qui cède (Hg. 65).

Cette observation nous conduit à une autre expérience dans laquelle on montre que la cire fondue se contracte «i se solidifiant. On verse de la cire fondue sur de l'eau contenue dans uii vase cjllndrique : la cire moins densf que l'eitu reste à la surfacf , se solidifie par le refroidi ssement, et forme uii gà- Fig. 65. teau moins large que le vase ; ce gàleaii

Congébiion de Tcau dans n'adhère nullement aux parois, el sorl de lui-même quand on renverse le vase.

Lorsqu'une petite couche d'eau gèle dans toute son épisour sur un sol qui présente quelques inégalités, on (dwerïf

des proéminences au-dessus des parties plus profondes (fig- ^"'' C'est iiarce que la dilatation est d'autant plus grande qU«" volume d'ea» considéré est \i\v.s ^vawd lui-même, et quf.'ii'

is, l'eau en se solidifiant se dilate librement dans le sens rtical ; c'est donc dans ce sens que doit se montrer une 5gale augmentation d'épaisseur, proportionnelle à la proideur de la couche.

Nous pourrions multiplier les exemples ; ceux que nous nous de citer suffisent pour montrer quelle variole d'effets suite du changement de volume qui accompagne la fusion la solidification, et comment on peut les expliquer. Nous isseroos à l'étude de nouvelles propriétés que possède la lace, et qui trouvent des applications très-remarquables.