ÉNERGIE ÉLASTIQUE

L'énergie potentielle due à la pesanteur, ou énergie potentielle gravifique, est la plus usuelle, mais non la seule, des formes d'énergie mécanique contenues en puissance dans un ensemble matériel.

Rien ne ressemble plus aux oscillations d'un pendule que les vibrations d'une branche de diapason. Quand on change légèrement la forme d'un corps solide rigide, il a tendance à reprendre sa forme première. Laissé libre, il la reprend en elîet ; et, revenu à la forme d'équilibre, la dépasse pour subir une déformation inverse. Les oscillations successives diminuent progressivement d'amplitude; elles s'amortissent plus ou moins vite. Mais elles peuvent être très nombreuses. Un diapason vibrant peut faire jusqu'à cent mille vibrations sans être « remonté ».

Si le solide déformé est maintenu déformé par un taquet ou un cran d'arrêt, la tendance à la reprise de la forme primitive n'est plus suivie d'effet immédiat : il reste une possibilité de mouvement, un travail en réserve disponible : c'est de l'énergie potentielle élastique.

Cette énergie élastique augmente avec la déformation. Exactement, elle augmente comme le carré de la déformation. Si la déformation est doublée, la

force déformatrice est doublée également : leur produit est quadruplé.

L'énergie potentielle élastique est employée aux mêmes besognes que Fénergie potentielle gravifique. Dans une horloge à poids, c'est la chute progressive des poids qui fait tourner* toujours dans le même gens, la roue d'échappement et la force à maintenir les oscillations du pendule. Dans une pendule d'appartement ou une montre, c'est un ressort tendu qui joue le rôle des poids de l'horloge. Remonter l'horloge, c'est, au sens propre du mot, remonter les poids descendus; remonter la montre, c'est, par extension et au figuré, rendre au ressort spiral sa tension et, par suite, son énergie potentielle.

Quand horloge ou montre s'est arrêtée, elle ne se trouve pas, pour cela, « dans un état de complète instabilité». L'énergie potentielle s'est peu à peu dissipée. Elle reste dissipée. Si un grand nombre d'horloges arrêtées se trouvent côte à côte, elles ne se remontent pas les unes les autres. Chaque système isolé, possédant une dose limitée d'énergie potentielle, finit par s'arrêter. Il est étrange qu'on ait pu se représenter un monde matériel, formé d'un ensemble de pareils systèmes, comme capable de perdre de son énergie de ressort dans chacun de ses systèmes constituants, mais, au total, de « se rattraper sur l'ensemble ».

Un corps élastique d'une espèce très particulière est le corps gazeux. Comprimé, de l'air se détend. Détendu à une pression moindre que la pression ordinaire, il se comprime dès qu'il est libre. C'est l'action de l'air comprimé, ou, d'une façon plus générale, des gaz comprimés, sur un piston mobile à l'intérieur d'un cylindre, qui est à la base du fonctionnement de toute machine à feu. Si on établit entre les deux compartiments d'une boîte séparée en deux par un

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piston, une différence de pression, le gaz le plus comprimé chasse le piston vers l'autre. La tige du piston, par une manivelle et une bielle, peut actionner une roue, et produire du travail. Or, la différence de pression peut résulter d'une différence de température. De là, la possibilité de produire du travail par une dépense de combustible.

Les alternatives de compression et de détente d'un gaz peuvent donner lieu à des vibrations musicales, tout comme les alternatives de mouvement, à droite et à gauche, des branches d'un diapason. Dans les instruments à vent, c'est l'air vibrant à l'intérieur d'un tuyau d'orgue qui produit le son. L'élasticité de l'air du tuyau joue le même rôle que l'élasticité de la corde du violon.

Mais il existe entre l'énergie d'un ressort tendu et Fénergie d'une masse d'air comprimé, une différence fondamentale, qui donne à l'étude de l'air comprimé une importance exceptionnelle en thermodynamique. D'un mot, elle peut être formulée ainsi : tandis qu'en remontant une montre, on donne à son ressort une dose d'énergie supplémentaire, quand on a comprimé de l'air dans un réservoir maintenu à la température de l'extérieur, on n'a pas augmenté l'énergie de cet air. On a augmenté seulement son énergie utilisable. On peut, avec un gaz comprimé, ce qu'on ne saurait pas faire avec un solide : augmente?* l'énergie utile sans augmenter V énergie totale. Aux gens habitués à sous-entendre « l'énergie utilisable » quand ils parlent, ou qu'on leur parle, d'« énergie », cela paraît non seulement un tour de force, mais un non-sens. Il n'est pas surprenant qu'ils ne puissent rien comprendre à la production du froid.

C'est là un point auquel il ne sera pas superflu de consacrer une étude spéciale.

50 LA DÉGRADATION DE i/ÉNERGIE