CE QUE DEVIENT UN CORPS DANS UNE ENCEINTE AU ZÉRO ABSOLU

La notion de zéro absolu est capitale. Avec un réfrigérant qui serait au zéro absolu, toute machine à vapeur, supposée sans imperfection, pourrait réaliser la transformation complète en travail de l'énergie calorifique de sa chaudière. Quelle que fût la température de cette chaudière, sa chaleur serait de l'énergie de qualité supérieure. Toute l'énergie contenue dans la chaudière serait dès lors de l'énergie utile.

Isolé dans un espace qui serait maintenu au zéro absolu, un corps rayonnerait toute la chaleur qu'il contient.

S'il s'agit d'un espace limité, l'énergie calorifique possédée par le corps s'y étalera et se répandra dans cet espace, tout comme un gaz qui occupe le volume entier qui lui est offert : l'énergie prendra dans l'es-

pace une certaine densité, qui est, précisément, ce par quoi Ton pourra définir la température d'un espace vide de matière. S'il s'agit d'un espace illimité, l'énergie calorifique d'un corps qui y est plongé s'échappe dans tous les sens, et semble véritablement se perdre. La terre isolée dans l'espace rayonne ainsi, chaque nuit, une quantité d'énergie énorme, et elle se refroidirait vite si la chaleur solaire qui lui est versée durant le jour ne venait compenser le rayonnement nocturne. Un équilibre s'établit, moyennant lequel la température moyenne de la terre reste bien constante et voisine de 15 degrés centigrades (288 degrés absolus).

L'énergie que la terre reçoit du soleil est, par minute, de 270 trillions de grandes calories. C'est aussi l'énergie que la surface totale de la terre perd par rayonnement, vers l'espace, en une minute, si l'on admet que cet espace est au zéro absolu, la terre étant à 15 degrés centigrades. Notre atmosphère, heureusement, protège la terre et contre une insolation et contre un refroidissement extrêmes. Quand elle est par trop transparente, c'est alors que se produisent, au printemps, les désastreuses gelées nocturnes, si redoutées des viticulteurs. Elle intervient encore pour atténuer les oscillations séculaires de la température moyenne de l'année, qui doivent accompagner les oscillations certaines de la chaleur rayonnée par le soleil.

La présence immédiate, autour d'un corps, d'un espace vide au zéro absolu, permet d'en extraire toute l'énergie calorifique, comme la présence d'un puits indéfini en un point de la terre permettrait d'extraire toute l'énergie gravifique de la nappe d'eau répandue au voisinage. Mais, de même que toute nappe d'eau ne tarderait pas à se tarir en présence d'un puits sans fond, de même un corps chaud que Ton ne réchauffe pas ne mettrait pas longtemps à abandonner toutes ses

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calories en présence d'un milieu au zéro absolu. Et si Ton supposait surtout qu'un corps fût exposé au refroidissement par toute sa surface réelle, par toutes ses molécules disséminées dans l'espace et écartées les unes des autres au lieu d'être empilées comme elles le sont d'habitude, on trouverait qu'un gramme de matière rayonne vers l'espace des doses formidables d'énergie. L'exposé des lois du rayonnement et de la conception de l'équilibre mobile nous fera comprendre qu'il s'agit là d'énergies échangées entre molécules d'un même corps, et que l'énormité de leur valeur prouve l'énormité d'un simple chiffre d'affaires, non celle d'un profit ou d'une perte définitive.

Cette notion du zéro absolu vient justifier, par ailleurs, la définition que l'on donne parfois de l'énergie calorifique totale d'un système matériel : c'est la quantité totale de chaleur qu'il faudrait lui enlever pour Tamener au zéro absolu. Cette énergie calorifique totale, qui n'est pas de l'énergie libre, est en général fort peu utilisable : elle serait intégralement utilisable si l'on disposait d'un condenseur de machine à vapeur refroidi au zéro absolu. L'énergie calorifique totale d'un système isolé représente donc, abstraction faite de ses énergies moléculaires ou atomiques, le maximum de l'énergie utilisable qu'il puisse livrer.

Mais, dans l'énoncé de cette proposition, il ne faut pas oublier de dire: « l'énergie calorifique d'un système isolé ; » car si le système matériel est en contact permanent avec un milieu extérieur à température constante, on peut parfois, par son intermédiaire, recueillir plus de travail utile que le système n'en contient lui-même, et trouver des circonstances où X énergie utilisable d'un système dépasse son énergie. L'air comprimé, la pile à chaleur voltaïque supérieure à sa chaleur chimique, nous en ont fourni précisément des exemples.