Math, and PInjs. Papers, I, p

L HISTOIRE DU UC1T t< ENERGIE lï

*t T énergie mécanique clu corps dans un état donné n désignera l'équivalent mécanique des effets que le corps pourrait produire en passant de l'état ou il se trouve, à l'état initial, — ou la valeur mécanique de Faction totale (Lhe whole agencyj qui serait requise pour amener le corps de l'étal initial à l'état où il ise trouve >».

H Nous avons insisté déjà sur la préoccupation si intéressante qu'affiche Thomson, de ne pas exclure Ja possibilité d'une quantité d'énergie pratiquement indéfinie dans uue portion limitée de matière.

â 3. — L'ÉNERGIE ET LA CAPACITÉ DE PRODUIRE OU TRAVAIL, TENTATIVES DE DISTINCTION.

Mais si la fonction définie par Thomson d'une façon très claire, et par Fex pression mathématique qu'il considère, et par la traduction qu'il donne de cette formule en langage ordinaire, satisfait par fui le m eut â la condition de la conservation; — il faut bien reconnaître que le terme qu'il a choisi d 1 « énergie mécanique m et les commentaires qu'a provoqués celte dénomination, prêtaient facilement à une fausse interprétation.

Ce que Thomson appelait « énergie mécanique » d'un corps, Clausius Ta nommé simplement « énergie ». Nous l'appelons aujourd'hui de préférence n énergie interne»; et c'est certainement préférable.

En effet, quand Thomson définit l'énergie méca^ nique totale d'un corps par la valeur numérique de tout « l'effet qu'il pourrait produire en chaleur émise et en résistances vaincues >», il ne dit pas du tout qu'on sera maître d'utiliser intégralement cette énergie en résistances vaincues, plutôt qu'en chaleur émise. Il dit simplement que s'il arrive que, dans un cas, on tire du corps plus de travail et moins de chaleur, —

dans un autre, moins de travail et plus de chaleur, — travail et chaleur (évaluée en unités mécaniques) feront, dans les deux cas, une somme constante. Mais ce qu'il risque de laisser entendre au lecteur, c'est que cette énergie mécanique totale est susceptible d'être utilisée à volonté sous forme de chaleur ou de travail et. en particulier, d'être intégralement employée à produire du travail mécanique. Et cela est si vrai (jue llankine définira plus tard l'énergie : « une capacité quelconque de produire du travail» (capacity of any sort for performing work). *

Cette définition pourrait convenir à la puissance motrice de Carnot. Elle ne convient pas à ce que Thomson a appelé « l'énergie mécanique d'un fluide ».

Thomson n'a pas tardé à s'en rendre compte.

Que deux corps matériels soient en présence, isolés du reste du monde; ils peuvent échanger entre eux travail et chaleur; mais la somme de leurs énergies reste constante. L' « énergie mécanique » de ce système, — au sens de Thomson, — se conserve; mais sa capacité d'accomplir du travail ne se conservera pas.

Dans un mémoire sur la Restauration de Vénergie mécanique d'un corps inégalement chauffé, le même Thomson s'exprime ainsi :

« Quand de la chaleur s'est diffusée par conduction d'une partie à une autre d'un système inégalement chauffé, le corps est mis dans tm état tel qu'il est impossible d'en tirer autant à'effet mécanique d'espèce non thermique qu'on en aurait tiré du corps dans son état primitif. Par conséquent, si le corps est donné dans une enveloppe imperméable à la chaleur, avec ses différentes parties à différentes températures, une dissipation d'énergie mécanique en lui, se poursuivant jusqu'à ce que les températures soient les mêmes dans toutes ses parties, ne peut être évitée qu'en restaurant immédiatement une portion de son énergie

mécanique à partir de l'état de chaleur, et égalisant la température de toutes ses parties, par l'opération des machines thermodynamiques parfaites. »

A la première phrase, Thomson ajoute une note bien caractéristique. Le mémoire était écrit en 1852. Dans la note, ajoutée le 14 janvier 1853, Thomson déclare qu'au lieu de « effet mécanique d'espèce non thermique », il aurait dit simplement « énergie potentielle », s'il avait eu connaissance, au moment où il rédigeait son mémoire, de cette «admirable» exprèssion, employée depuis par Rankine. On comprend très bien ce que la formule « effet mécanique d'espèce non thermique » peut avoir de choquant. C'est l'affirmation que « l'énergie mécanique» d'un système isolé ne peut produire qu'une dose limitée, sans cesse décroissante, d'effets mécaniques proprement dits. C'est l'affirmation qu'il arrivera un moment où toute « l'énergie mécanique » du système sera passée sous forme thermique, incapable de produire aucun effet d'une autre espèce. C'est la preuve que l'expression « d'énergie mécanique » n'est pas heureuse, et on n'a pas tardé à en effacer, en effet, Tépithète de « mécanique ». Donc, cette « capacité d'accomplir un travail » que l'on cherchait à définir par la périphrase d' « eftet mécanique d'espèce non thermique », n'est certainement pas 1' «énergie mécanique » de Thomson.

Est-ce du moins «l'énergie potentielle» de Rankine? La note ajoutée par Thomson à son mémoire donnerait à croire qu'il l'a pensé un moment. Là encore, il a dû reconnaître que l'expression nouvelle, — quelque heureuse et « admirable » qu'on la suppose, — ne saurait être employée comme exactement synonyme d'aptitude à produire un effet utile. Presque tout ce que Rankine comprendra dans l'énergie potentielle est bien, à la vérité, de l'énergie libre, apte à produire du travail, mais la réciproque n'est pas vraie. Et d'ailleurs Thomson est surtout préoccupa de

l'énergie mécanique d'espèce non thermique qu'il est possible d'extraire d'un milieu inégalement chauffé, et qui ne rentre certainement pas dans les énergies potentielles de Rankine.

La capacité de produire du travail à partir de la chaleur, décidément, ne peut être identifiée ni avec Y énergie mécanique telle que Thomson l'a définie, ni avec Y énergie potentielle, de Rankine; et c'est cette capacité que Thomson cherche à baptiser d'un nom commode, et pour laquelle il proposera plus tard à Tait le vocable nouveau de « motivité thermodynamique », — tant il est vrai qu'avant le moment où Ton s'est décidé à nommer « énergie utilisable » la « capacité de produire du travail », on a successivement essayé d'identifier cette capacité avec « l'énergie » puis avec « l'énergie potentielle », et que la confusion que le public commet encore aujourd'hui a pour excuse de correspondre peut-être à un moment fugitif de la pensée des plus grands savants. Nous allons retrouver ces tâtonnements dans la tentative pour fonder une classification des diverses formes d'énergie sur la notion d'énergie potentielle.