INSCRIPTION DES TEMPÉRATURES ET DES QUANTITÉS DE CHALEUR

Des différentes sortes de thermomètres mseripteurs; thermomètres à air; thermomètres à liquides; thermomètres métalliques. — Inscription de la température animale. — Inscription des quantités de chaleur.

Dans l’étude de la chaleur, comme dans celle des forces mécaniques, nous nous élèverons successivement à des degrés de plus en plus parfaits de la connaissance des phénomènes. La plus haute notion sera celle des quantités de chaleur produites ou absorbées par un corps à différents instants; nous ne l’atteindrons que dans les cas les plus favorables, nous bornant, dans les autres, à mesurer la température et ses variations dans le temps.

L’inscription des températures est une des conquêtes les plus anciennes de la méthode graphique ; les météorologistes ont appliqué, presque en même temps, au thermomètre et au baromètre, les dispositifs nécessaires pour en faire des instruments inscripteurs. Il serait difficile d’énumérer les nombreuses solutions successivement obtenues dans cette voie; nous examinerons les principales, en les partageant en trois groupes, suivant la nature des instruments employés : thermomètres à gaz, à liquides, et ther- 'momètres métalliques.

La dilatation de la plupart des corps de la nature, sous l’influence de réchauffement, permet de traduire les changements de température par des mouvements d’un index ou d’une colonne liquide ; par ceux d’une aiguille ou d’un levier. Dès lors, l’inscription des températures se réduit à celle de mouvements, ce, qui

nous dispensera d’entrer dans de longs détails sur la manière de l’obtenir.

Il faut insister toutefois sur deux points : le choix du meilleur instrument suivant le but qu’on se propose, et en second lieu, celui du meilleur moyen de tracer les courbes de température. Ordinairement on choisit tel ou tel moyen d’inscription suivant la force du mouvement qui se produit dans l’appareil thermométrique quand la température varie.

Des différentes sortes de thermomètres inscripfeurs.

Le choix de l’instrument semble aisément fixé par le degré de sensibilité et de précision que l’on veut atteindre ; les thermomètres à gaz se placeraient à cet égard en première ligne, puisque la dilatation des gaz, dans les limites ordinaires où on l’observe, est sensiblement proportionnelle aux accroissements de la température. Mais, si l’on réfléchit que les gaz, enfermés dans les appareils thermométriques, se compriment en présence de la moindre résistance à vaincre, on arrivera à cette conviction que pour peu que ces instruments doivent rencontrer d’obstacle lorsqu’ils inscrivent leur courbe, celle-ci sera déformée par la compressibilité des gaz.

Les thermomètres à liquides, bien que n’offrant pas l’avantage de donner des mouvements rigoureusement proportionnels aux variations de la température, rachètent cet inconvénient par la force plus grande qu’ils opposent aux résistances à vaincre, et comme certaines dispositions, par exemple l’emploi du palpeur (voy. Technique), permettent toujours de rectifier l’échelle d’un instrument inscripteur, on aura souvent avantage à recourir aux thermomètres basés sur la dilatation des liquides. Le principal inconvénient de ce genre de thermomètres, c’est qu’ils sont assez longs à se mettre en équilibre de température avec le milieu dans lequel ils se trouvent, et si les conditions de cet équilibre sont défavorables, comme lorsque l’instrument est plongé dans un milieu peu conducteur, ou lorsque la masse de liquide contenue dans l’instrument est très-considérable, l’instrument est paresseux, c’est-à-dire peu apte à suivre des variations rapides de température.

On le voit, c’est le besoin spécial et la nature de l’expérience

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que l’on veut faire qui seuls peuvent guider dans le choix de l’instrument qu’on emploiera.

Les thermomètres métalliques, presque tous fondés sur l’inégale dilatabilité de deux métaux, seraient à certains égards les meilleurs de tous. La rapidité avec laquelle ils s’équilibrent avec la température ambiante est une de leurs qualités ; d’autre part, la force considérable qu’ils développent par leur dilatation les rend capables, de même que les thermomètres à liquides, de tracer leurs courbes à l’aide d’un crayon sur un papier même assez rugueux. Le défaut de ces instruments consiste dans la difficulté de leur application. Presque toujours assez volumineux, ils ne sauraient, dans la physiologie humaine, s’introduire dans les cavités naturelles pour y chercher le degré de température; en outre il n’est pas toujours aisé de transmettre à distance, jusqu’à l’appareil inscripteur, le mouvement de dilatation ou de contraction qui signale un changement de température.

Toutefois, comme ces petites difficultés peuvent être tournées ou vaincues, la thermographie est arrivée à un degré de précision qui s’accroît sans cesse et qui déjà suffit aux principaux besoins de l’expérimentation.

Thermomètres inscripteurs à air.

Une boule lhermométrique pleine d’air est en communication avec un tube de verre dans lequel un index de mercure se déplace, dans un sens ou dans l’autre, suivant les dilatations ou les resserrements de l’air échauffé ou refroidi; l’index de mercure intercepte par son opacité un rayon lumineux qui se projette sur un écran sensibilisé et susceptible de recevoir l’image photographique de ce faisceau de lumière solaire. Les excursions de l’index se font dans le sens des ordonnées de la courbe, et l’écran sensible chemine en fonction du temps. Si par une disposition quelconque on met cet appareil à l’abri des influences de la pression barométrique, on obtient un thermomètre dont les indications sont à la fois rapides et exactes. Ce genre d’instrument se prête surtout à la détermination des différences de deux températures, car alors il est à l’abri des changements de la pression extérieure.

Thermomètres inscripteurs à liquide.

Un liquide dont le volume subit des changements aussi grands que possible sous l’influence des variations de la température, alcool, pétrole, éther, etc., est enfermé dans un réservoir métallique mis en communication avec une capsule élastique pareille à celle du baromètre de Yidi. La chaleur, en dilatant le liquide contenu dans l’appareil, fait gonfler cette caisse, et le froid la fait diminuer d’épaisseur; ces mouvements sont communiqués au style qui doit les inscrire.

Afin de rendre les indications de cet instrument aussi rapides que possible, on donne parfois au réservoir une grande surface en le formant d’une série de tubes analogues aux bouilleurs d’une machine à vapeur. De celte façon, les surfaces soumises à la température ambiante étant très-multipliées, l’instrument obéit plus vite aux changements de cette température.

La dilatation du liquide peut agir en déplaçant une colonne ou un index opaque, ainsi qu’il a été dit à propos du thermomètre à air; d’autres fois, on utilise cette dilatation pour produire des mouvements de torsion et de détorsion dans un tube manométrique de Bourdon. Cette disposition a été employée avec succès par Marié-Davy pour inscrire les variations de la température à l’observatoire de Montsouris. Les effets de la variation de température se transmettent à distance, au moyen de tubes métalliques d’une faible capacité qui relient le réservoir à l’appareil inscripteur.

Quelques exemples de courbes thermométriques compléteront ce qui nous reste à dire sur ce sujet. Nous reproduisons (fig. 161) des courbes obtenues par Marié-Davy sur les variations diurnes de la température observées à Montsouris les 5, 6 et 7 août 1877. C’est le thermomètre inscripteur de Salleron qui a fourni ces tracés.

Deux courbes thermométriques se lisent sur cette figure : l’une, A, obtenue au moyen d’un thermomètre sec, donne les variations réelles de la température. La courbe B, fournie par un appareil dont la boule était constamment humectée d’eau, présente de moindres variations, parce que le refroidissement produit par l’évaporation compense en partie l’accroissement de la tempéra-

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ture. L’ensemble des deux thermomètres sec et humide constitue le psychronièlre , instrument qui permel de juger approximativement l’état hydrométrique de l’air 4.

D’autres fois, on expose au soleil deux thermomètres, l’un à houle

| aj ,

Fig, 101. Inscription des variations du thermomètre sec A et du thermomètre humide B pendant deux jours consécutifs.

nue, l’autre à boule recouverte de noir de fumée. C’est 1 ’actinomètre , dont les deux courbes varient dans le même sens, mais s’écartent plus ou moins l’une de l’autre, suivant l’intensité de la radiation solaire.

Thermomètres métalliques Inseripteurs.

Parmi les thermomètres métalliques, il faut citer, pour sa remarquable sensibilité, celui de Rédier qui est basé sur l’inégale dilatation de deux tiges de métaux différents.

Quel que soit le thermomètre que l’on emploie, le mode d’inscription des températures ne diffère en rien de ceux que nous connaissons déjà. On donnera au papier une marche plus ou moins rapide, suivant la plus ou moins grande rapidité des variations qui devront se produire, tandis que l’excursion du thermomètre, c’est-à-dire son degré de sensibilité, sera réglée suivant l’approxi-

1. L’appareil qui a fourni les courbes de la figure 1G1 est encore à l’essai ; les indications des heures n’élaient pas inscrites sur le papier il l’époque où cette figure a été gravée.

mation avec laquelle les variations de la température auront be soin d’être connues.

Inscription de la température animale.

L’emploi du thermomètre en physiologie et en médecine clinique se répand de plus en plus; mais, jusqu’ici, on n’a pris encore que des mesures intermittentes de la température.

La précision et la sensibilité des appareils thermométriques ne laissent que bien peu à désirer; toutefois, au risque de n’avoir pas la même rigueur dans l’estimation des changements de la température, il serait bien précieux de les traduire par une courbe continue, avec les variations brusques ou lentes qu’ils présentent.

En 1865, je publiai la description d’un thermographe *, applicable à l’inscription de la température animale. Cet appareil avait les propriétés d’un thermomètre à air et possédait une grande sensibilité. Voici en quoi il consistait : une boule métallique de thermomètre à air B (tig. 162) se continuait par un long tube capillaire de

Fig. 162. Disposition du thermographe.

cuivre recuit, à l’extrémité duquel était un tube de fer courbé en arc de cercle. Ce dernier était engagé dans un tube de verre de même courbure, fermé à l’une de ses extrémités et monté sur une platine tournant autour d’un axe horizontal. Un index de mercure I, logé à la partie déclive du tube de verre, était traversé par le tube de fer. Enfin, une aiguille longue et équilibrée tournait avec la platine de l’appareil autour de l’axe central.