CHAPITRE III

RELATIONS DANS LESQUELLES LE TEMPS N’EST PAS UNE DES VARIABLES CONSIDÉRÉES.

Expression graphique des relations de cause à effet; influence de la température sur la tension des vapeurs, sur la solubilité des sels. — Propagation de la chaleur dans une barre métallique ; courbes des intensités relatives de la chaleur, de la lumière et de l’activité chimique dans les différents points de la longueur du spectre solaire. — Courbe de la pression dans les conduites. — Courbes des relations du poids à la taille. — Courbes de la proportion des matériaux dans la construction des ponts de différentes portées; application de ce genre de courbes aux sciences naturelles. — Courbes de l’activité commerciale sur les différents tronçons d’un chemin de fer. — Courbes de compressibilité et d’élasticité. — Courbes de la résistance que les fluides opposent au mouvement, et des pertes de charge dans les conduits.

Dans les exemples dont il a été question au précédent chapitre, le savant se borne au rôle d’observateur; il ne peut modifier à son gré la succession ni l’intensité des variations météorologiques ou statistiques; il note à chaque instant l’état d’un phénomène, et dans la succession naturelle des phases qu’il inscrit, cherche à saisir une loi.

Mais lorsque le chercheur provoque et gouverne les variations qu’il étudie, lorsque, devenu expérimentateur, il détermine les relations des causes à leurs effets, alors le temps n’a plus à intervenir dans le problème; il n’en sera pas tenu compte dans l’expression graphique des résultats obtenus.

Ainsi, le physicien étudie les phénomènes qui se passent lorsqu’on soumet les corps à certaines forces mesurables; il compte, par exemple, les changements de volume des solides, des liquides ou des gaz sous l’influence de différentes températures ou de différentes pressions. Or, tous ces changements peuvent se traduire graphiquement; une page de chiffres qui donnerait la série

des nombres exprimant les coefficients de dilatation d’un corps chauffé de zéro à n degrés peut toujours être avantageusement remplacée par une courbe. L’expression graphique devient plus précieuse encore s’il s’agit de comparer les effets de la chaleur sur des corps différents; la superposition de deux ou plusieurs courbes traduit d’elle-même les inégalités qui peuvent exister dans la dilatation de ces corps.

Quand on construit des courbes de ce genre, on prend pour variable indépendante l’influence dont on cherche à mesurer les effets, et on la compte sur l’axe des æ, ainsi qu’on faisait pour le temps dans les exemples précédemment indiqués. Du reste, les choses se passent comme si, à des instants successifs, l’influence dont on étudie les effets croissait d’une manière régulière : comme si, de minute en minute, la température à laquelle on soumet un corps s’élevait d’un degré.

On doit à Régnault plusieurs tableaux de ce genre; l’un des plus célèbres est celui qui représente aux différentes températures la force élastique de la vapeur d’eau, la dilatation du mercure, la compressibilité de l’air et celle de l’azote. Sur la même feuille sont encore indiquées les corrections que l’on doit faire aux thermomètres à air, suivant la nature de leur enveloppe. Comme les dimensions de ce tableau sont considérables à cause de la multiplicité des détails dont il est chargé, nous ne pouvons en donner ici la reproduction même partielle1. Mais le principe sur lequel ces tableaux graphiques sont construits et la clarté des relations qu’ils expriment ressortent suffisamment de la figure 22.

Cette figure représente la proportion de différents sels qui se dissout dans l’eau à chaque température. La température, mesurée en degrés centigrades, est prise pour variable indépendante et se lit sur l’axe des x, tandis que la proportion de sel dissoute dans un litre d’eau s’évalue en grammes et se compte sur l’axe des y (les indications du présent tableau s’arrêtent, faute d’espace, à 90 degrés).

Dès le premier coup d’œil, on voit sur ce tableau : 1° si la solubilité d’un sel croît proportionnellement à la température, ou si la solubilité varie d’une façon irrégulière; 2° quelle est, à chaque degré de température, la quantité de sel qui se dissout dans

f * ' U S Mil * * / Mil ( > *. » . J»