I - rrr - - G quaternaire

de se combiner, on aperçoit sur-le-champ qu’ils ne le peuvent faire que dans la proportion de 3 à 4, ou dans celle qui est exprimée par quelque multiple simple de ces nombres qui indiquent les poids relatifs de leurs atomes. Tel est le principe adopté par Dalton pour évaluer le poids des atomes d’oxigène, d’hydrogène d’azote; les deux premiers d’après la composition de l’eau , et les deux derniers d’après les proportions où ils se trouvent dans Fammoniaque.

264. Mais, avant de construire une table qui exprime les poids relatifs des atomes de divers corps , il est évident qu’il faut prendre une substance dont l’atome puisse servir de terme de comparaison. Il est fâcheux que les physiciens n’aient pas été d’accord sur celle qu’ils ont adoptée. Dalton a choisi l’hydrogène, parce que c’est le plus léger de tous les corps connus, et qu’il s’unit avec d’autres dans la plus petite proportion. Wollaston, Thompson, Berzélius ont pris l’oxigène , à cause de ses rapports presque universels avec la matière chimique, comme unité décimale (le premier la représente par 10, le second i , et le troisième 100). H. Davy a, comme ^alton , adopté l’hydrogène pour unité; mais il a modifié la théorie en supposant que l’eau est un composé d’une proportion ou d’un atome d’oxigène, et de deux proportions ou atomes d’hydrogène, attendu que pour faire l’eau il faut deux mesures du dernier et une du premier, et que des mesures égales de différens gaz contiennent, suivant

lui, des nombres égaux d’atomes; tandis que Dalton pense que deux volumes d’hydrogène ne renferment que le nombre d’atomes que contient un volume d’oxigène. ..Il est tout-à-fait indifférent d’adopter l’une ou l’autre hypothèse ; un procédé très simr pie les concilie, (i)

2» 6 5- Mais , dans la doctrine des proportions, il n’est pas nécessaire de regarder les corps comme composés de particules indivisibles; on peut rejeter tout-à-fait la théorie atomique , et profiter encore

des avantages que donne la loi générale des combinaisons définies. Davy , par exemple , n’a pas adopté la théorie de Dalton ; mais il a embrassé celle des proportions définies. Ce que Dalton nomme atome y il l’appelle proportion ^ et Young poids combinant,

266- Wollaston a introduit le terme ^équivalent chimique y pour exprimer le système des proportions définies dans lesquelles les corps se combinent entre eux , rapporté à une unité commune.

St6y. H sera facile d’entendre le sens du mot

(1) On peut réduire les nombres de Wollaston par la simple règle de proportion; ainsi 8 ( nombre de l’oxigène de Daltoiy est à 1 (nombre de l’hydrogène ), comme 10 (nombre de W“oîlaston pour l’oxigène), est à î,25 nombre de l’hydrogène. Pour convertir les nombres de Davy en ceux de Wollaston, il ne faut qu’ajouter un tiers; ou l’on réduit ceux du second en ceux du premier, en déduisant un quart. Ainsi Davy donne t5 comme le nombre du soufre , et 1 5 + 5 r=r 20 nombre que lui assigne Wollaston; et réciproquement 20 — 5 = i5.

ET DE CHIMIE MÉDICALES. l/^rj

équivalent, quand, après avoir déterminé quelle proportion de deux ou de plusieurs corps A, B, C,etc., d’une classe en neutralise un autre X d’une classe différente; on trouve qu’il faut la même proportion relative de A, B, C, pour neutraliser un autre corps de la même classe que X. Ainsi, puisque 100 parties d’acide sulfurique et 68 (en ne tenant pas compte des fractions) d’acide muriatique neutralisent 1 1 8 de potasse , et que loo du premier neutralisent '71 de chaux, on peut conclure que 68 d’acide muriatique neutraliseront également 71 de chaux. Dans ce cas, 100 d’acide sulfurique et 68 d’acide muriatique sont avec raison réputés équivalens l’un de l’autre. Wollaston a adapté une série de ces nombres a une regie mobile , et construit une échelle d’équivalens chimiques, qui a plus contribué à faciliter l’étude générale et pratique de la chimie qu’aucune autre invention, attendu qu’il soumet à la fois des milliers de combinaisons à toute la précision du calcul.

268. Un fait très intéressant, et qui tient de la réciprocité des proportions de saturation , c’est que deux sels neutres, en se décomposant l’un l’autre, donnent naissance à deux nouveaux composés salins, qui conservent leur neutralité, c’est-à-dire qu’ils échangent de principes sans qu’il en résulte d excès d acide ou de base. Si 1 00 parties de nitrate de baryte, qui est formé de 4i d’acide nitrique et Sq de baryté, sontmelées avec 67 de sulfate de potasse, qui se compose de 3o d’acide et de 87 de

i48 traité de physique

base, il y aura 89 de sulfate de baryte et 78 de nitrate de potasse'; de sorte que les 4i d’acide nitrique se combinent avec les 87 de potasse , et les 3o d’acide sulfurique avec les 89 de baryte.

!2 6g- Lorsqu’une proportion (ou atome) d’une substance se combine avec plus d’une proportion d’une autre , les premières peuvent se séparer plus facilement que les dernières. Si, par exemple, on expose à une forte chaleur l’oxide noir de manganèse, il dégage l’oxigène et brunit; mais il n’est pas possible de le dépouiller de la totalié de ce gaz, à quelque degré qu’on pousse le feu. Le carbonate de soude, qui contient deux proportions d’acide carbonique pour une de soude, cède très promptement, lorsqu’il est soumis à l’action de la chaleur, une moitié de son acide , mais il retient l’autre avec force.

2 y O. Ce fait donne la solution de plusieurs phénomènes d’affinité chimique que Berthollet attribuait à l’influence seule de la quantité (âSy). Une base agit avec une énergie différente sur les première, seconde, troisième, etc., proportions du corps avec lequel elle se combine. Il résulte de là que, lorsqu’il se forme un sur ou un sous sel, une substance attirée moins fortement qu’une troisième précipite quelquefois celle-ci de sa combinaison avec la seconde. C’est ainsi que l’oxide de plomb décompose le muriate de soude, et forme un sous-muriate de plomb; que l’acide tartarique décompose les sels de potasse et donne naissance

à un sur-tartrate de cette base , et que Facide carbonique abandonne Facétate de plomb pour produire un sous-acétate. Une composition saline où il entre de Facétate d’ammoniaque se décompose également , et devient caustique par l’addition d’un peu de magnésie pure qui va à la suite de l’ammoniaque dans l’ordre des attractions électives. La magnésie forme probablement dans ce cas un acétate triple avec une partie de l’ammoniaque , et met le reste en liberté.

*1^1. Lorsqu’un corps se combine avec deux ou plusieurs proportions d’un autre , il semble éprouver plus de difficulté à entrer dans de nouvelles combinaisons, que quand il n’est combiné qu’avec une. Ainsi le fer combiné avec deux proportions de soufre, résiste à Faction de l’acide sulfurique étendu; tandis que, lorsqu’il n’est combiné qu’avec une proportion de ce corps, comme dans le sulfure artificiel de ce métal, il est très promptement attaqué.

Il semble, d’après ces faits, que deux ou plusieurs proportions d’un corps en attirent une simple d’un autre avec plus d’énergie que ne le lait une proportion , et que deux ou plusieurs adhèrent à une simple proportion avec moins d’énergie qu’une, ou au moins qu’une seconde ou une troisième adhèrent moins fortement que la première.

3. 11 serait possible d’admettre, observe Davy, que deux ou trois proportions en dérobent une à i action d une nouvelle substance par une cause

„ I 5o TRAITÉ DE PHYSIQUE

mécanique, ou parce quelles l’enveloppent plus complètement; toutefois l’autre solution paraît plus probable.

Parmi les nombreux usages dont est susceptible la doctrine des équivalens , celui qui met le pharmacien à meme d’estimer la force et la valeur de certaines préparations n’est pas le moins important. Il lui est aisé, par exemple, de déterminer par ce moyen la quantité réelle d’acide hydrocyanique qui existe dans une solution étendue. Ainsi, puisque le nombre équivalent de cet acide est exactement un huitième de celui du péroxide de mercure , et qu’il se* combine dans la proportion de deux du premier pour un du dernier, on a sur-le-champ le rapport d’un à quatre dans la formation de ce composé. Il est évident d’après cela que si à cent grains d’acide hydrocyanique étendu , on ajoute peu à peu de petites quantités de péroxide ( précipité rouge ) jusqu’à ce qu’il cesse de se dissoudre par l’agitation, le poids de l’oxide ainsi dissous donne, si on le divise par quatre, un quotient qui représente la quantité réelle d’acide hydrocyanique contenu dans l’eau. On peut de la meme manière évaluer celle de l’acide acétique que contient un échantillon donné de vinaigre distillé , car puisque le carbonate de chaux et l’acide dont nous venons de parler sont représentés par le meme nombre , la quantité du premier que di’ssolvent cent grains de l’échantillon représente celle de l’acide réeh

Chaleur ou calorique,

276. Les termes chaleur et fi'oid , qui désignent certaines sensations qu’excitent des corps appliqués sur nos organes, sont trop connus pour exiger une définition. Cependant nous n’avons aucune donnée bien satisfaisante sur la nature de la cause qui les produit. Quelques physiciens l’ont regardée comme un fluide indépendant, d’une ténuité inappréciable , et capable de s’insinuer entre les molécules de la matière la plus dense. D’autres ont nié l’existence d’un élément de ce genre, et ont attribué tous les phénomènes que présentent les corps échauffés à un mouvement vibratoire ou intérieur qui agite les molécules de la matière. La première opinion paraît plus en harmonie avec les phénomènes , mais toute discussion à cet égard est inutile , car quelle que soit la nature de cette puissance , son existence n’en est pas moins réelle, comme cause d’effets certains dont on peut apprécier les rapports, ainsi que les lois qui les régissent quoique la nature de la cause qui les produit reste totalement inconnue.

276. On désignait autrefois par le nom de chaleur cette puissance quelle qu’elle fût, ainsi que la sensation qu’elle excite ; mais on a reconnu depuis qu’il ne convenait pas de confondre sous la meme dénomination deux choses aussi distinctes que la cause et l’effet , et l’on a désigné la première par les mots de matière de la chaleur ^ de fluide igné , de

feu y de calorique ou répulsion calorifique. Afin cependant d’éviter la répétition trop fréquente du / meme terme , on emploie encore de temps à autre celui de chaleur, non seulement pour exprimer la sensation qu’il indique , mais encore quelques unes des modifications qu’éprouve la cause inconnue qui la produit.

Outre la propriété d’exciter la sensation de la chaleur, le calorique possède encore celle de dilater tous les corps soumis à son action , c’est-à-dire d’augmenter leur volume dans toutes les directions (i), et de les ramener en se dissipant à leurs premières dimensions. Il résulte de là qu’il tend constamment à isoler les molécules des corps et doit être regardé comme doué d’une puissance répulsive opposée à celle de l’attraction.

(i) Il est donc important de tenir compte de la température d’un corps quand on veut évaluer sa pesanteur spécifique (8i). La propriété dont jouit le calorique de dilater les corps est avantageuse dans quelques arts, et présente dans d’autres de grands inconvéniens. C’est ainsi que le charron et le tonnelier peuvent, en chauffant leurs cercles, les fixer plus solidement. On sait d’un autre côté combien l’action de cette force entraîne d’inconvéniens et d’inexactitude dans les machines. L’élève en chimie en fait tous les jours l’expérience. Quelques précautions qu’il prenne pour garantir ses appareils en verre , il parvient rarement à en éviter la destruction. Il est bon d’indiquer à quoi tiennent ces accidens. Le verre est un mauvais conducteur de la chaleur ( Exp. Bq ). Si on le charge d’un fluide chaud , sa surface intérieure se dilate , tandis que l’extérieure n’éprouve aucune altération et détermine nécessairement une fracture.

ÉT DE CHIMIE MEDICALES. l53

2* y 8. Une exception importante (i) à cette loi de la dilatation est celle que présente Feau dans son refroidissement. Elle acquiert par la soustraction de la chaleur une densité uniforme et croissante jusqu’à 4^5 5; passé ce terme, elle devient de plus en plus légère à mesure que l’atmosphère lui enlève du calorique. On peut s’assurer de la vérité de ce fait en prenant dè l’eau dans un vase profond, et en Fexaminant au moment où elle se congèle. On la trouvera alors plus chaude au fond qu’à la surface.

Pour prévenir cet accident, il faut faire le verre assez mince pour que la dilatation se propage simultanément dans toute la masse , ou chauffer le vase graduellement , afin qu’elle s’opère plus lentement. On explique de la meme manière la fracture des vases de verre chaud , dans lesquels on verse un fluide froid.

(i) On compte d’autres exceptions, mais elles ne sont en quelque sorte qu’apparentes , et reposent sur le changement chimique que les corps éprouvent dans leur constitution ou leur cristallisation. L’argile , par exemple , se contracte considérablement par une chaleur intense ; c’est meme sur cette contraction qu’est fondé le pyromètre de Wodgwood; mais dans ce cas l’argile dégage d’abord l’eau dont s’étaient chargées ses parties , qui adhèrent ensuite avec une force considérable , et passent d’un état d’agrégation un peu lâche à celui d’une combinaison intime. Certaines solutions salines se dilatent également au moment où elles se solidifient ; mais cela tient à ce que sous le même poids la matière occupe beaucoup plus d’espace , attendu qu’elle présente des interstices plus considérables lorsque les molécules ont pris certaines formes. Il en est de meme à l’égard de la fonte , du bismuth et de l’antimoine.

î54 TRAITÉ DE PHYSIQUE

Il est curieux de rechercher la cause de cette anomalie , et de considérer ce qui arriverait si l’eau était soumise à la meme loi que les autres corps. On a remarqué avec raison que ce liquide , à mesure qu’il perd du calorique, devient de plus en plus dense jusqu’à environ 4? 5° au-dessus de o; mais que si, au lieu de ce qui arrive , la densité allait en augmentant jusqu’à o'" , la couche superficielle eût continué à descendre : elle eût été suivie d’une foule d’autres qui se seraient succédé avec rapidité, et auraient converti' nos lacs et nos rivières en une masse de glace qui, dans ce cas, se serait formée au fond et non à la surface. Un hiver rigoureux eût suffi de cette manière pour solidifier toutes les rivières d’Europe. Un autre avantage, c’est que les nappes de glace qui couvrent souvent les petites mers , les lacs et les rivières , retiennent une masse de calorique dans l’eau qu’elles recouvrent, et que dans les dégels les poissons n’ont point à souffrir du froid ; car aucune particule de la surface ne peut descendre que l’atmosphère n’ait éprouvé un changement de température , et que la totalité de l’eau ne soit élevée audessus de quatre degrés. ^

On entend par température le degré d’énergie avec lequel un corps nous donne la sensation de la chaleur, et dilate les substances avec lesquelles il se trouve en contact; mais nos sens ne peuvent nous donner une évaluation exacte de la quantité de calorique qui agit sur nous. Nous sommes obligés d’adopter comme unité, l’effet qu’il pro-

ILT DE CHIMIE MEDICALES. l55

duit sur un corps déterminé , et de rapporter tous les autres à ce point de comparaison; c’est sur ce principe qu’est construit le thermomètre^ instrument qui fut inventé par Sanctorius, et sert communément à mesurer la chaleur.

280. Il paraît que les phénomènes auxquels le calorique donne naissance présentent, dans une circonstance essentielle, les memes propriétés que la matière communè; on peut en effet prouver qu’il existe sous deux états très différens; celui de liberté , quand il est susceptible d’exciter en nous la sensation de la chaleur ou de produire la dilatation ; et celui de combinaison dans laquelle il échappe à nos sens, ou cesse d’etre sensible au thermomètre. Il * porte, dans le premier cas, les noms de calorique libre y calorique non combiné ^ température ; et dans le dernier, ceux de calorique latent^ combiné ^ et quelquefois calorique de fluidité.

281. La force avec laquelle le calorique tend à se disperser dans les corps, jusqu’à ce qu’il y ait un équilibre de température établi , est une propriété qui n’est pas moins frappante que celle de produire l’expansion. Ainsi, si l’on prend un certain nombre de corps de diverses températures, et qu’on les mette en contact, ils acquièrent tous, au bout d’un certain temps, une température moyenne. Le calorique des plus chauds se répand dans ceux qui le sont le moins, et il s’établit un équilibre entre eux; cette loi est trop comme pour avoir besoin de vé~

ï56 TRAITÉ DE PHYSIQUE

rification. Si on vent chauffer un corps, on le porte vers le feu ; si on veut, au contraire le refroidir, on I entoure de substances froides. Le calorique se propage meme à travers le vide de Toricelli; ce qui tient évidemment à sa puissance répulsive qui tend constamment à l’équilibre.

282. Lorsqu’on met des corps en contact avec d’autres substances d’une température inférieure , la chaleur se propage des premiers aux derniers, ou en d’autres termes , les plus froids enlèvent aux plus chauds l’excès de celle qu’ils possèdent. Il en est cependant qui le font plus rapidement que d’autres. Le calorique traverse les uns avec une vitesse qu’ils ralentissent à peine; d’autres, au contraire, lui opposent une résistance prodigieuse. Cette disposition qu’ont les corps à le recevoir et à le distribuer, forme leur conductibilité. Un corps est bon ou mauvais conducteur de la chaleur, suivant qu’il se prête plus ou moins facilement à sa transmission.

Exp. 39. On prend deux tiges de meme longueur et de meme épaisseur, l’une de fer, l’autre de verre: on les revêt d’une couche de cire à une extrémité, et on expose l’autre à l’action de la chaleur. La cire qui recouvre la première fond beaucoup plus tôt que celle qui est passée sur la dernière, parce que la chaleur se propage plus rapidement dans le fer que dan^ le verre , qui est moins bon conducteur. On peut varier cette expérience d’une manière très

agréable, en substituant à la cire un petit morceau de phosphore qui s’enflamme, à diverses périodes, sur les extrémités des différentes tiges. Ou bien ,

Exp. 4o. On prend de petits cylindres de mêmes dimensions, en argent, en verre, en charbon, et on présente leurs extrémités au centre de la flamme d’une chandelle. L’argent s’échauffe rapidement dans toute sa longueur, au point qu’on ne peut le tenir à la main. La chaleur se communique plus lentement sur le verre , et le charbon rougit , à une extrémité, long-temps avant que l’autre soit sensiblement chaude.

^83. On attribue à cette différence de conductibilité l’intensité différente avec laquelle divers corps nous affectent à la même température; fait qui doit suffire pour nous rendre tout-à-fait incapables d’apprécier la totalité de la température au moyen de nos sensations. Si l’on applique tour à tour la main à un certain nombre de corps tels que du bois , du f^r, du marbre, etc. , ils paraissent froids à différons degrés ; et comme cette sensation est due à ce que le calorique passe de la main dans le corps qu’elle touche , celui qui le transmet avec plus de rapidité est le meilleur conducteur, ou, en d’au* très termes , paraît le plus froid. Par la même raison si ces corps ont une température de beaucoup supérieure à celle de la main, le meilleur conducteur sera celui qui est le plus chaud au tact. C’est par cette raison que l’argent, après qu’on est resté quelque temps devant le leu, se trouve plus chaud que les poches qui

l58 TRAITÉ DE PHYSIQUE

le renferment. Les métaux sont à peine supportables à la température de 48°, l’eau chaude à 65°, tandis que l’air peut être porté à 1 1 5°, sans affecter nos organes d’une manière pénible. Le docteur Fordyce est resté un espace de temps considérable dans une chambre chauffée par des poêles à 1 26° ; mais il ne pouvait, sans se brûler, toucher aux ferrures de la porte, à sa montre et à des clefs qu’il avait déposées sur une table. C’est pour cette raison qu’on arme les vases métalliques de manches de bois, ou qu on interpose un anneau d’ivoire ou de bois entre le vase chaud et le manche métallique : on empêche de cette manière la chaleur de se transmettre.

La force avec laquelle l’air soutire la chaleur est aussi comparativement très médiocre. Dans les hautes latitudes septentrionales, on a éprouvé sans inconvénient un froid qui solidifiait le mercure ; mais si lorsque l’atmosphère était dans cet état, on touchait des substances métalliques, l’organe était immédiatement cautérisé (j). On a mis à profit, dans une circonstance récente, la faible conductibilité que possède l’air : c’est de là que viennent l’origine et l’utilité des portes et des volets doubles qui renferment une couche d’air entre eux, et maintiennent ainsi les appartemens à une température uniforme; de là aussi l’habitude d’entourer

(1) Un froid intense produit sur nos organes le meme effet que la chaleur, et la sensation qui l’accompagne ne diffère pas de celle que donne une brûlure.

ET DE CHIMIE MÉDICALES. I Sq

les glacières d’une couche d’air , afin d’empêcher l’atmosphère chaude de pénétrer et de fondre la glace quelles renferment. C’est d’après le même principe que Buchanan a recommandé de mettre les tuyaux qui servent à la conduite des eaux, à l’abri de la gelée, en les renfermant dans des tubes d’étain en feuille, et laissant un espace d’environ un pouce tout autour des premiers. Certains ustensiles de cuisine et de pharmacie sont pourvus de couvercles doubles en cuivre ou en étain ; et il est reconnu que les fluides bouillent plus tôt dans ces vases que dans d’autres; on peut également les tenir à une température donnée, sans consommer la quantité de combustible qu’ils' exigeraient s’ils n’étaient munis que d’un couvercle^

^85. L’humidité accroît cependant d’une manière sensible la conductibilité de l’air ; aussi le froid qui se fait sentir dans une atmosphère qui en est saturée, et la sensation qu’on éprouve au commencement d’un dégel, paraissent plus intenses que durant la gelée, malgré l’élévation de la température.

286- On voit, d’après ces notions sur la différence de conductibilité des corps, combien les couvertures qui revêtent les animaux sont adaptées à leurs usages. Les substances animales et végétales sont en général de très mauvais conducteurs ; ainsi le poil et la laine des animaux, les plumes des oiseaux (i).

(1) De toiUes ces substances, celie qui oppose le plus de

î6o TRATTE DE PHYSIQUE

sont très propres à les mettre à Fabri du froid; Fair quils renferment concourt à en atténuer Feffet. C’est pour la meme raison que l’on s’enveloppe dans

résistance au passage de la chaleur, est le duvet qui couvre les flancs de V Eider-Duck , oiseau particulier aux climats froids. Si les flancs de cet animal , qui sont constamment exposés au contact d’une eau extrêmement froide , n’étaient pas ainsi abrités , sa chaleur intérieure se dissiperait. Le cygne est dans, le même cas. La physiologie nous fournit une foule d^xemples analogues. Il est par exemple très important que le jaune de l’oeuf soit maintenu à une température uniforme, et qu’il ne se refroidisse pas brusquement pendant les absences accidentelles de la couveuse. La nature y a pourvu en l’environnant d’un fluide albumineux extrêmement mauvais conducteur. C’est d’après le même principe que les poissons qui vivent long-temps hors de leur élément naturel , tels que V anguille et la tanche , ont la propriété de sécréter un fluide visqueux dont ils s’entourent, et préviennent de cette manière la réduction de température qui aurait lieu sans cela, et les ferait promptement périr. Ceux au contraire qui ne possèdent pas cette propriété , tels que le maquereau, périssent presque au sortir de l’eau. Le limaçon commun des jardins est à peu près dans le même cas; c’est la grande quantité de matière visqueuse qu’il traîne avec lui , qui le met à l’abri du froid. Un amas de graisse peut , dans quelques circonstances , produire le même résultat ; ainsi le silurus glanis, qui est le plus gras des poissons d’eau douce , vit encore long-temps hors de l’eau. La graisse , ainsi que les cellules dans lesquelles elle est déposée, est un très mauvais conducteur. C’est un fait bien connu, que les personnes d’une excessive corpulence sont à peine sensibles au froid rigoureux de l’hiver. L’huile des cétacés est sans doute destinée à tenir l’animal dans une douce température.

ET DE CHIMIE MEDICALES. l6l

des manteaux de laine : l’air se loge dans leurs plis, et en accroît considérablement Futilité; de là la supériorité qu’ont les habits amples sur ceux qui sont étroits. Ceux-ci peuvent embellir, mais ne soulagent pas ceux qui les portent; ils sont directement opposés à l’effet qu’i\s doivent produire.

Î28y. On peut dire, en général, que les corps les plus denses sont les meilleurs conducteurs de la chaleur. Les métaux, par exemple, sont ceux des solides qui conduisent le mieux; les gaz le font moins bien que les fluides, et ceux-ci que les solides ; mais les rapports qu’ont entre elles la conductibilité et la densité présentent une foule d’exceptions. Une des plus remarquables est celle qu’offre le platine, corps le plus dense qu’on connaisse, et peut-être celui des métaux qui est le moins bon conducteur.

288 . Les fluides et les corps aériformes ne transmettent pas la chaleur de la même manière que les solides. Leurs molécules éprouvent un déplacement réel; elles charrient le calorique plutôt qu’elles le conduisent; la portion du fluide la plus voisine du foyer se dilate, devient spécifiquement plus légère, s’élève et cède sa place à une autre qui est plus froide et placée au-dessus d’elle. Celle-ci à son tour s’échauffe, se dilate, obéit à une autre qui la presse, et ainsi de suite jusqu’à ce que le liquide ne puisse plus recevoir de chaleur. On peut vérifier ce mécanisme au moyen d’une expérience simple.

Exp. 4i* On renverse dans un vase d’eau un ther-

iBa TRAITÉ DE PHYSIQUE

îîlomètre sensible (un thermomètre à air), de manière que l’extrémité de la boule ne fasse que plonger au-dessous de la surface ; on verse sur le liquide assez d’éther pour former une couche d’un huitième de pouce au-dessus du thermomètre, et on l’enflamme comme le représejite la Fig. i*"®, PL 3. Quelle que soit la sensibilité de l’instrument, l’air qu’il renferme ne se dilate pas immédiatement; l’éther bout avec violence; mais il faut beaucoup de temps pour qu’il communique à l’eau une chaleur sensible,

' îîSg. Le comte Rumford a conclu de ces faits que l’eau est un parfait non-conducteur du calorique ; qu’elle ne le propage que dans une direction , c’est-à-dire de bas en haut , en vertu du mouvement que ce principe occasionne parmi les molécules fluides. Cette hypothèse a cependant été combattue par Thompson et Murray , dont les recherches ont prouvé que l’eau conduit, mais d’une manière imparfaite et lente.

290. Outre ces modes de transmission, le calorique se propage encore par radiation. On peut meme dire , en général , qu’un corps échauffé perd de cette manière la moitié de son calorique , et cède l’autre à l’atmosphère ambiante.

ÎÎQ 1. La sensation qu’on éprouve en approchant du feu est due en grande partie à la radiation, quia peu de rapport avec la conductibilité immédiate de l’air. Si on tient vis-à-vis du feu un miroir métallique concave, on obtient un foyer de chaleur et de lumière.

ET DE CHIMIE MÉDICALES. l63

293. La surface de la terre paraît être en radiation continuelle; phénomène qui devient évident par ce qui arrive pendant la nuit , lorsque le ciel est serein surtout , car les nuages servent comme d’écran à cette planète, et entravent le dégagement du calorique radiant Le docteur Wells a démontré que la température du sol, spécialement quand il est composé de substances qui rayonnent librement , est de plusieurs degrés inférieure à celle de la couche atmosphérique qui est située à quelques pieds au-dessus. C’est à cette circonstance qu’est due la formation de la rosée et de la gelée blanche qui se depose toujours en plus grande abondance lorsque le ciel est pur et sans nuage*

2gÔ. Leslie a démontré que les phénomènes de radiation tiennent à la nature des surfaces rayonnantes, et que celles qui rayonnent le plus sont aussi celles qui jouissent de la plus grand puissance ^absorption. En d’autres termes, les corps dont la chaleur radiante élève plus facilement la température sont aussi ceux qui refroidissent le plus aisément par leur propre radiation. Les surfaces ternes non métalliques sont celles qui rayonnent et absorbent le mieux la chaleur radiante : c’est le contraire pour les surfaces métalliques polies; ce sont elles qui rayonnent et absorbent le moins fortement. Leslie a trouvé que si une surface de ce genre produisait sur le thermomètre un effet = 12 ; couverte d’une légère couche de colle, elle éprouvait upe augmentation de puissance rayonnante telle qu’elle en pro-

(luisait un ~ 8o, et qui s’élevait à foo lorsqu’il la remplaçait par du noir de fumée.

2 g 4- Ces doctrines sur la chaleur radiante sont susceptibles d’applications extrêmement utiles dans les arts. Il est évident, par exemple, que les vases qui sont destinés à retenir la chaleur , tels que ceux dont on se sert pour les infusions, doivent être en métal parfaitement poli , si ce n’est à l’endroit par lequel ils reçoivent la chaleur et qu’il est bon de noircir. Il y a donc, indépendamment de l’élégance et de la propreté , de l’avantage à entretenir aussi brillans que possible les vases qu*i servent aux besoins de la table. Les tuyaux d’air qui ont pour but d’échauffer des maisons doivent être polis aux endroits où il n’est pas nécessaire de donner de la chaleur, et couverts de quelque substance rayonnante dans les pièces dont ils sont destinés à élever la température. C’est pourquoi Rumford a établi qu’il ne faut pas que l’intérieur des cheminées ou des poêles ' soient en métal, mais en pierre ou en fayence qui. rayonnent et tamisent mieux la chaleur. L’étude relative au calorique rayonnant ouvre aux conjectures un champ vaste et intéressant; mais je me dispense d’entrer dans ces discussions qui ne mènent à aucun avantage pratique immédiat.

a g 5. On a dit (280) que le calorique existe sous deux états différens, libre ou combiné; nous ne nous sommes occupés jusqu’à présent que des phénomènes relatifs au premier. Il nous reste à faire connaître ceux qui appartiennent au second.

ET DE CHIMIE MÉDICALES. l65

ag6. On peut établir comme proposition générale, que les corps, en passant d’un état plus dense à un qui l’est moins, absorbent du calorique ou le rendent latent , et réciproquement.

Exp. 4^* Prenez une livre d’eau à 77®, mêlez-la avec meme quantité de glace à 0° , vous obtiendrez un liquide dont la température sera 0°. Où est passée cette masse de calorique qui a complètement disparu ? Il a pénétré la glace, et comme il n’est plus sensible au thermomètre, on dit qu’il est latent. Il prend quelquefois le nom de calorique de fluidité ^ attendu que c’est à lui qu’est due la liquéfaction de la glace.

Exp. 43. On prend une portion d’acide nitrique; on l’étend d’un poids égal d’eau, on la laisse refroidir, et on ajoute une certaine quantité de neige fraîchement tombée. Le thermomètre plongé dans le mélange indique une réduction considérable de température, effet qui tient à l’absorption du calorique libre, fixé d’une manière intime par la liquéfaction de la neige.

297. On observe le même effet dans tous les cas où il y a liquéfaction ; ce qui nous met à même de produire dit^frpid artificiel par la solution rapide de certains sels. C’est sur ce principe que repose l’action des mélanges frigorifiques (i). Gomme ces

(i) L histoire de cette découverte, et celle de l’art auquel elle a donné naissance , offrent l’application utile d’un fait qui ne fut d’abord regardé que comme une pure curiosité physique.

agens sont très utiles non seulement dans l’économie, mais encore dans les opérations chimiques et médicinales , j’insérerai plus loin une table qui donne les proportions qu’il faut employer pour produire divers degrés de température.

Le nitre est, à ce qu’il paraît, le sel qu’on employa dans le principe pour la réfrigération , et ce furent les Italiens qui en firent usage les premiers. Vers l’année i55o, les liquides servis sur la table d’un grand de Rome furent rafraîchis de cette manière. On plaçait la bouteille qui contenait le vin dans de l’eau à laquelle on ajoutait , peu à peu , un quart ou un cinquième de son poids de nitre; et, pendant que la solution s’opérait, on imprimait à la bouteille un mouvement rapide sur son axe. L’auteur d’Argenis de Barclay, roman intéressant, place , au milieu de l’été , sur la table de Juba des pommes fraîches, dont une moitié était incrustée de glace transparente. On lui mit également en main un bassin de glace plein de vin, en lui apprenant que l’art de préparer toutes ces choses en été était nouveau. L’auteur nous raconte comment fut fait ce bassin. « On plaça, dit-il, l’une dans l’autre deux coupes en cuivre , de manière à laisser entre elles un petit espace qu’on emplit d’eau. On les mit dans un seau au milieu d’un mélange de neige et de sel impur grossièrement pulvérisé , et le liquide se convertit au bout de trois heures en une coupe de glace solide, aussi parfaite que si elle fut sortie des ^lâins du potier d’étain. Vers la fin du dix-septième siècle, Boyle fit, avec diverses espèces de sel , des expériences qu’il publia sous le titre d’Expériences et Observations sur le froid. « Il découvrit par ces recherches que le sel commun , l’alun , le vitriol, le sel ammoniaque, le sucre , l’huile de vitriol, l’acide nitreux , l’ammoniaque caustique et l’alcool , ont la propriété de congeler i’eau, lorsqu’ils sont mêlés avec de la neige, Blagden,

2g8. Nous avons démontré qu’un corps, lorsqu’il passe d’un état plus dense à un moins dense, absorbe du calorique et produit du froid. Il nous reste à considérer la proposition contraire , c’està-dire qu’un corps , quand il subit une condensation, comme dans le cas où un liquide se solidifie, développe du calorique , ou , en langage ordinaire , dégage de la chaleur. Ce fait a déjà été expliqué; et , si l’on se reporte à l’expérience 22, on verra que la solidification du sel de Glauber est suivie d’un développement de calorique. La précipitation d’un sel en dissolution au moyen de l’alcool, comme dans l’expérience 54? est accompagnée d’une élévation de température ; c’est exactement le contraire de ce qui arrive pendant que la solution s’opère (297). On a dit également (214) que l’eau est susceptible de se refroidir d’un certain nombre de degrés audessous de son point de congélation. Si on l’agite lorsqu’elle est en cet état , elle se solidifie immédiatement , et le développement de calorique qui accompagne ce phénomène élève sur-le-champ sa température à celle de son point ordinaire de congélation. La chaleur que dégage l'a chaux qui se dé-

Cavendish et Lowitz étendirent dans la suite ces expériences ; mais Walker est le premier qui ait produit un froid assez intense pour congeler le mercure, sans employer un atome de neige ou de glace. Les matières dont il se servait étaient de 1 acide nitreux concentré , du sulfate de soude , et du nitrate d’ammoniaque.

lite est due à la solidification de l’eau ; et, lorsqu on mêle ensemble de l’acide sulfurique et de l’eau, la masse éprouve une réduction de volume que suit un dégagement de chaleur considérable. Afin de faciliter l’intelligence de la théorie du calorique latent , il est nécessaire d’entrer dans quelques détails sur les phénomènes de fluidité et de vaporisation.

Fluidité.

^99* solidité (5o) est l’état élémen taire de tous les corps, qui ne prennent la forme fluide ou gazeuse que par suite de l’action répulsive du calorique.

5oo. Il est probable que toutes les substances de la nature sont susceptibles dans certaines circonstances de prendre ces diverses formes ; ainsi les solides deviennent fluides par un certain accroissement de température , et ceux-ci gazeux : réciproquement lorsqu’elle baisse, les gaz se liquéfient et les fluides passent à l’état solide.

5o 1. Un fluide , lorsqu’on le chauffe, éprouve une dilatation qui croît avec sa température, jusqu’à ce que ses molécules , isolées à une distance sulfisante pour se mouvoir aisément dans toutes les directions , glissent les unes sur les autres et communiquent à la masse les qualités delà fluidité. Les molécules se rapprochent de nouveau par une réduction de température. Arrivées à une certaine distance, elles se réunissent, et le fluide repasse à l’état solide.

3o2. Ces changemens de forme dépendent donc de l’action de deux puissances opposées. L’attraction mutuelle ou force de cohésion qui existe entre les

ET DE CHIMIE MJ^DICALES. 1 69

5 molécules des corps, les maintient ensemble de manière à former des masses solides. Le pouvoir répulsif du calorique les isole à des distances auxquelles l’attraction cesse, et détermine la fluidité, qui n’est par conséquent pas due à une espèce particulière de matière , mais à la présence d’une certaine quantité de calorique.

5o3. La température nécessaire pour produire ces changemens est extrêmement variable; mais elle est toujours la même pour le même corps : ainsi le plomb fond à 32 2°, l’étain à 2 1 6°, le mercure à 1 5° / la glace à 0°.

3o4. Dans quelques cas, le passage d’un corps de l’état solide à l’état liquide s’opère subitement; dans d’autres il s’effectue par degrés. La conversion de la glace en eau est un exemple du premier; la fusion de la cire , du second. On a donné le nom de liquéfaction à l’une de ces opérations, et celui de fusion à l’autre. Dans le langage ordinaire, on ne tient rigoureusement pas compte de cette distinction; quelques écrivains emploient même ces deux expressions indistinctement.

3o5. 11 existe des corps qu’on ne peut fondre, parce qu’ils se décomposent à une température inférieure à celle qui est nécessaire pour lesréduireen fusion : on ne peut, par exemple, fondre des pièces de bois, quel que soit le degré de chaleur auquel on les porte; dans quelques cas cependant, on les empêche de se décomposer , en les soumettant à une forte pression ; et on fait subir la fusion à des corps qui

ne 1 éprouveraient pas sans cela. Ainsi le marbre, si on te chauffe en plein air, dégage son acide carbonique, et laisse de la chaux pour résidu , tandis qu’il se liquéfie si on le calcine sous un forte pression.

^o6. Quand une substance acquiert par la fusion nn certain degré de transparence, qu elle prend une texture dense et uniforme , qu’elle devient fragile et piésente une fracture conchoïde, avec une surface

particulière et des bords très aigus, on dit quelle se vitrifie.

5oy. On ajoute quelquefois aux substances réfractaires , afin de faciliter leur fusion , des corps salins qu’on nomme flux.

5 O 8. La fusion a pour objets/ d’affaiblir V attraction d agrégation y i*' pour faciliter la division mécanique, d pour favoriser l’action chimique; h d isoler des substances qui ont différens degrés de fusibilité.

3og. On se sert pour opérer la liquéfaction, de vases en terre peu profonds; et pour la fusion, de ceux qu’on appelle creusets {Fig- 2, PL 3) : i|^ÿ en a de diverses grandeurs; les plus larges ont ordinairement la forme d’un cône, avec une petite échancrure pour verser les substances; les plus petits sont des pyramides triangulaires tronquées, (i)

(1) Les creusets formés d’argile commune et de terre calcaire ou siliceuse se vitrifient et se fondent aisément. Ceux de Hesse sont composes d’argile et de sable de meilleure qualité; ils supportent plusieurs heures, quand ils sont bons, une chaleur intense sans fondre ni s’amollir; mais ils sont sujets à se fêler

De la- 'vaporisation.

5 10. Un corps liquéfié se dilate, si on continue de le chauffer, comme s’il était à l’état solide; il augmente de dimensions à mesure qu’on élève sa température, et quand enfin ses molécules sont portées à des distances telles que leurs ^forces attractives ne puissent plus agir , il se fait un changement d’état, la cohésion disparaît, fait place à une force de répulsion, et le corps devient invisible , ou , en d’autres termes , passe à l’état aériforme. Ce phénomène prend le nom de vaporisation; les corps qui existent à cet état, celui de vapeurs airs ou A<àgaz. Quelquefois on les appelle

par les transitions subites de froid et de chaud , circonstance qu’il est cependant facile d’éviter , en employant deux creusets et en remplissant les interstices de sable, ou en doublant le creuset d’une couche d’argile et de sable , qui transmet la chaleur plus graduellement et plus également. Les creusets de Wedgwood sont faits d’argile mélée de débris de poteries réduites en poudre fine, et sont à tous égards supérieurs à ceux de Hesse, mais plus dispendieux. Les creusets formés d’argile et de plombagine durent très long-temjDS, résistent aux changemens subits de' température, et peuvent servir plusieurs fois; malheureusement ils sont attaqués par.les substances salines, et éprouvent la combustion quand on les expose incandescens à un courant d air. On fait aussi des creusets de fonte de fer , d’argent fin et de platine. Les premiers réagissent sur les substances salines , s oxident quand on les expose au rouge de feu dans un courant d air ; du reste ils sont durables et peuvent supporter les transitions subites de chaud et de froid.

fluides élastiques y par opposition aux fluides proprement dits.

3 1 1 . Il y a des solides qui se convertissent directement en vapeurs , et ne passent pas par l’état fluide j mais ils sont plus susceptibles de se liquéfier, lorsqu ils sont chauffés sous une pression plus grande que celle de l’atmosphère.

3 12- Le point de vaporisation varie suivant les corps. Les uns se gazéifient à une si basse température, que le froid le plus intense ne peut les liquéfier; les autres se convertissent en vapeurs à une temperature modérée , et se condensent dès que cette température baisse ; mais il est une troi-

. sième classe de corps , les métaux et les terres , par exemple , qu’on ne peut vaporiser que par la chaleur la plus intense. Quelques uns d’entre eux résistent même aux plus hautes températures qu on puisse produire. Ces derniers constituent les corps fixes, |3ar opposition à ceux qui sont volatils, ou qui peuvent aisément être convertis en V vapeurs; mais ce terme est purement relatif.

313- Cette différence de température à laquelle les corps deviennent aériformes a fait admettre une distinction entre les vapeurs et les gaz, dont les découvertes de M. Faraday ont démontré la futilité. Le nom de vapeur était exclusivement réservé aux fluides élastiques que pouvait liquéfier le froid ou la pression, tandis que celui de gaz était appliqué à ceux qui étaient incondensables. Mais M. faraday a réussi à liquéfier le plus grand nom-

bre de ceux qui étaient considérés comme permanens; ainsi cette distinction doit être abandonnée, ou tout au moins modifiée.

5l4. Le passage de l’état liquide à l’état aériforme est ordinairement accompagné d’un dégagement de bulles auxquelles on donne le nom d’éhullition. Il suffit, pour comprendre la nature et les progrès de cette opération , d’examiner les phénomènes que présente l’eau qu’on met bouillir dans une fiole. Dès que la chaleur se fait sentir , le liquide se dilate (277), et en quelques secondes de petites bulles s’élèvent du fond du vase à la surface; elles sont dues à l’air atmosphérique dont le liquide est chargé, et qui, devenant élastiques par l’élévation de température, reprennent l’état gazeux et se dégagent. On aperçoit alors dans le liquide un mouvement intérieur que produit le déplacement des couches chaudes et froides (288), et la surface émet de la vapeur. Bientôt après, des bulles de vapeur se forment au fond, s’élèvent et disparaissent. Le milieu qu’elles traversent les condense et s’empare du calorique qu’elles contiennent; ce phénomène est accompagné d’une espèce de frémissement que détermine la vibration occasionnée par la vaporisation et la condensation successives des particules qui sont en contact immédiat avec le fond du vase; l’opération marche alors plus rapidement, et les bulles de vapeur s’élèvent avec plus de force, deviennent plus fréquentes, et se condensent de moins en moins. L’ébullition se propage

dans le liquide entier, et continue à dégager de la vapeur, jusqu’à ce que l’eau soit tout- à- fait dissipée. Si , pendant qu elle bout, on immerge un thermomètre, il s’élève à loo'^, mais il ne dépasse jamais ce terme, quelle que soit l’activité avec laquelle on pousse le feu; et, si on cherche quelle est la température de la vapeur, on trouve quelle est la meme que celle de l’eau bouillante. Soumis à l ebullition dans des vases de verre, les fluides éprouvent souvent des soubresauts qui quelquefois sont tels, dans la distillation de l’acide sulfurique surtout, qu’ils en déterminent la fracture. Cet effet parait tenir a l adhesion du fluide , qui peut etre assimilée a la viscosité qui porte la vapeur à une température supérieure à celle de son point d ébullition. On peut prévenir cet inconvénient en introduisant dans la cornue quelques fragmens de platine , qui conduisent mieux et préviennent les explosions.

^ 5 1 5. Si on fait sortir la vapeur de l’eau bouillante par un petit tube, elle ne devient visible qu’à près d’un pouce, parce que c’est à cette distance qu’elle commence à ne pouvoir supporter l’état gazeux, et se condense.

. 5l6- Tous les liquides qui ont le même degré de pureté chimique , et qui sont soumis à la meme pression atmosphérique, ont un point particulier de température auquel ils bouillent invariablement : c’est ce qu’on appelle leur -point cV ébullition ; ainsi l’eau pure bout à îoo% et à 102 quand elle est sa-

ET DE CHIMIE MÉDICALES. jy^

tarée de sel ; 1 ether à 95 , 5^ ; l’alcool (pes. spec. 800) à 60° ; l’huile de térébenthine à i58% et le mercure

517. Comme le phénomène de la vaporisation dépend de 1 excès d’énergie de la répulsion calorifique sur celle de la cohésion , il est évident qu’il doit être retardé par tout ce qui tend à augmenter cette dernière force. Il résulte de là que le point d’ébullition varie pour le meme liquide avec les degrés de la pression atmosphérique. En général les liquides bouillent dans le vide à une température moindre de 5i« à celle où ils bouillent %ous la pression moyenne de l’atmosphère. Ainsi l’eau bout dans le vide à 3i°, et 1 alcool à 10'’. Les variations ordinaires qu’éprouve le poids de l’air, évaluées au baromètre , suffisent meme pour produire dans le point d ebullition de l’eau une différence de plusieurs degrés entre les deux extrêmes (i). Ainsi sur le sommet du Mont-Blanc, qui est la montagne la plus élevée d’Europe, Saussure trouva que l’eau bouillait à 86". Aussi les moines du Saint-Bernard se plaignent-ils de ne pouvoir faire de bon bouillon.

(i) C’est sur ce principe que M. Wollaston inventa, pour mesurer les hauteurs, un baromètre thermométrique qui prouve que celle d’une table ordinaire suffit pour produire une différence sensible dans le point d’ébullition de 1 eau , comme on peut s’en assurer avec cet instrument. Tout l’appareil pèse vingt onces , et s’emballe dans un étui

d étain cylindrique de deux pouces de diamètre et de dix de long.

Leur monastère est si élevé, queTeau bout avant de pouvoir arriver à une température suffisante pour bien dissoudre la matière animale. On pourrait facilement remédier à cet inconvénient au moyen d’une légère pression artificielle.

3l8* On peut rendre sensible l’influence qu’exerce la pression sur l’ébullition.

Exp. 44* Remplissez un matras d’eau bouillante, et bouchez immédiatement son ouverture avec une vessie mouillée ou un bouchon de liège qui la ferme hermétiquement. En quelques secondes , l’eau, par la perte de température qu’elle éprouve, se contracte et forme un vide dans la partie supérieure du tube; elle recommence ensuite à bouillir et continue ainsi pendant quelques minutes, en présentant Xapparence singulière qu’on peut voir {Fig. 3, PL 3).

L’expérience suivante, qui semble être un paradoxe , démontre aussi le même principe.

Exp. 45. Prenez un peu d’eau dans une fiole ordinaire et chauffez à la lampe jusqu’à ce qu elle entre en ébullition ; retirez alors le vase et bouchezle avec soin; lean cessera aussitôt de bouillir, par suite de la pression qu’exerce la vapeur sur la surface ; mais si on plonge ce vase dans l’eau froide , la condensation qui en résulte fait immédiatement recommencer l’ébullition , qui cesse de nouveau si on le met près du feu.

32 2. Cette propriété qu’ont les liquides d’entrer en ébullition à une température plus basse dans le

\ide ou sous une pression moindre, a été mise' à profit dans les arts. M. Barry l’a appliquée avec succès à un vase évaporatoire (i), qu’il emploie avec avantage pour la préparation des extraits- végétaux M. Pope en a également construit un de ce genre avec lequel il prépare des produits semblables, et dont la qualité tient à ce que les végétaux sont d’autant moins altérés qu’ils sont soumis à une plus basse température. ^

02 1 Les considérations qui expliqnentpourquoi les liquides bouillent à des températures plus basses lorsqu’on diminue la pression, prouvent que lorsqu’on augmente celle-ci, il faut une température plus élevée pour les mettre en ébullition. Il faut, en effet dans ce dernier cas , une force répulsive plus grande pour séparer leurs molécules. On peut, à l’aide de la machine de Papin, qui fut inventée vers le corn mencement du siècle dernier , et qui n’est autre chose qu une forte marmite garnie d’une soupape de sûreté, porter l’eau à plusieurs centaines de degres au-dessus de son point d’ébullition. Elle acquiert alors une puissance de dissolution extraordinaire, et dissout facilement la gélatine des os.

02 2. L’ébullition n’est pas nécessaire pour évaporer les liquides; tous les corps qui bouillent à des

(1) Voyez un Rapport sur cet appareil dans les Transaetious raedico-chirurgicales de i8jq vol v «p i n* .• .

’ A TT -r y’ le Dictionnaire de

Cnimie de Ure , article évaporation.

lyB TRAITÉ DE PHYSIQUE

températures modérées (i) paraissent s’évaporer de manière à produire une certaine quantité de fluide élastique, qui est d’autant plus grande que la température est plus élevée. Tl est évident que , dans les temps chauds et secs, l’atmosphère doit contenir beaucoup plus de vapeurs que dans les temps froids et humides; ainsi c’est en été et dans les climats du tropique , où l’humidité est le plus nécessaire à la vie, qu’elle en contient davantage. On supposait autrefois que cette évaporation spontanée était due à l’affinité que l’air exerçait sur l’eau , mais Dalton a fait voir que cette hypothèse n’est pas fondée.

3îi3. La conversion d’un liquide en vapeur est toujours accompagnée d’une grande perte de calorique libre ou thermométrique, ou, en d’autres termes, elle rend latente une grande quantité de calorique. Nous avons vu que , quoique la source de chaleur reste constante pendant l’ébullition de l’eau, et qu’une quantité de calorique doive perpétuellement pénétrer le fluide, l’eau et la vapeur n’acquièrent jamais une température de plus de loo”; il faut donc que la chaleur devienne latente et serve à la formation de la vapeur. Black a calculé que la quantité de calorique qui disparaît ainsi au thermomètre

(i) On a remarqué que le mercure même se vaporise à la température ordinaire de l’atmosphère ; voyez le chapitre sur les poisons aériformes dans mon ouvrage sur la Jurisprudence médicale; vol. i, pag. 456.

ET DE CHIMJE MEDICALES. I

suffirait pour porter l’eau à 4s>6'^ au-dessus de soù point d’ébullition, ou à 55o, si elle restait à l’état liquide. Il y a d’autres moyens , outre ceux qu’employa le Black, de s’assurer de ce fait, et ces recherches conduisent à conclure que la chaleur latente de la vapeur est entre 481 et 538 degrés.

L’expérience suivante offre une preuve frappante de cette loi.

Exp. 46. Mêlez subitement ensemble une livre d’eau à 100° et huit livres de limaille de fer à i65°; il se produira aussitôt une grande quantité de vapeurs, dont la température, ainsi que celle du mélange, ne sera que 100°. La vapeur doit donc contenir, sous forme latente ou combinée, tout le calorique qui élevait la température de huit livres de limaille de fer de 100 à i65^

3a4- L’expérience suivante prouve, au contraire , que les vapeurs dégagent dans leur liquéfaction beaucoup de calorique.

Exp. 47- Mêlez 4oo pintes d’eau à 10® avec 4 pintes d’eau à 100®, la température de l’eau augmentera d’environ 1°; distillez 4 pintes d’eau, et faites-en arriver la vapeur dans 4^0 à 10®; la température du liquide s’élèvera de 6\ Il résulte de là que 4 pintes de vapeur d’eau, qui se liquéfient, élèvent la température de 4oo pintes d’eau froide de 5° de plus que 4 pintes d’eau bouillante. Cet effet est du à la quantité de calorique , qui est beaucoup plus considérable dans la vapeur d’eau que dans

l8o TRAITÉ DE PHYSIQUE

Feau bouillante, quoique Fune et Fautre portent le thermomètre précisément au même degré.

Saô. Les procédés de la nature et de Fart (i) présentent également des preuves nombreuses de cette importante loi , et, quand nous parlerons des moyens artificiels d’augmenter et de diminuer la température, nous en citerons plusieurs. Il suffit d’observer ici que, dans les climats chauds, c’est la vaporisation qui empêche les rivières et les lacs d’acquérir celle des terres adjacentes. Elle concourt aussi à régler celle du corps humain; car toutes les fois qu’il est exposé à une grande chaleur, s’il est dans un état de santé, la transpiration s’établit, et emporte l’excès de calorique aussi vite qu’il se développe , comme la vapeur emporte la chaleur qui pénètre Feau durant son ébullition.

(i) Les dernières recherches de M. Faraday sur la condensation des gaz , ont fourni plusieurs preuves de ce principe. Je n’en citerai qu’une qui me paraît aussi frappante que certaine. Le chlorure d’argent a la propriété d’absorber une très grande portion d’ammoniaque pure. Si ce corps , ainsi saturé , est exposé à la chaleur dans le bout d’un tube hermétiquement fermé , l’ammoniaque se dégage , et ne trouvant aucune issue pour s’échapper, elle çe liquéfie , et se distille à l’autre extrémité du tube. Peu à peu, néanmoins , elle repasse à l’état de gaz et se combine de nouveau avec le chlorure ; ainsi on a l’ammoniaque sous deux états , puisque la vaporisation et la condensation s’opèrent simultanément aux deux extrémités du tube. Si l’on y applique la main , on éprouve à l’une la sensation de froid, et à l’autre celle de la chaleur. Voyez aussi la belle invention de Leslie pour congeler l’eau (326).

ET DE CHIMIE MEDICALES. l8l

026. On a proposé deux théories pour expliquer l’absorption du calorique et les phénomènes de la ^ liquéfaction et de la vaporisation. L’une est de Black , et l’autre de son élève Irviiie. Le premier considérait l’absorption du calorique comme la cause du changement d’état, et la regardait comme nécessaire à la constitution du fluide ou de la vapeur ; le second ne l’envisageait que comme l’effet, attendu que la capacité du corps devenait ainsi plus considérable. La théorie de Black repose sur l’analogie générale des phénomènes avec ceux de la combustion chimique. Nous avons vu que cjuand un agent chimique est simplement mêlé avec un autre , leurs propriétés ne sont pas altérées, tandis qu’elles le sont plus ou moins lorsqu’ils se combinent chimique» ment, et il a été démontré que cette combinaison a toujours lieu suivant des proportions définies. Le calorique agit sur la matière d’une manière analogue : il peut pénétrer les corps jusqu’à une certaine étendue, sans que ses propriétés s’altèrent; mais dans la liquéfaction et la vaporisation , il s’unit ave^ eux de telle sorte qu’elles disparaissent entièrement. Ceci ne doit-il pas , conformément à l’analogie générale, être attribué à une action chimique, [)uisque le calorique est absorbé par différons corps en différentes quantités , mais toujours suivant des proportions définies? circonstances qui accroissent l’analogie qu’il y a entre celte absorption et la combinaison chimique. Cette ihéorie paraît spécieuse ; cependant si on l’examine plus atlenlivement , on la

trouve défectueuse. On ne connaît pas de combinaison chimique dans laquelle les propriétés de l’un des corps qui se combinent disparaissent tout-àfait, tandis que celles de l’autre n’éprouvent pas d’altération. C’est cependant ce qui est supposé avoir lieu dans la liquéfaction et la vaporisation , puisque , quoiqu’on ne puisse plus reconnaître les propriétés du calorique absorbé, celles de la substance qui subit la fusion ou l’évaporation ne varient pas. Tous les solides peuvent se convertir en fluides et les fluides en vapeurs. On doit donc supposer que le calorique peut se combiner chimiqueiuent avec tous les corps , propriété que ne possède aucun autre agent chimique. Enfin le contact d’un corps à de basses températures suffit pour faire passer une vapeur à l’état fluide , et un fluide à l’état solide. Dans ce cas le calorique dégagé ne se combine pas avec le corps auquel il est communiqué, il ne fait que le pénétrer de manière à élever sa température; mais on ne peut appeler union chimique, une union qui n’est pas élective, et qui peut être si facilement détruite par la soustraction de l’iyjL^de ses principes, sans avoir recours à une plus forte affinité.

On ne

théorie d’Irvine, qui donne une explication également satisfaisante de ces phénomènes ; mais avant de l’examiner, il est nécessaire d’indiquer ce qu’on entend par la capacité d’un corps pour la chaleur.

5^8- Des poids égaux du même corps, à !a

peut faire la même objection à la

meme température, contiennent les mêmes quantités de calorique ; mais des poids égaux de différens corps à la même température en contiennent des quantités différentes. La quantité de calorique que contient un corps, comparée avec celle qui est contenue dans un autre , forme ce qu’on appelle son calorique spécifique; et la force ou la propriété qui met les corps en état de retenir des quantités différentes de calorique , s’appelle leur capacité pour le

calorique. L’expérience suivante indique le moyen de déterminer le calorique spécifique, ou les capacités des corps. ^

Exp. 48. Mêlez ensemble des quantités égales d’eau à 37° et à 45% vous trouverez que la température du mélange est la mienne arithmétique , savoir, 20°.

Exp. 49. Mêlez une pinte de mercure à 100” F. ave^ une pinte d^eau à la température du mélan||p n’est pas 70° (moyenne arithmétique) , mais seulement fio^^aris ce cas, il est évident que le mercure a perdu 4o° dfe chaleur, qui n ont cependant élevé la température de l’eau que de 20°.

il faut U r «élever au même degré la temperature d’une pinte d’eau et celle d’une pinte de mercure , une quantité de calorique qui varie du simple au double. C’est pour cela que l’on dit que leau a pour le calorique plus de capacité que le mercure, dans le rapport de deux à un.

539. Si, au lieu de volumes égaux de mercure et d eau , on avait pris des poids égaux, la différence de capacité eût été encore plus grande. Ainsi, une

livre d eau à i oo° F., melée avec une livre de mercure à 45% donne une température de 97“ ^ ou de 27^" | F. au-dessus de la moyenne aritliméticjue. L^eau dans cette expérience , en se refroidissant de roo" à 97 perd une quantité de calorique qui ne réduit sa température que de 2 mais ce calorique, communiqué à la livre de mercure, élève sa température de 67 Ainsi, une quantité de calorique nécessaire pour élever la température dAine livre d’eau à 2°-, suffit pour porter celle de la meme quantité de mercure à 57*^-; ou, par la règle de^ proportion , le calorique qui élève la tempéifciture d’une livre deau à 1% élève celle d’une îivre -Jlc mercure à 2 3° environ. On conclut de là que ia'qu^ftîté de calorique contenue dans l’eau ek% ^lle qui renferme le meme poids de merctpfîé, comîne ^-3^ ^st à 1°; ou, en prenant le caloriqke de l’^au pour 1°, ^elui du mercure est la ~ partie ^e 1 °,'’ ou o,o435

ÙOO. En procédant d’une iB^nière Jnalogwe , il est facile de s’assurer des (;%aèités^s â'utres corps. Si on mêle ensemble une litre, d’ea^ à 100", et une livre d huile à So'^, la tempérajirejfc^mélange n^t pas de 75° (moyenne), mais de%«^; l’eaiî^ donc perdu que 16°^, tandis que l’huile a gagné 33° - ; ou si on mêle des poids égaux d’eau à 5o°, et d’huile à loo^’, la température du mélange est de 66^ I ; de sorte que l’huile a perdu 33° f , et l’eau n’a gagné que 16^ f II résulte de là que la chaleur qui élève un poids donné d’eau à i% peut élever le meme poids d huile a 2° ; et, comme les chaleurs

ET T>E CHIflJIE MEDICALES. l85

spécifiques sont en Ttuson inverse des chiingeinens de température , la chaleur de l’eau peut être exprimée par I , et celle de l’huile par o,5.

55 1 . Voici une formule générale pour déterminer la chaleur spécifique des corps , d’après la température que nous donne le mélange de deux d’entre eux à des températures différentes , quelles que soient leurs quantités respectives. Multipliez le poids de l eau par la difference quilj a entre sa tempé- 7 atine originelle et celle du mélange ; multipliez aussi le poids de l autre liquide par la différence quil y a entre sa température et celle du mélange ^ et divisez le pj emier produit parle second^ le quotient expri'‘ meia la chaleur spécifique de Vautre substance y celle de l eau étant — i. -Ainsi, 20 onces d’eau à io5°, melées avec 12 onces d’huile de baleine à 4^°, produisent une température de 90°. C’est pourcfuoi, multipliez 20 par i5 (différence entre io5 et 9^) “ multipliez 12 par 5o ( différence

entre 4o et^o) ni: 600 : divisez ensuite 3oo par 600 — : qu'l est la pesanteur spécifique de l’huile, c e^-a-dire que lean étant i , l’huile est o,5.

fl on étend cette comparaison à un grand nombre de corps, on verra qu’ils diffèrent considélableraent de capacité pour le caloric|ue. Comme cette différence est importante à connaître , on en a inséré une table dans l’appendix.

33ô. Les capacités des corps pour la chaleur ont une grande influence sur la rapidité av^ec laquelle ils s é( haullent et se refroidissent. I^es coi jis qui le loni

lot) TRAITÉ DE PHYSIQUE

lentement sont en général ceux qui ont le plus de capacité pour la chaleur. Ainsi, si on place à une égaie distance du feu des quantités égales d’eau et de mercure , le métal s échauffera plus rapidement que le liquide, et se refroidira plus rapidement si on le met dans un endroit frais. C’est d’après ce principe que Leslie détermina la chaleur spécifique des corps, en prenant la durée du temps qu’ils mettent à se refroidir pour un certain nombre de degrés, comparativement avec l’eau placée dans des circonstances semblables.

3ô4:- Tel est le point de vue sous lequel on doit envisager le sujet qui nous occupe. Le mot capacité ne désigne aucune cause particulière mécanique ou chimique. Il n’exprime pas non plus d’idée vague et obscure, comme on Fa quelquefois prétendu. C’est simplement une expression générale qui indique la propriété [qu’ont les corps de contenir à la même température ^ sous des poids ou des volumes égaux , certaines quantités de calorique.

335* On ne sait pas encore à quoi tient cette propriété, et peut-être cela est-il peu important, dès que les phénomènes sont déterminés et observés d’une manière exacte. Il est clair que toutes les fois que la capacité du corps augmente, il doit y avoir absorption de calorique et diminution de température, et réciproquement. On ne peut nier que le changement de capacité qui accompagne 1 absorption et l’état latent du calorique , qui ont lieu pendant la liquéfaction et la vaporisation , ne

rendent parfaitement compte de ces phénomènes. Ce changement est très probable à car puisque les

capacités des corps dépendent de certains états de leurs particules , on peut conclure, avec toute probabilité, que quand la forme du corps sera altérée, ses capacités le seront aussi ; et comme les corps rares ont en général plus de capacité que les denses, il est présumable que la capacité du fluide sera supérieure à celle du solide, et celle de la vapeur ou du gaz à celle du fluide.

356. Cette conclusion repose sur l’expérience, car Irvine trouva que la capacité de l’eau excède d’un dixième celle de la glace , et, d’après Crawford, celle de la vapeur aqueuse est à celle de l’eau comme 1 55o à 1000.

53y. On a objecté à la théorie d’Irvine que, si l’absorption du calorique n’est pas considérée comme la cause qui fait passer le solide à l’état liquide et le liquide à l’état gazeux , on ne peut en assigner de convenable à ce phénomène ; mais la réponse est < simple : le corps est dilaté au point que la force de cohésion qui unissait ses molécules n’exerce plus sur elles aucune espèce d’influence. Elles se disposent suivant un nouvel ordre, le corps devient fluide ou gazeux , et comme sous cet état il contient plus de calorique pour une température donnée, il faut qu’il en absorbe pour se maintenir. La question serait irrévocablement décidée, s’il était possible de déterminer à quelle époque a lieu le changement de forme ; ws’il précède l’absorption ou le dégagement, ou

si c’est Fiiiverse. Mais ou ne peut s’en assurer, puisque ces deux phénomènes semblent être simultanés. 0 est cependant probable que le premier effet de la réduction de température est de changer la forme du corps; le 'second d’en exprimer du calorique. L,es dernières découvertes de Faraday viennent appuyer c^tte supposition. Ce savant a fait voir qu’on peut réduire la forme d’un corps en rapprochant ses molécules , et il est parvenu à liquéfier les gaz en les comprimant. Il est évident que la pression ne peut avoir sur eux qu’un effet mécanique; elle ne produit le changement de forme qu’en amenant les particules à un contact plus intime; il est impossible qu’elle dégage le calorique qui est chimh quement combiné. Plusieurs autres faits viennent à l’appui de cette conclusion. L’air, soumis à la compression mécanique, dégage beaucoup de chaleur. Subitement condensé dans un fusil à vent, il en abandonne assez, dès le premier coup de piston, pour enflammer un morceau d’amadou el donner une étincelle sensible^à l’œil. On a mis à profit cette circonstance, et construit un briquet à air qui est portatif, et peut à tout instant donner du feu. On a scellé dans une canne une petite pompe foulante, au bas de laquelle est disposée une substance inflammable. On abaisse rapidement le piston , l’air se condense, dégage de la chaleur, et l’amadou s’enflamme. Quand, au contraire, on raréfie subitement l’air, il baisse de température et fait quelquefois descendre un thermomètre sensililede lo^ Dans ce

cas, la chaleur sensible devient aussitôt latente. Une machine qu’on voit dans les mines de Chemnitz en fournit l’exemple. L’air quelle renferme est comprimé par une colonne d’eau de 260 pieds. Lorsqu’on ouvre le robinet quelle porte à sa partie inférieure, le gaz se dégage avec violence, et éprouve une dilatation si forte , si subite , que l’humidité dont il est chargé se condense, et tombe sous forme de neige.

538- D’après les considérations que nous ve» lions d’exposer , il semble naturel de conclure que l’absorption du calorique qui accompagne la liquéfaction et la vaporisation est due, non à une combinaison chimique, mais à l’accroissement de capacité qu’acquiert le corps par le changement d’ètat.

Des dîffèrens modes de mesurer la température,

35q. La construction du thermomètre repose sur la propriété qu’ont les corps de se dilater par la chaleur. Cet instrument est d’une telle importance dans l’étude de la chimie , qu’il est indispensable d’en connaître la construction.

34o. C’est à Sanctorius de Padoiie que nous en devons l’invention. Celui qu’il employait était très simple ; il mesurait les variations de la température par celles qu’éprouvait une partie d’air qu’il avaitrenfermée dans un tube de verre. L’instrument {Fig. 4? PL 3) consiste en un tube de verre de dix -huit pouces de long, qui est ouvert à un bout et ter-

miné à l autre par une boule. On applique la main sur celle-ci, 1 air qu’elle contient se dilate et gagne le haut du tube. Si on saisit cet instant, et qu’on plonge 1 ouverture dans un vase rempli de quelque liquide coloré , celui-ci s élève à mesure que l’air se contracte , et d autant plus haut que la contraction a été plus considérable. Ces dispositions faites , on peut

I employer; il indique, par l’abaissement du, liquide qu il renferme, les augmentations de température, et réciproquement; comme on peut le démontrer, en appliquant alternativement la main sur la boule, et en soufflant dessus avec un soufflet. L’échelle graduée, attachée à la tige de l’instrument, mesure la totalité de la dilatation ou de la contraction. Il est évident, cependant, qu’un appareil de cette espèce doit présenter une foule d’imperfections; aussi M. Boyle lui fit éprouver les modifications suivantes.

II prit {Fig. 5, P/. 3) un vase de verre d’une forme sphérique , dans lequel il introduisit une quantité de liquide coloré , suffisante pour occuper environ le quart de sa capacité. Il souda au col de celui-ci un tube de verre ouvert par les deux bouts, et dont l’ouverture inférieure plongeait dans le liquide. Dans ce cas, 1 expansion de l’air renfermé dans le vase fait monter le liquide dans la tige, à laquelle est attachée une échelle qui en marque l’étendue. On a proposé une autre modific.ation , qui consiste à introduire une petite colonne de liqueur colorée , d’un pouce environ de long, dans un tube très étroit, et de neuf a douze pouces de long, terminé à une extrémité

ET DE CHIMIE MEDICALES. iqi

par une boule d un demi-pouce à un pouce de diamètre, et noircie avec de la couleur ou la fumée d’une chandelle. Pour que cet instrument soit applicable, il faut que la colonne colorée soit stationnaire vers le milieu du tube, environ à la température ordinaire de l’atmosphère; alors la plus légère variation de chaleur qui affecte l’air la déplace. Une échelle divisée en cent parties égales mesure Feffet total.

34 1 . Les avantages du thermomètre à air reposent sur la propriété que possède ce fluide de se dilater beaucoup plus que les liquides, ce qui met 1 instrument à meme de rendre sensibles de légers changemens de température qui échapperaient au thermomètre mercuriel; car l’air se dilate par une élévation donnée de température d’une quantité qui est environ vingt fois plus considérable que le mercure ; mais ces avantages soüt contre-balancés par de graves inconvéniens. On verra bientôt, par exemple, que rinstrument est affecté non seulement par les changemens de température, mais par les ' variations delà pression atmosphérique.

542. Leslie a imaginé un thermomètre à air presque parfait, quil appelle thermomètre dij^érentiel (i). Il consiste en deux tubes d’inégale longueur, terminés l’un et l’autre par une boule, comme le représente la Fig. 6, PL 3, et uni^ par un tube à double courbure, qui contient de l’acide sulfu-

( I ) Recherche sur la nature et la propagation de la chaleur^ par Jolin Leslie. Londres, 1804, p. g, etc.

î9‘^ TRAITÉ DE PHYSIQUE

rique coloré. Toutes les fois qu’un corps chaud approche d’une des boules, le fluide s’élève dans l’autre : cet instrument ne peut donc être employé à mesurer les variations qu’éprouve la température de l’atmosphère environnante, parce que tant que les deux boules sont au même degré de chaleur , quel qu’il soit, l’air quelles contiennent a la même élasticité. La liqueur colorée que renferme le tube, pressée également dans des direcfions opposées, restera donc stationnaire. Si cependant il survient quelque changement de température dans l’une des deux boules, l’instrument indique aussitôt cette différence avec la plus grande exactitude. On s’assure de l’effet total au moyen d’une échelle graduée, dont l’intervalle compris entre le point de la congélation et celui de l’ébullition, est divisé en loo degrés égaux. Ce thermomètre est surtout propre à faire connaître la différence des températures de deux points contigus qui ont la même atmosphère. Son application a éclairci plusieurs phénomènes obscurs que présentait le calorique.

343. Le thermomètre ordinaire consiste en un tube hermétiquement fermé, dont une des extrémités est terminée par une boule. Celle-ci et une partie do tube sont remplies d’un liquide convenable : d’esprit de vin , si l’instrument est destiné à mesurer des températures très basses; et de mercure, s’il doit en mesurer de hautes. Il est muni d’une échelle graduée, et toutes les fois qu’il est appliqué à des corps de même température, il éprouve

dans le fluide dont il est formé la meme dilatation, et indique le meme degré de chaleur. En divis^ant l’échelle, les deux points fixes , qu’on prend ordinairement pour termes extrêmes, sont ceux de la congélation et de l’ébullition de l’eau, qui, sous la même pression atmosphérique, ont toujours lieu à la même température. La partie intermédiaire de l’échelie est divisée en un nombre de parties arbitraires ; dans le centigrade cet espace est divisé en ioo% comme le nom l’indique. La congélation de l’eau est notée et l’ébullition loo. En Angleterre, on emploie l’échelle de Fahrenheit, dont le o° est placé au 32% au-dessus du point de la congélation de l’eau, qui est par conséquent noté 82% et celui de l’ébullition 212'', l’espace intermédiaire étant divivisé en 180° : l’échelle la plus employée sur le continent est celle de Réaumur, qui place le point de la congélation à 0% et celui de l’ébullition à So^’. Comme on a souvent besoin de réduire les degrés de ces échelles les uns dans les autres , nous pensons qu’il n’est pas inutile de donner une formule pour faire ces transformations; elle fait voir que chaque degré de Fahrenheit égale ; d’un degré de Réaumur. Si donc on multiplie par 4, et qu’on divise par 9 le nombre de degrés de la première échelle au-dessus ou au-dessous de la congélation de l’eau, le quotient sera le degré correspondant de Réaumur; ainsi.

Fahrenheit. Reaumur.

Pour réduire les degrés de Réaurnur en ceux de Fahrenheit , on multiplie par 9, on divise par 4, et le quotient -+• 82 forment le nombre cherché; ainsi,

Réaumur. . Fahrenheit.

On évalue les degrés centigrades en fonction de ceux de Fahrenheit, comme suit : Chaque degré du dernier thermomètre égale ^ de degré du premier; on n’a donc qu’à multiplier les degrés du centigrade par 9 , diviser le produit par 5, et le quotient 82 donneront le nombre cherché; ainsi.

Centigrade. Fahrenheit.