‹ La thermodynamique et ses principales applicationsChapitre 13 sur 58 · APPLICATIONS DU THÉORÈME DE CARNOT. 20I · texte numérisé non relu

APPLICATIONS DU THÉORÈME DE CARNOT. 20I

^Vlève, d*après les expériences de RegnauU. II faut conclure lie la corrélation précédente que^ la chaleur spécifique sous volume constant de Tacide sulfureux, diminue lorsque la densité du gaz diminue à température constante.

Au lieu de définir Tétat d*un corps par le volume spécifique du corps et par la température, on peut prendre pour variables la pression et la température. Dans ce cas, la chaleur de transformation élémentaire s'exprime au moven de la chaleur spécifique sous pression constante et d'un second coefficient qui n'a pas reçu de nom particulier.

En suivant une marche analogue à celle que Ton vient d'indiquer, M. Clausius a obtenu une relation générale qui lie la dilatation sous pression constante à la variation que peut éprouver la chaleur spécifique sous pression constante, par suite ilun changement de densité opér^ à température constante.

Lorsque la chaleur spécifique sous pression constante a une valeur indépendante de la pression, le coefficient de dilatation sous pression constante est indépendant de la température.

Les expériences de Regnault ont montré que les chaleurs spécifiques sous pression constante de Tair, de Thydrogéne et même de Tacide carbonique sous pression constante, sont intlépendanles de la pression entre des limites très étendues. On peut conclure de la corrélation indiquée que le coefficient de dilatation de ces gaz sous pression constante est indépendant de la température entre des limites étendues.

Les variations que peut éprouver le coefficient de dilatation <run gaz sous pression constante, par suite des changements de température, n'ont pas été l'objet d'expériences directes. Une lacune laissée par Texpérience se trouve ainsi remplie parles expériences relatives à Tinfluence de la pression sur la chaleur spécifique des gaz sous pression constante.

202 CHàPITIB X.

La corrélation indiquée permet même de prévoir ce qui arriverait si la pression exerçait une influence sensible sur la chaleur spécifique sous pression constante.

Suivant que la chaleur spécifique sous pression constante augmente ou diminue par Teflet d^un accroissement de pression, le coefficient de dilatation sous pression constante diminue ou augmente à mesure que la température sVlève.

La variation des chaleurs spécifiques sous volume constant ou sous pression constante est ainsi liée étroitement par la théorie avec les variations qu'éprouve la dilatation sous volume constant ou sous pression constante.

Les expériences de Regnault sur la dilatation des gaz sou> volume constant sont reliées aux expériences sur le travail intérieur des gaz : la comparaison de ces deux sortes d'expériences donne des résultats conformes à la théorie.

Les expériences de Regnault sur la chaleur spécifique des gaz sous pression constante sont reliées à la dilatation de^ gaz sous pression constante. La théorie permet de suppléer à Tabsence de mesures directes sur la dilatation des gaz sous pression constante.

Dulong et Petit ont indiqué une relation entre les poids atomiques des corps simples et les chaleurs spécifiques de ce> corps à l'état solide.

La loi de Dulong et Petit consiste en ceci : le produit du

APPLICATIONS DU THÉORÈME DE CARNOT. 2o3

fH)ids atomique par la chaleur spécifique à Vétat solide a la même valeur pour tous les corps simples. En d'autres termes, il faut dépenser la même quantité de chaleur pour clever d'un même nombre de degrés la température des atomes de tous les corps simples à Tétat solide.

A Tépoque, il y a soixante ans déjà, où Dulong et Petit eurent Tidée de comparer les poids atomiques aux. chaleurs "Spécifiques, on connaissait la chaleur spécifique d'un très petit nombre de corps, et encore d'une manière imparfaite. Depuis, des expériences nombreuses et précises, en particulier les expériences de Regnault et de M. Neumann, ont permis de compléter la loi de Dulong et Petit, relative aux corps simples et même d'étendre cette loi aux corps composés.

Pour les alliages métalliques, le produit du poids atomique moyen de V alliage par la chaleur spécifique est une quantité constante : cette constante a la même valeur que pour les corps simples. En d'autres termes, comme l'a fort bien remarqué M. Woestyn, il faut employer la même quantité de chaleur pour élever d'un même nombre de degrés la température des atomes, soit lorsque ces atomes sont libres, soit lorsque ces atomes sont combinés.

Pour les corps composés, en général, la loi est la même que pour les alliages, avec cette différence que le produit n'est constant que dans un même genre de corps. A chaque genre de corps, protoxydes, bioxydes, sulfures, carbonates, sulfates, etc., correspond une valeur particulière du produit : cette valeur, constante dans chaque genre de corps, varie d'un genre à l'autre.

La comparaison entre les poids atomiques et les chaleurs spécifiques n'est pas bornée au cas seul des corps solides. On a étendu la loi de Dulong et Petit aux gaz simples et aux gaz composés.

Les chimistes, en demandant à la loi de Dulong et Petit In

fixation des poids atomiques, ont donné à cette ]oi une importance considérable. On peut dire que la loi de Dulong^ et Petit forme aujourd'hui l'un des traits d'union entre la Physique et la Chimie.

Sans méconnaître la valeur de cette loi, il suffit de jeter les yeux sur un Tableau contenant le produit des poids atomique> des corps simples par leur chaleur spécifique à l'état solide, pour voir que les produits s'écartent notablement d'une valeur constante. Les écarts sont beaucoup trop considérable^^, pour qu'il soit possible de les attribuer à de légères erreurs provenant de la détermination, soit des poids atomiques, soit des chaleurs spécifiques.

Une difficulté très grave se présente d'ailleurs. On avait pris l'habitude de considérer la chaleur spécifique d'un corp*^ à l'étal solide comme une quantité invariable; l'expérience a montré, au contraire, que cetle chaleur spécifique peut varier avec l'état du corps solide et avec la température.

Regnault avait déjà signalé les différences que présentent les chaleurs spécifiques du soufre, du carbone, sous les divers étals que ces corps peuvent affecter : ces différences sont faibles. 11 n'en est pas de même des variations produites par la température.

Les expériences de M. J. Weber ont montré que la chaleur spécifique du diamant augmente régulièrement à partir de zéro jusqu'à 600 degrés. A partir de cette température, la chaleur spécifique du diamant devient indépendante de la température : elle est égale à environ sept fois la chaleur spécifique du diamant à zéro. Au rouge, d'après les expériences de M. J. Weber, toutes les variétés de carbone ont la mémo chaleur spécifique. Le bore et le silicium présentent des propriétés analogues.

La chaleur du diamant varie avec la température, dans le rapport de 1 à 7. Si le diamant doit rentrer dans la loi de

Page 1