POROSITÉ DES CORPS

plonge (kiis l'eau, on n'aperçoit pas les bulles d'air se dégager à la surface, comme il arrive d'un morceau de craie dans les mêmes circonstances. Cependant à la longue, et sous l'action d'une forte pression, les pierres les plus dures sont réellement imbibées et humides à leur intérieur : elles ont donc cette première sorte de porosité.

On peut citer aussi l'exemple de Vhyd7'ophane blanche ou opo-Ze. C'est une variété de quartz à demi transparente quand elle est sèche, et qui devient tout à fait translucide quand elle est plongée dans l'eau. Si on la pèse avant et après l'immersion, on trouve une différence de poids qui marque la quantité d'eau

Fig. 18. — Cellules d'une Diatomée (100 diam.).

absorbée. Les bulles qui se dégagent comme dans le cas de la craie, prouvent d'ailleurs que cette substance est réellement poreuse, bien que les pores soient trop petits pour être visibles.

On ne manque pas de donner comme un exemple de la porosité des métaux la fameuse expérience des savants florentins de l'Académie iZ^i Cimento. Cette expérience, faite en 1661, avait pour objet de s'assurer si l'eau est compressible; elle consistait à emplir d'eau une sphère creuse d'argent, hermétiquement fermée par un bouchon à vis, et à exercer sur sa surface une pression assez forte pour la déformer, et par conséquent pour en diminuer le volume \ Or les expérimentateurs s'aperçurent que

1. La sphère mi, parmi les solides de même surface, celui qui a le volume mnxiunim.

le liquide suintait à travers le métal, et se déposait sous forme de rosée à la surface de la sphère. Depuis, l'expérience a été maintes fois répétée avec divers métaux, des sphères d'or, de cuivre, etc., toujours avec le même résultat. Toutefois on est assuré que le liquide ne passe point par les pores de l'enveloppe, mais bien par des déchirures ou fissures imperceptibles, que détermine la forte pression exercée.

En tout cas, il ne s'agirait toujours là que de la perméabilité de la matière, non de la porosité intermoléculaire dont il va être question. Ce qui est certain aussi, c'est que tous les corps ne possèdent point cette propriété d'être perméables aux fluides, au moins dans les conditions d'expérimentation oii ont pu se placer jusqu'ici les physiciens, et cela est bien heureux. Si le verre ne jouissait pas, par exemple, de cette imperméabilité parfaite, s'il ne résistait pas jusqu'à la rupture à toutes les pressions exercées sur sa surface, par les fluides ou les gaz qu'on y enferme, un grand nombre d'expériences physiques et la plupart des expériences des chimistes eussent été impossibles. La science serait encore dans l'enfance de ses premiers âges.

La structure poreuse de la plupart des corps résulte donc des faits que nous venons de passer en revue. Presque tous sont criblés d'une infinité de vides, de petits trous, les uns visibles à l'œil nu, les autres visibles au microscope, les autres enfin imperceptibles. Il en résulte que, dans des conditions convenables de pression, les corps dont il s'agit sont perméables aux liquides et aux gaz. Quelques autres, comme les métaux, les substances cristallines ou vitreuses, le verre surtout, ne sont pas perméables. Ainsi comprise, la porosité n'est donc pas une propriété générale, universelle des corps.

Il n'en est pas de même de la porosité intermoléculaire; celle-ci s'entend des intervalles qui séparent les dernières ou les plus petites molécules divisibles des corps, ou les atomes, s'il s'agit de corps chimiquement simples. Dans les corps poreux dont nous venons de parler plus haut, les vides ou

DILATABILITÉ DBS CORPS.

pores séparent des parcelles plus ou moins petites de matière, mais ces parcelles sont encore formées de l'agrégation d'innombrables molécules. Ces dernières sont-elles contiguës, se touchent-elles ou bien sont-elles placées à distance les unes des autres? Voilà la question à résoudre, et elle s'entend aussi bien des molécules des corps perméables aux fluides que des molécules des corps que nous avons reconnus imperméables.

Eh bien, tout prouve que cette porosité intermoléculaire existe dans tous les corps, dans les solides et les liquides comme dans les gaz. Comment en démontre-t-on la réalité? Non plus par des expériences directes, ainsi qu'on l'a pu faire pour la porosité vulgaire ou perméabilité, mais par des expériences qui l'impliquent nécessairement.

g 7. DILATABILITÉ DES CORPS.

C'est une propriété commune à tous les corps de changer de volume toutes les fois que leur température varie : si cette température augmente, le volume s'accroît, le corps se dilate; si, au contraire, elle vient à diminuer, le volume diminue luimême, le corps se contracte. C'est là un phénomène qui se vérifie pour les solides, les liquides et les gaz, et qui ne souffre pas d'exception, si ce n'est dans le voisinage des températures où certains corps changent d'état physique ; alors il peut arriver, sous l'influence des modifications que ces changements d'état déterminent dans l'arrangement moléculaire, qu'il y ait contraction au lieu de dilatation ou inversement : tout le monde sait que l'eau refroidie au-dessous de -h 4 degrés centigrades se dilate jusqu'à 0 degré, point de sa congélation. Quoi qu'il en soit, il ressort de ces phénomènes que le volume des corps est essentiellement variable. Dès lors il est nécessaire d'admettre que la matière dont ils sont formés n'est pas continue, que les molécules ou atomes ne s'y touchent point : nous avons déjà vu que c'est là un fait certain pour un grand

nombre de corps qui sont poreux, ou, si l'on veut, perméables aux fluides, aux liquides et aux gaz; mais cela n'est pas moins évident pour ceux qui ne jouissent pas de cette perméabilité, puisqu'ils subissent aussi bien que les autres ces phénomènes de dilatation et de contraction qui seraient inexplicables dans l'hypothèse de la continuité absolue de la matière.

La contractilité s'entend de la propriété des corps de diminuer de volume par le fait d'un abaissement de température; mais le même effet se produit aussi quand on les soumet à un accroissement de pression extérieure : seulement, dans ce cas, on dit compressibitité. La compressibilité et la contractilité sont d'ailleurs très variables d'un corps à l'autre, et aussi dans un même corps, selon son état physique. Par exemple les gaz, pour chaque degré de refroidissement, diminuent de la 275^ partie de leur volume; pour le mercure liquide, la contraction n'est déjà plus que de la 5550^ partie du volume ; pour le cuivre à l'état solide, ce n'en est que la 20000' partie. Ce ne sont là que des exemples isolés ; ces phénomènes seront décrits et étudiés complètement en leur lieu.

Ce que nous voulons ici, c'est donner une première idée de la structure des corps, par quelques aperçus sur leurs propriétés générales. On voit déjà qu'il y a lieu de les considérer comme des agrégations de particules isolées, excessivement petites, que les forces mécaniques ou physiques éloignent ou rapprochent les unes des autres, et dont l'état d'équilibre varie pour ainsi dire incessamment. Quelles sont les dimensions véritables de ces particules des molécules et des atomes? A quelles distances sont-elles placées les unes des autres dans les divers corps, soit en raison de leur composition ou de leur nature chimique, soit en raison de leur état physique? Quels mouvements les animent, quelles forces les maintiennent rapprochées? Qu'est-ce que la cohésion, qu'est-ce que l'affinité? qu'est-ce que l'attraction moléculaire, la chaleur, etc.?

Répondre à ces questions n'est point chose facile, ni même peut-être possible dans l'état actuel de la science. En tout cas,

DILATABILITÉ DES CORPS.

c'est l'objet même de la physique et nous essayerons d'en indiquer au fur et à mesure les solutions partielles.

Pour en revenir aux changements de volume que produisent dans les corps les variations de la pression et de la température, on voit qu'il ressort de ces changements mêmes que nous ne connaissons point le volume réel, absolu, d'un corps ; nous ne pouvons jamais en mesurer que le volume apparent. Sans doute, la contraction doit avoir une limite, puisque la diminution de température en a une elle-même, et qu'il y a, comme on le verra ailleurs, un zéro absolu. Mais si jamais l'expérience nous permet d'atteindre cette limite, si on arrive alors à déterminer le volume minimum des divers corps, s'ensuivra-t-il nécessairement que ce volume sera Celui de la matière même dont il est formé , c'est-à-dire égal à la somme des volumes des atomes constituants? Cela revient à demander si ces atomes sont susceptibles d'arriver au contact et de former un tout continu, ou si, au contraire, ils ne conservent pas nécessairement, de l'un à l'autre, des distances qu'ils ne peuvent franchir et qui marquent la limite extrême de leur rapprochement. On ne peut guère espérer que l'observation résolve un jour ce problème. Les théories les mieux établies de la chimie et de la physique pourront seules, par voie de déduction, parvenir à jeter quelque jour sur ces mystères de la constitution de la matière.

En attendant, il y a un grand intérêt à interroger la nature dans ce qu'elle nous offre de perceptible à nos organes. Les pores visibles nous ont donné une idée de ce que sont les pores invisibles. La structure apparente des solides, dés liquides et des gaz pourra nous aider à comprendre la structure cachée de leurs dernières molécules : ce qu'un savant contemporain a appelé, en employant une image hardie, V architecture des atomes \

Dans les corps solides, organiques ou inorganiques, il faut, sous ce rapport, commencer par distinguer les parties homo-

1. V architecture du monde des atomes dévoilant la structure des composés chimiques et leur cristallogénie, par M. A. Gaudiii, lauréat de l'AcadoiTiie des sciences. Paris, 1875. -

gènes de celles qui ne le sont point. Nous parlons ici de l'homogénéité de structure. Les premières seules sont à étudier isolément, puisqu'on peut considérer un corps de structure hétérogène comme formé de parties homogènes différentes,

Fig. 19. — Spath d'Islande.

groupées ou associées d'une façon quelconque.' Considérons d'abord les corps inorganiques ou bruts. Ils présentent deux aspects bien tranchés, qui permettent de les ranger en deux classes distinctes : dans la première sont les solides à structure

Fig. 20. — Cristaux de quartz.

régulière, géométrique ou cristalline; la seconde comprend les solides à structure irrégulière ou amorphe.

Il semble, au premier abord, que les corps solides que Wfû rencontre dans la nature sont en grande majorité de la seconde