MÉTHODE DU REFROIDISSEMENT

Ikm de BTewUm. — Lorsqu'un gros thermomètre se refroidit au milieu d'une enceinte dont la température est constante, on reconnaît aisément qu'il perd dans des temps successifs égaux des nombres de degrés de moins en moins considérables. En outre, dès que la différence variable T qui existe entre sa température et celle de l'enceinte ne dépasse plus une quinzaine de degrés, on constate que les pertes dont il s'agit varient proportionnellement à cette différence.

Il en résulte que l'excès variable T décroit en progression géométrique, lorsque le temps compté depuis l'origine du refroidis sèment s'accroît en progression arithmétique.

En effet, si les excès successifs T, T^ T, sont liés entre eux par

une relation de la forme

on a

nécessairement

ou

Cette loi de refroidissement est connue sous le nom de loi †Newton, On en fait un fréquent usage.

On pourrait dire aussi que les pertes de chaleur éprouvées par un corps, aux différentes époques de son refroidissement, dan^ des temps égaux, sont proportionnelles aux excès correspondante de sa température sur celle de l'enceinte ; et en effet , pour passer des abaissements de température jusqu'ici considérés aux perte* correspondantes , il faut les multiplier par le produit me du poidsr et de la capacité calorifique du corps qui se refroidit.

Influence de la surface des corps, etc., etc. — L'étendue de la surface du cor[)S qui se refroidit a une influence évidente sur la grandeur des pertes qu'il éprouve en un temps donné; et en outre, la nature de celte surface joue aussi un rôle important, car un vase d'argent noirci se refroidit plus vite que s'il avait son éclat mélallique. Quant au poids du corps el èi ^^ c^^^cvl^ V^\m: la chaleur,

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ils exercent en général une influence considérable sur la grandeur de la perte de chaleur qui a lieu pendant un intervalle quelconque, parce qu'ils accélèrent ou retardent la marche descendante du thermomètre. Mais cette influence disparaît lorsque le temps ô auquel la perte se rapporte est assez court pour que la température ne change pas d'une manière sensible pendant toute sa durée.

Ainsi supposons que dans deux enceintes parfaitement identiques et à même température, on place deux corps différents de poids et de nature, A et B, mais ayant des surfaces identiques; pour un même excès T ces deux corps perdront la même quantité (le chaleur pendant un même temps très-court 6, parce que pendant ce temps très-court toutes les circonstances desquelles dépend la sortie de la chaleur sont les mêmes de part et d'autre. De plus, pendant des temps inégaux, mais toujours très-courts, 6 et 6', A et B devront perdre des quantités de chaleurs proportionnelles aux durées de ces instants; car, pour chacun en particulier, la perte éprouvée devient double, triple, quadruple avec le temps î^endant lequel elle se continue.

Il résulte des propositions précédentes que pour perdre une

lême fraction très-petite, jr-r-^ par exemple , de leur excès de

-napérature initial commun T, les deux corps que Ton considère ^ploieront des temps proportionnels aux produits me et m'c' ' leurs poids par leurs capacités ; car, d'un côté, ces produits sont tre eux comme les pertes qui correspondent à une même varia- >n de température; et, de l'autre, les pertes dont il est quos- •n sont proportionnelles à la durée du temps que les corps Hieni à les subir.

Si le refroidissement continue, les deux corps A et B, pour Tdre le second millième de leur excès primitif T^, emploieront

suite des temps 6^ et 6'^ , différents des premiers, mais dont

ntc rapport sera toujours —n , et en répétant les mêmes raison-

îments, on voit que pour s'abaisser d'un nombre égal de degrés s devront mettre finalement des temps H et H' qui seront aussi itre eux dans le rapport de me à m'e'. Tel est le principe d'un procédé que Meyer a proposé d'appliuer à la comparaison des chaleurs spécifiques des corps, et qui it employé à des recherches de ce genre par M. Desprelz d'abord, t ensuite par MM. Dulong et Petit. Nous allons décrire rapidement la manière dont ces derniers physiciens exécu! aient leurs expériences.

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n^^ on conlact intime entre

^^tsK ie thermomètre. Quand

^f solides, on les réduisait m

•jffiwea one limaille trës-tine que

.''pirnait soin de tasser fortement.

"^ji vase était attaché à un bou-

i^inétBlliqae qui donnait iwssagf

^ u [ipe du thermomètre. Lorsqu'or

^lail faire une expérience, on ehauf

j- ^. (( le thermomètre à une quinzaini

;* «2^'' '* **"' ^'^ milieu d'une enceind

•(''^•'Srrtoi't l'ouverture principale pouvai

' /^ÏMLÎi*'' '^ l>0"*^hon 6. L'enceinte était pion

née*/ ^^^^ *ifc«' fondante. On y faisait rapidement l(

'' J'^«'*lî)^ ^^'^ '^ t^iiips T "l"^ 1^ thermomètri

f^(p^Z^ lO- à 6°, On répétait la même opé

iK ^iJ^pli lo petit vase d'une substance autn

^^(iJ^j^alitenait un autre temps de rerroidisse

^Si*^^ de CBS temps T et T', pouvait conduire i

fi^'^^h'**'*'"' spécifique d'une des substances em

représente par k ce qu'il faut di

\ thermomètre ensemble pour les élevei

désigne toujours pur m et c , m' et c' les

jipi -" 1^ joédliques des corps sur lesquels on opère

--j.jlli'*' v\c 4- A

r r ,»ii ^ * '^ fraction ■ , ' -. Et par consé

K****' ,., ,. T me + A ,

I jOil connus , 1 équalior — '—

notf déterminer A ex péri m en la lement, il sufTin "jijii"' 'witi^'*''^^ ^'"' '^^'' ^^ ^'"' ^^ ^""'^ corps dont h W**^'*ÏÏêe' w™ é'é déterminée à l'avance par la mélhodi

jM*#*^j. j^ BM ft>>* oUWwue , eïi «wftçarant le refroidisi*-

MÉTHOOE DI! BEFBOIDISSEUEKT. 337

d'un corps quelconque, on pourra arriver à écifique de ce dernier.

Fetit. — Ed déterminant ainsi les chaleurs d'un certain nombre de corps simples, et ixpoidsalomiquesp.p', p" des mêmes corps. FPelit sont arrivés à un résultat très-remarquable ; u que les produits cp, c'p', c"p" sont constants. s simple que l'interprétation physique de cette loi. ^pouvait déterminer réellement les poids w, V, ic" des "« corps simples , on les trouverait proportionnels aux niques tabulaires p, p' , p"- Par suite, les produits en, ( égaux entre eux, au^i bien que les pros"p'' dont l'expérience démontre la constance. Hais nc,eV, c"^'' seraient alors les expreËsiùns numériques des quantités de chaleurs nécessaires pour élever de 4° la températare des dilTérents atomes considérés. Donc la loi de Dulong et MitsigniSe que, dans les condilîuis de leur expérience, il faut dea quantités de chaleurs égales pour élever de 1° la («mpéra- I^K des dilTérenls atomes simples.

Ceci posé, il était naturel de se demander si la chaleur spéci- ''(JiiB d'une molécule composée dépend uniquement du nombre '''atomes simples qui la forment, ou bien si elle dépend aussi de 'fi(iT nature et de leur mode de (groupement,

A peu près à la même époque , ces questions furent examinées Par H. Avogadro, en Italie, et par M, fleuman, en Allemagne, et *^ dernier physicien parvint à établir que n dans les corps composés ayant même élément électro-négatif et des constitutions ^tomiques semblables, les chaleurs spériBques sont en raison Inverse des poids atomiques. »

Pour peu que l'on réfléchisse à l'importance des résultats précédents, on comprend immédiatement tout l'intérêt qu'il y avait à exécuter de nouveau sur la détermination des chaleurs spécifiques un travail d'ensemble portant sur le plus grand nombre pog«ble de corps simples ou composés. Comme nous l'avons déjà dit, M. Regnaull a pris cette tâche difticile. Nous avons décrit son appareil ; il ne nous reste donc plus qu'à inscrire les résultais qu'il a obtenus. Ils sont consignés dans les tableaux suivants :

Suite du tableau numéro %

NOMS des substances.

CHALEURS

spécifiques.