DU POINT DE FUSION

Dans tout ce qui précède on a implicitement supposé que \es corps dont on veut mesurer les chaleurs latentes, se transforniei?/ brusquement de solides en liquides lorsqu'ils sont portés à une certaine température et cela sans passer par tous les intermédiaires de Tctat pâteux. On a admis en outre que la température à laquelle s'opère le changement d'état est parfaitement connue.

La première de ces deux hypothèses paraît être l'expression la plus générale du phénomène de la fusion. La transition insensible d'un état physique à l'autre ne s'observant d'ordinaire que sur des corps de composition mal déBnie, des mélanges de diverses substances, etc.

Quant à la connaissance des températures de fusion, on peut y arriver de deux manières différentes^ soit en observant la liquéfaction du corps primitivement solide, soit en déterminant le point auquel il se solidifie après avoir été préalablement fondu.

Seulement pour pouvoir compter sur l'exactitude des résultats, il faut s'entourer de précautions convenables, il faut autant que possible éviter d'opérer sur de trop petites quantités de matière, et surtout il faut prendre garde de laisser immobile soit la masse liquide qui se refroidit lorsqu'on cherche le point de solidification, soit les fragments solides qui se réchauffent lorsqu'on veut observer directement la fusion.

Enfin on peut tirer de grands avantages de l'emploi des bains d températures fixes. Pour vérifier, par exemple, si le point de fusion d'une substance est bien égal àT, on constatera qu'elle reste solide dans un bain maintenu à une température un peu inférieure à T, tandis qu'elle demeure liquide malgré l'agitation si la température à laquelle le bain est porté se trouve quelque peu supérieure à ce degré.

L'agitation dont nous faisons ici une condition de succès est nécessaire pour différents motifs. D'abord une masse liquide eo repos conduit mal la chaleur, elle se divise facilement en couches inégalement chaudes, et la température d'un thermomètre qui plonge en un point déterminé peut être fort différente de celle que possèdent les fragments qui se fondent dans le voisinage.

Enfin, quand on cherche à déterminer le point de solidification, si on laisse le liquide se refroidir dans un repos parfait, il n'est pas rare de le voir descendre de plusieurs degrés au-dessous du terme véritable de sa co\\»è\a\.\oiv.

SOLIDIFICATION. 3Gt

^-^ phénomène curieux est depuis longtemps connu des physici^t^s. De Mairan, Fahrenheit et après eux plusieurs de leurs coï^temporains Ton étudié avec soin, et ils ont constaté qu'une touche d'huile, versée à la surface de Teau, facilite beaucoup ^ refroidissement anormal. On doit en particulier à de Mairan •ine observation curieuse. Il a reconnu qu'au moment où, par ^e agitation convenable on détermine la solidification partielle (''une masse d'eau refroidie à plusieurs degrés au-dessous de zéro, te thermomètre qui s'y trouve plongé remonte instantanément de Plusieurs degrés ; et ce réchauffement rapide prouve évidemment ue Feau, en se gelant, abandonne de la chaleur. Des phénomènes 3mblables s'observent toutes les fois qu'un liquide refroidi au- Bssous de son point de congélation, reprend brusquement l'état iide ; mais les effets thermométriques produits varient avec la iture des corps sur lesquels on opère. Dans le cas de l'eau, la aleur dégagée par la solidification d'une partie de la masse suffit »ur la faire remonter tout entière à zéro, et la solidification n'est 3rs que partielle ; il en est autrement quand on opère avec le losphore et en général avec les corps dont la chaleur latente est !u considérable. Au reste, rien de plus facile que de prévoir ce li doit arriver.

Soit Pie poids d'un corps, L sa chaleur latente, c la chaleur (écifique à l'état solide, enfin soit t le nombre de degrés dont 1 Ta refroidi au-dessous de son point de liquéfaction, m la vaur en eau du vase dans lequel on opère. La chaleur dégagée par la solidification du poids P est égale à L, celle qui peut réchauffer de t le corps devenu solide et le ise qui le renferme égale (Pc+ m)^ Si donc on a PL = (Pc + m)/, ut le liquide se solidifiera, et la température finale sera celle de fusion. Si PL est plus petit que (Pc + m)t^ la solidification sera icore totale, mais la masse restera au-dessous du point de fusion, i au contraire on a PL > {?c+m)t, les phénomènes seront ceux ue l'eau présente d'ordinaire.

Les dissolutions de sulfate de soude peuvent être très commoément employées pour rendre sensibles dans les cours les effets le la solidification brusque.

On met dans une fiole bien propre une solution chaude et saturée de ce sel , et après avoir versé au-dessus une petite couche â'huile, on l'abandonne à un refroidissement lent et tranquille. U liqueur revient ainsi à la température ordinaire sans laisser déposer aucun cristal quoiqu'elle renferme beaucoup plus de sel qu'elle n'en peut normalement contenir dans leswovi'^çW^?» eoîv^v

GALORIMÉTRIE.

lions où elle se trouve; mais si Ton vient à faire descendre un pointe de verre à travers la couche d'huile jusqu'au contact

la solution, les cristaux apparaissent aussit et souvent la liqueur se prend en masse. l>e la ▼ariatiom de ▼olome «fuî aeeo pagne la fasîon — L'étude du premier cha^n gement d'état des corps serait incomplète si nous n'ajoutions que ce changement est souvent accompagné d'une variation considérable dans la densité du corps qui l'éprouve. Ainsi à zéro la densité de la glace est seulement égale à 0,9, tandis que celle de l'eau liquide est 0,9998. L'eau se dilate donc en se gelant. Pour d'autres corps on observerait un effet inverse.

Fig. 261 . Lg dilatation considérable que l'eau éprouve

en se gelant a été depuis longtemps étudiée, a Les académiciens de Florence remplirent d'eau une sphère d'or, la fermèrent exactement, et mesurèrent son plus grand diamètre extérieur en la faisant passer à travers un anneau de métal ; or, après que l'eau se fut glacée, la sphère d'or devint plus grosse, et elle se gonfla si fort, qu'elle ne put plus passer par le même cercle.

« Huyghens observa qu'un canon de fer qu'il avait rempli d'eau, qu'il avait ensuite fermé exactement, étant venu à se geler, éclata avec bruit et se fendit *. »

Sans chercher à accumuler les exemples et les citations, il nous suffira d'ajouter que les pierres dites gelives se fendent l'hiver par suite de la congélation de l'humidité dont elles sont pénétrées, et que par des froids rigoureux il n'est pas rare de voir des arbres éclater avec bruit au moment de la sohdification de l'eau contenue dans l'intérieur de leurs vaisseaux.

Enfin nous donnerons, d'après M. Billet, les nombres qui représentent la contraction que le phosphore, le soufre et l'iode éprouvent en passant de l'état liquide à l'état solide, au point de leur fusion normale. Dans le calcul de ces nombres , M. Billet a pris pour unité le volume qu'occupe à l'état liquide, et à la température où il se solidifie, le corps sur lequel portent ses observations.