PROPAGATIOK DE LA CHALEUR PAR COMMUNICATION

de ses exlrémiiés, ce n'est qu'à une très-grande distance de celte extrémité que la main pourra en supporter la température. De là la division des corps solides en bons et en mauvais conducteurs de la chaleur. Les résines, les métalloïdes, tels que le soufre, le charbon non calciné, sont de mauvais conducteurs; les métaux, au contraire, conduisent facilement la chaleur : ce sont les meilleurs conducteurs connus.

On peut rendre l'inégalité de faculté conductrice des corps solides sensible à l'œil par l'expérience suivante, qui est due à Ingenhous. Une Fig. 607. caisse rectangulaire en fer-blanc (fig. 607)

est garnie latéralement d'un grand nombre de tubulures dans lesquelles on a mastiqué des cylindres égaux de différentes substances; on les plonge tous à la fois dans la cire fondue et on les retire promptemenU La couche mince de cire qui les recouvre se solidifie par le refroidissement. Lorsque la cire est congelée sur tous , on remplit le vase d'eau ou d'huile bouillantes; la chaleur se propage dans les cylindres, et l'on juge par la rapidité de la fusion de la cire sur chacun d eux de la rapidité avec laquelle ils propagent la chaleur. D'après les expériences dlngenhous, l'argent et l'or sont les métaux les meilleurs conducteurs; après viennent le cuivre, lelain et le platine, à peu près au même degré; ensuite le fer, l'acier et le plomb; le verre, la porcelaine et les poteries sont inférieurs aux métaux ; le charbon non calciné et les bois secs conduisent plus mal encore. Les corps les plus mauvais conducteurs sont les substances composées de filaments très-fins qui ne se touchent que par très-peu de points, tels que le coton, la laine en flocons, le duvet, le son, la paille, etc. On range également les oxydes métalliques et les pierres parmi les corps mauvais conducteurs.

Des expériences familières suflisent même pour reconnaître les grandes différences qui existent entre les pouvoirs conducteurs des divers corps solides. Dans nos habitations, par exemple, si les carreaux nous paraissent plus froids que le parquet, c'est qu'ils conduisent mieux le calorique. La sensation de chaleur ou de froid que nous ressentons au contact de certains corps est due à la conductibilité. Si leur température est moins élevée que la nôtre, ils nous paraissent plus froids qu'ils ne sont, à cause du calorique qu'ils nous enlèvent en vertu de leur conductibilité ; c'est ce qui a lieu pour les métaux , le marbre, etc. ; si, au contraire, leur température est supérieure à celle de notre corps, ils nous semblent plus chauds qu'ils ne sont, par le calo-

PROPAGATtON DE LA CHALEUR PAR COMBUIflCATIOfr.

rique quils nous cèdent des divers points de leur masse; e'est le phénomène que nous présente une barre de fer exposée au soleil.

La méthode dlngenhous ne donne pas en nombres les rapports des pouvoirs conducteurs des corps. Pour obtenir ces rapports^ M. Despretz a suivi une méthode qui repose sur la distribution de la chaleur dans des barres chauffées à l'une de leurs extrémités. MM. Wiedemann et Franz ont suivi la même méthode^ mais en se servant de la pile thermo-électrique pour déterminer la température dans les diverses couches des barres soumises à l'expérience^ tandis que M. Despretz déterminait cette même température à l'aide de thermomètres plongés dans de petites cavités creusées dans les barres et remplies de mercure. Ces cavités détruisaient partiellement la continuité des barres et modifiaient la transmission de la chaleur. Les résultats de M. Despretz sont donc affectés d'une cause d'erreur que MM. Wiedemann et Franz ont écartée. C'est pour ce motif que nous nous bornerons à indiquer ceux de ces derniers. Ces résultats^ qui se trouvent exprimés en représentant par 100 la conductibilité de l'argent, sont indiqués dans le tableau suivant :

Argent 100

Cuivre 73,6

Or 53,2

Étain 14,5

Fer 11,9

Acier 11,6

Plomb 8,5

Platine 8,4

Alliage de Rose 2,8

Bismuth 1,8

Tout ce qui précède se rapporte uniquement aux corps dont les molécules sont groupées de la même manière dans tous les sens, ou dont l'élasticité est uniforme et la même dans toutes les directions. Les autres corps solides, tels que les bois et les cristaux des cinq derniers systèmes ont des pouvoirs conducteurs qui varient suivant la direction que l'on considère. C'est ce que MM. De la Rive et A. Decandolle ont démontré pour les bois, et M. de Sénarmont pour les cristaux. £n effet, le bois conduit beaucoup mieux dans le sens des fibres que dans le sens transversal. Le rapport des conductibilités dans les deux sens est de 5 : 3 pour le chêne ; la différence est plus prononcée dans les bois tendres que dans les bois durs. Quant aux cristaux , pour en étudier la conductibilité, M. de Sénarmont opère sur des plaques minces polies, obtenues soit par clivage, soit par des procédés mécaniques, et dont les faces ont, par rapport aux axes du cristal, une position qu'on a déterminée avec soin. Un petit trou un peu conique est

i73 PROPAG/ITION DE LÀ CHALEUR PAR GOISHUNICATION.

pratiqué au milieu de la plaque; il y engage Textréiiiité d'un gros fil d'argent assez long, et qui apporte au milieu de la lame la chaleur qu'il reçoit par son extrémité opposée, d'une lampe à alcool. La lame, abritée par un écran^ est enduite d'une légère couche de cire, et on la place horizontalement; on voit alors la cire fondre et former, à la limite de fusion, un bourrelet liquide qui correspond à une ligne isotherme^ c'est-à-dire ayant partout la même température, celle de la fusion de la cire. Cette ligne est d'autant plus nettement dessinée que la plaque est moins conductrice. Quand la plaque est refroidie, ce bourrelet est encore très-distinct, et on peut prendre la mesure des divers diamètres de la courbe qu'il dessine. En appliquant ce procédé à des cristaux du second système et du troisième , qui sont symétriques autour d'un axe, M. de Sénarmont a reconnu que ces cristaux donnent des courbes isothermes circulaires, sur des plaques prises perpendiculairement à l'axe de symétrie, et des courbes elliptiques, quand elles sont prises dans toute autre direction, et que la différence entre le plus grand et le plus petit diamètre de l'ellipse est la plus prononcée quand la lame est taillée parallèlement à l'axe. Il résulte de là que les surfaces isothermes ont la forme d'ellipsoïdes de révolution autour de l'axe. Dans les cristaux des trois derniers systèmes les résultats sont plus compliqués. Les surfaces isothermes sont des ellipsoïdes à trois axes inégaux. Il suilit d'énoncer ces lois pour faire comprendre les analogies remarquables qui existent entre la propagation de la chaleur et celle de la lumière dans les corps cristallisés.

La propagation de la chaleur dans les liquides se fait en général par les courants multipliés qui s'établissent nécessairement par les différences de densité qui résultent elles-mêmes des différences de température. Ces courants sont rendus visibles dans l'eau, au moyen de petits corps flottant dans la masse, comme de la sciure de bois très- fine : lorsqu'on chauffe, par exemple, de leau très-lentement par le fond, dans un vase en verre, à parois transparentes (fig. 608 ci -après), on voit les courants ascendants s'établir aU centre, cl les courants descendants suivre les parois. Cependant, si les masses liquides étaient chauffées par en haut, de manière que l'équilibre hydrostatique ne pût pas être troublé , il est évident que la chaleur s'y transmettrait alors de proche en proche , comme dans les solides ; car ces corps ont aussi une conductibilité propre, puisque s*ils eu étaient dépourvus, ils ne pourraient ni se réchauffer, ni se refroidir, ni prendre des densités différentes par l'effet de la chaleur. M. Despretz a essayé de déterminer cette conductibilité, en prenant des

PROPAGATION DE LA CHALEUR PAR COMUNIGATIOrf.

Fig. 608. colonnes d'eau d'un mètre de hauteur, et en

les chauffant par le sommet au moyen d'un renouvellement d'eau chaude contenue dans un vase en cuivre mince qui reposait sur le plan de niveau de la colonne liquide. Il a trouvé ainsi qu'il fallait environ trente heures pour que la colonne prit un état statîonnaire, et que la conductibilité de l'eau est à peu près 95 fois moindre que celle du cuivre.

Les mouvements qui animenf une masse liquide chauffée par sa partie inférieure ont été utilisés pour transporter la chaleur dans les différentes parties des édifices. L'ensemble des appareils consiste en une série de tuyaux formant deux systèmes; l'un dans lequel l'eau chaude monte ^ l'autre dans lequel l'eau descend , après s'être refroidie en partie en cédant de sa chaleur aux tuyaux placés dans les chambres qu'il s'agit de chauffer. Le premier calorifère à eau chaude qui ait été employé est celui que Bonnemain a imaginé à là fin du xvu'' siècle, pour le chauffage des couvoirs artificiels.

Les fluides élastiques s'échauffent et se refroidissent comme les liquides par des courants intérieurs. Il est d'ailleurs impossible de con* stater leur conductibilité propre , à cause de la grande mobilité de leurs particules y et du passage facile qu'ils donnent à la chaleur rayonnante. Le seul genre d'expérience qui prouve la mauvaise conductibilité des gaz, et particulièrement de l'air, est la lenteur des réchauffements et des refroidissements des corps qui sont protégés par des couches d'air, quand le mouvement de l'air lui-même est empêché par des corps très-divisés, comme la paille, la laine, Tédredon et toutes les substances filamenteuses. Ainsi, la mauvaise conductibilité de nos vêtements, des fourrures et de tous les corps de cette espèce, tient à deux causes : elle tient à ce que tous les corps déliés ei divisés sont de mauvais conducteurs par eux-mêmes ; et à ce que l'air qui remplit les intervalles , et dont une foule de petits obstacles empêchent le déplacement, est lui-même un mauvais conducteur de la chaleur. Ces corps tiennent chaud , parce qu'ils ne livrent pas passage à la chaleur du corps. Par suite de leur mauvaise conductibilité, ils ne sont pas moins propres à empêcher la fusion de la glace en été qu'à empêcher pendant rhiver le refroidissement des corps qu'ils enveloppent. Quand on veut