DURETÉ ET FRAGILITÉ

On donne le nom de dureté à la résistance que les molécules des corps opposent à tout effort qui tend, soit à les séparer, soit à les rapprocher les unes des autres. De deux corps, le plus dur est celui qui raye l'autre, ou qui exige un effort plus grand que ce dernier, pour s'écraser ou pour s'aplatir.

La substance la plus dure est le diamant, car il raye tous les éorps et n'est rayé par aucun. Pour le tailler on l'use avec de la pou<l*e de même substance. Après le diamant, vient le corindon ou aluminevistallisée, qui reçoit différents noms, suivant sa couleur. Les allppfcs sont plus durs que les métaux qui les composent. C'est pour cela qu'on a coutume d'allier à l'or et à l'argent des monnaies, un dixième de cuivre. Le bronze est un alliage de cuivre et d'étain. Quand il contient 14 pour cent d'étain, il est plus dur que l'acier. Le maximum de dureté correspond à 46 p. d'étain sur 100 p. de cuivre. C'est à cause

de la grande dureté qu'il est susceptible d'acquérir, que le bronze a été employé, dès la plus haute antiquité, pour confectionner les instruments tranchants et les armes de guerre, jusqu'à ce que la connaissance de 1 acier eût fourni le moyen de le remplacer avec avantage dans cet emploi.

Les corps durs sont ordinairement fragiles ou cassants , c'est-à-^ dure faciles à briser par le choc, comme cela a lieu pour le diamant, le verre, Tacier trempé, etc. Les corps mous sont, en général, ductiles et le choc les déforme plutôt qu'il ne les brise. La craie et le plâtre nous offrent des exemples de corps à la fois mous et fragiles. (H. V.) .

Les molécules des corps à l'état solide sont maintenues dans des positions fixes les unes par rapport aux autres, de sorte qu'on ne peut changer ni la forme, ni le volume de ces corps, sans employer l'action de forces étrangères très-sensibles. Les corps solides sont, en outre, plus ou moins élastiques, c'est-à-dire que si on déplace leurs molécules, entre certaines limites, elles tendent à revenir à leur position primitive et y reviennent effectivement aussitôt qu'on les abandonne à ellesmêmes. Cette tendance des molécules des corps solides s'observe, soit qu'on les éloigne les unes des autres, soit qu'on les rapproche par la compression, soit qu'on change simplement leur position relative, sans changer leurs distances. En d'autres termes, dans les corps solides les molécules sont en équilibre stable les unes par rapport aux autres, non-seulement quant à leurs distances, mais encore quant à leurs positions relatives.

Pour expliquer ces propriétés caractéristiques des solides, on admet qu'ils sont formés de molécules polyédriques assez rapprochées les unes des autres pour que l'influence de leur forme se fasse sentir sur l'intensité de l'attraction qu'elles exercent suivant chaque direction. On admet, en outre, que lorsque, par suite d'un mouvement quelconque imprimé à ces molécules, leur force attractive est augmentée ou diminuée, la force répulsive augmente ou diminue dans un rapport plus grand. Il est facile, en effet, de faire voir que ces deux hypothèses rendent compte de toutes les particularités que présente l'élasticité dans les corps solides. Vient-on, par exemple, à éloigner, par la traction, les molécules d'un de ces corps? L'élasticité sera mise en jeu, parce que, par l'écartement des molécules, l'attraction ayant été dimi-

nuée, la force répulsive aura éprouvé une diminution plus forte; de sorte que lorsqu'on abandonnera ensuite le corps à lui-même, la force attractive, devenue prépondérante, ramènera les molécules dans leur position primitive, où les deux forces qui les sollicitent se font équilibre. Vient-on à comprimer un corps solide? On rapproche les molécules; par là on augmente Fattraction moléculaire; mais, comme en même temps la force répulsive augitiente dans un rapport plus grand, cette dernière force fait retourner les molécules à leur position d'équilibre, lorsqu'on cesse de les comprimer. Enfin, si l'on change seulement l'orientation ou la position des molécules, sans faire varier leurs dist^ncôs, comme elles sont polyédriques, ce déplacement aura encore pour effet de modifier leurs attractions suivant les différentes directions, et il en résultera une inégalité entre la force attractive et la force répulsive qui ramènera les molécules dans leur première position aussitôt qu'on les abandonnera à elles-mêmes.

Dans les liquides, les molécules possèdent une mobilité parfaite, et le moindre effort suffît pour les déplacer, pourvu que l'on ne fasse pas varier leurs distances. En effet, ces corps prennent toujours la forme des vases qui les contiennent, mais leur volume, et par conséquent aussi les distances de leurs molécules, restent les mêmes, quelle que soit la forme qu'ils aient prise. Gomme les solides, ils possèdent l'élasticité de compression, c'est-à-dire que leurs molécules, rapprochées par un effort extérieur, tendent à reprendre leurs positions primitives. Ils résistent également aux forces qui tendent à séparer leurs molécules, car leur cohésion n'est pas nulle, ainsi que nous l'avons démontré, p. 39. Il suit de là que, dans les liquides, les molécules sont en équilibre stable, relativement à leurs distances, mais non quant à leurs positions relatives. Pour expliquer cet effet, il suffit d'admettre que ces molécules sont assez éloignées les unes des autres pour que leur forme, et, par suite, leur orientation, n'aient plus aucune influence sensible sur leur attraction. Elles s'attirent alors comme si elles étaient sphériques, c'est-à-dire également dans toutes les directions, et, par conséquent, elles peuvent tourner les unes autour des autres, prendre toutes les positions relatives possibles, sans que l'équilibre entre les deux forces qui les sollicitent soit rompu, et, partant, sans que l'élasticité soit mise en jeu , pourvu cependant que dans les déplacements qu'elles subissent elles restent constamment aux mêmes distances. Mais, lorsque par la compression ou par la traction ces distances viennent à varier, l'élasticité se développe et tend à ramener les molécules à leurs positions primitives, comme dans les corps solides.

Enfin, dans les corps gazeux, la force répulsive de la chaleur l'emporte sur Tattraction moléculaire : car ces corps tendent continuellement à augmenter de volume (p. 29 ), et ils ne peuvent rester en équilibre qu'autant que cette force répulsive est détruite par la résistance des vases qui les renferment, ou par des forces étrangères.