OU CONGÉLATION

Nous savons tous qu'une masse d'eau, liquide à certaines températures, est susceptible de passer à l'état solide, quand sa température s'abaisse au-dessous d'une certaine limite; elle devient morceau de glace sans changer pour cela de nature, c'est-à-dire sans cesser d'être formée des mêmes éléments chimiques associés. En revenant à sa température primitive, elle reprend l'état liquide; et si alors on la chauffe à 100*, sous la pression atmospliérique de 760"'™, elle se réduit en vapeur. Ainsi l'eau, et la plupart des liquides sont dans le même cas, peut affecter les trois états, solide, liquide et gazeux.

Les corps solides à une température ordinaire, les métaux par exemple, cliangent aussi d'état, quand on les soumet à une chaleur suffisamment grande : ils se liquéfient et même se réduisent en vapeur. Le refroidissement produit des phénomènes inverses, de sorte qu'un gaz arrive à passer à l'état li- <|uide, et, de là, à l'état solide.

Ces divers changements d'état s'etlectuent dans des conditions qui varient avec la nature des substances, mais (jui néanmoins sont soumises à certaines lois communes dont nous allons parler. Auparavant, énumérons les changements d'état des solides, des liijuides et des gaz cjui peuvent se produire sous rinfluence des variations de la chaleur.

L'augmentation de la chaleur produit dans les solides le passage à l'état liquide, ce qu'on nomme \a fusion; dans les liquides, elle donne lieu au passage à l'état gazeux ou vapori-sation; nous verrons phis loin la distinction qu'on doit faire entre la vaporisation et ïcKHtpotation , qui désigne aussi le ebaogement d'un liquide on gaz ou en vapeur.

kSk LIVRE IV. - LA CHALEUR.

Le refroidissemeDt produit dans les gaz le passage à Vè liquide : c'est la liquéfaction; et dans les liquides, le retom l'état solide, qu'on nomme tantôt solldlficatloriy tantôt con^ latlon.

La fusion des divers corps solides a lieu à des températui qui diffèrent beaucoup les unes des autres. Ainsi , tandis q la glace fond à 0% le soufre à 12o^ le plomb à 322*, il fc une température de 1500° pour fondre le fer, et de pi de 2000* pour fondre le platine. Mais une circonstance coi mune à tous les solides, c'est que la température de fusion < fixe pour chacun d'yeux; de plus, pendant tout le temps qi lieu le passage d'une masse solide à l'état liquide, la temp rature de la masse reste la même, quelle que soit l'intensité foyer de chaleur qui détermine la fusion. C'est cette propri< qui a été utilisée, on doit se le rappeler, pour marquer le po fixe 0° des thermomètres. Le seul effet que produise une au mcntation dans la chaleur du foyer, c'est une rapidité p grande dans la fusion du corps solide.

Le passage à Tétat liquide de la plupart des solides se i brusquement; ainsi la glace, le soufre, les métaux prenm immédiatement toute leur fluidité. D'autres substances, contraire, commencent par se ramollir; elles deviennent v queuses ou pâteuses, avant d'être tout à fait fluides; le ve: est dans ce cas, ce qui permet de le travailler avec facilité, le souffler, de l'étirer, en un mot de lui donner toutes formes dont on a besoin.

Jadis, on ne savait pas produire des températures assez é vées pour fondre certains corps , qu'on appelait pour ce raison réfractalrcs ou fixes. Aujourd'hui le nombre de substances est considérablement restreint, et Ton a obtenu fusion des roches considérées autrefois comme infusibl Despretz est même parvenu à déterminer dans le charl de bois, le plus réfractaire des corps connus, un comme cément de fusion. D'autres solides sont iufusibles, parce c

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la chaleur les décompose : la craie, la liouillej le marbre sont dans ce cas. Cependant, en enfermant dans un cylindre de fer. hermétiquement bouché, nn morceau de marbre, et en le soumettant alors à une température élevée, on peut fondre une certaine porlion de ce. solide. La chaleur commence par décomposer une partie du marbre en acide carbonique et ea chaux ; le gaz, par sa force élastique, empêche la décomposition de continuer, et le marbre qui reste, se fond piutiellcmenl Psous Tactioa de la chaleur, I-a dilatation que subit un corps solide sous rinfluence de l'augmentàliou delà chaleur, continue généralement jusqu'à

la température de la fusion. En ce point, elle a lieu crune

m façon plus brusque encore; de sorte que la masse liquéfiée a un volume supérieur à celui du solide qui a changé d*élat. Il y a quelques exceptions à cette loi : nous aurons Toccasion d'y

B revenir tout à Theure, en parlant de la solidification des corps liquides* Il y a, entre ce dernier phénomène et celui que nous venons d'étudier, une relation qu'on pouvait prévoir. Ils s'effectuent l'un et lautre, pourla même substance, à la même température fixe ^ en un mot, le point de solidification est le même que le point d«' fusion. Ainsi Feau passe à félat de glace^ quand sa température s'abaisse à O; le plomb se solidifie, en se re-

I froidissaut à 322% le soufre à 1 15% le fer à 1500% le platine à 20(X)\ Et, autre similitude, la tenqiéralure de la masse liquide reste constante, pendant tout le temps que dure la soliitîficalion; un refroidissement plus intense rend le passage à lelat solide plus rapide, mais il ne sert point à abaisser la température de la masse.

On dit plus particulièrement qu'il y a congélation^ quand la solidification s'opère à une basse températurt\ par exemple, au-dessous de 0\ L eau se congèle à 0% le mercure à 39" audessous de 0^. Divei's liquides, tels que le sulfure de carbone, l'alcool absolu, n'ont pu encore être solidifiés, bien qu'à Taide de mélanges rérrigérauts on ait pu abaisser leur température [jusqu'à 80 degrés au-dessous de if.

On vient de voir que la température du point de fusion d solides est la même que la température de solidification. G pendant, on peut, dans certaines circonstances, abaisser la tei pérature d'une masse liquide au-dessous de ce point, sa qu'elle se solidifie. De Feau, par exemple, enfermée dans i vase, à l'abri de l'agitation de l'air, peut rester liquide jusqi une température de 20° au-dessous de 0\ Il faut pour C€ qu'elle soit très-limpide, qu'on la maintienne en repos, et q le refroidissement s'efl^ectue avec lenteur. Mais, quand elle ( dans cet état, il suffit de la moindre agitation ou de la proje tion d'un petit fragment de glace, pour que la congélation fasse brusquement et dans toute la masse à la fois. Alo: chos<; remarquable, il y a un dégagement de chaleur, et congélation se fait à la température de 0°, comme dans ] circonstances ordinaires.

Un corps solide, en se fondant, se dilate brusquement; c'< le phénomène inverse qui doit avoir lieu, si la masse liqui se solidifie : l'expérience montre, en eff*et, qu'elle diminue volume. Mais ce n'est pas là une loi générale, car il y a exc( tion pour l'eau, pour la fonte de fer, le bismuth et l'antimoh Ces difl^érents corps se dilatent, au contraire, en se soli( fiant. Cette propriété de la fonte de fer est utilisée de l'industrie, et permet de reproduire avec plus de netteté et perfection la forme des moules dans lesquels on coule ce substance.

Nous savions déjà que l'eau se dilate, en se refroidissi depuis 4® jusqu'à 0", de sorte que la dilatation subite qu'e éprouve en se congelant semble la continuation du me phénomène, et rend probable l'explication qu'on en donn on l'explique par la disposition nouvelle que prennent les n lécules dans le voisinage du point où leur cristallisation s'opè Quand le passage à Vétat solidii s'effectue , la dilatation soudaine et s'eflectuc avec une force irrésistible, ainsi que montre l'expérience suivante, dont nous empruntons la d< cription aux leçons de Tyndall sur la Chaleur : ce Pour doni