CORRESPONDANT AUX TROLS ÉTATS GAZEUX, LIQUIDE. SOLIDE

J'ai dit que. dans les atomes et, par suite, dans les molécules qu'ils constituent, les noyaux s'attirent et les plasmas se repoussent.

Toute molécule possède donc, à l'égard des autres molécules, comme résultantes des forces dues à ses atomes :

1° Lue force attractive, proportionnelle à la masse et en raison inverse du carré des distances;

2" Une force répulsive, définie par les lois de la Physique sur les tensions des gaz et des vapeurs.

En vertu de ces deux forces contraires, et en remarquant que la loi des tensions montre la force répulsive moins influencée paî la distance que ne Test la force attractive (|ui. elle, croît en raisot^ inverse du carre de la distance, on peut apprécier, comme lign^^ générales, comment deux molécules voisines d'un même gaz vo^^ se comporter entre elles.

Je ne considère (ju'un atome de chacune pour simplifier *^' raisonnement.

Si les deux atomes sont très près l'un de l'autre, Tattractio^ est très grande et l'emporte sur la répulsion.

TIlÉOltlE KUli\KL[.iv Dl-: I,A CHtUIE. 3[l

Si los deux alomcB sont très loin l'un di- laulro. lu rt-piilsioii i'etnpnrlc sur latlraclioii.

Il existe un point intermédiaire oii raltiiuliim l'Tialo liui'pulsioii. Lorsque l'allraetion remporte sur la réptilsîmi, Ir loqw est li Bj'étut liquide ou solide.

Lorsque la répulsion l'emporte sur l'attraction, le corps est !i ^'état gazeux. La répulsion, quand ellu croît, agit sur les atomes l'Voisins. Si ces atomes sont placés dans l'espace indéfini, leur 'épulsion i-éciprofiue li^s éloigne les uns des autres JMH(|u'à ce )E|ae cotte répulsion fasse équilibre à la résistance de l'éther. Ipoint où elles s'arrêtent et restent dans un état d'équilibre réciproque.

Ce point est caractérisé par i'équilibrc stable existant entre les I atomes.

Le point fipj)osé ou la répulsion égale l'altraction marque le ■point de passage du corps de l'état gazeux à l'élut liquide ou •écîproquemeiit.

Ce point est caractéiisé par l'équilibrr instable des atomes. A ce point, les atonies sont sans action les uns sur les autres. Voilà pourquoi ils \ prennent si facilement l'état de gaz.

Il y a lieu de montrer maintenant comment les distances réciproques peuvent se produire.

- rHomcTiON Diis mois états i>es corps.

Je vais, maintenant, faire connaître comment les corps passent lar les trois états gazeux, liquide, et solide.

I Je pourrais considérer un corps quelconque. Mais pour faciler l'explication, je raisonnerai d'abord sur i'Iiydrogène. dont I molécule est formée d'un seul atome. Comme tout corps simple H est formé de molécules identiques ayant chacune K atomes, et que tout corps composé, un corps binaire par exemple, EE'. est fiu'mé de molécules composées identiques, dont chacune contient E + E' atomes, ce que j'aurai dit sur l'atome d'hydrogène sera applicable aux atomes et aux molécules de tous les lorps, la molécule étant, comme volume, la résultante des ome8 qui la composent.

Sia

THÉORIE riOUYELLE DE LA CHIMIE.

Je considère donc le volume total de la molécule d'hydrogène, c'est-à-dire de Fatome.

Ce volume v» se compose de trois parties :

Le volume du noyau massif v^,

Le volume du plasma Vp,

Le volume poreux physique v^, de sorte que v. = v^ -t- Vp + v^.

v« c'est le vide, plein d'éther, qui sépare deux atomes.

Je donne ci-après l'image du phénomène, en le considéraut dans les limites de deux atomes A et A', et je vais en donner l'explication.

FiG. I.

FiG. a.

Fie. 3.

FiG. A.

FiG. 5.

FiG. 6.

Rp ^it

Ap A^

Quand le vide poreux v^ est suffisamment grand, c'est-à-dire quand les atomes A, A' sont très écartés l'un de l'autre (fig. i), l'hydrogène considéré est à l'état gazeux.

Prenons ces deux atomes d'hydrogène lorsqu'ils sont soumis à une certaine température ï, qui est assez élevée pour tendre à

établir enlre eux une grande distance et. lorsqu'ils revoîveiit une pression imlU- ou faible qui ne fait pas obstacle îi ce que celte ■■i-.iiide distance se produise.

I i;ius CCS conditions, les atomes sont maintenus à la yrande -lance qui les sépare par l'équilibre qui s'cljiblit entre leur

iiutc répulsive mutuelle et la résistance de l'étlier.

Ke corpB est h rélal ga/cux.

\ cet étal, la lotnpémtiire élant .supposée conslaulc. je vais Mil .ntrer ce qui se produit quand la pression augnienle.

Si j'étudiais la manière dont deux atomes A et \' se roniporletit quand ils sont soumis a l'action de la pression, je devrais rechercher, étant donnée !eur position initiale, ce qm- devient la position nouvelle de chacun d'eux.

II est plus simple de considérer le mouvement relatif rie \' par .i|'I»ort à A supposé immobile.

l,a pression augmentant, les deux atomes doivent se rapprocher pour deux raisons : d'une part, parce que oetle pression les. y oblige: d'autre part, parce que la force utlracHve a cril plus f|iie la force répulsive contraire. Mais je suppose encore les molécules tn''s éloipnées les unes des autres, Leur attraction r(5ciproque, inversement proportionnelle au carré de la distance, est donc (ri^» faible. Je la néglige.

|,a force répulsive des plasmas, devant aux variations dil'énergie do varier en raison inverse du cube de la distance qui «éparc les deux ntomes, et à lu résistance superficielle île l'élher de varier proportioimellement au carré de cette dîsinnce, est. finalement, par l'etTct de ces deux coeflicicnts. iinersemcnl pni portionnelle. simpleinenl, à la dlstanee.

I>'ai)rcs cette loi, les deux aloines élant très distants l'un «le l'autre, si on souniel A' ô une faible pression, il vu se mouvoir avec faeililé. et une pression p correspondant fi l'écarleinent A' A. ixne pression ap réduira de nioilié cet écartement (iig. -i). lie m^me. unt> ]n-essinn double de up. c'est-à-dire une pression S}», l*-' réduira un quart {fiji. .'i). On conçoit que, ilans ces condition>^. ''" volume poreux de clia<|ue ulome, tant que ee volume reste ~';iinl, varie en raison inverse de la pression, d'une manière ' '«"ureusenient proportionnelle.

l'endanl cette période du pliénimiène. Ki loi <le Mariolte. doni

3l/4 TIIÉOHIE NOUVELLE DE LA CHIMIE.

je parlerai bientôt, s'accomplit rigoureusement. KUe est complètement réalisée. La loi est strictement exacte.

Mais à mesure que la pression augmente, il se réalise, par la diminution croissante du volume poreux, une certaine dislance où cette pression commence (fig. 4) à se faire sentir sur les plasmas des atomes, favorisée par la force attractive croissante.

Quand la pression extérieure augmente, le plasma, comme je l'ai déjà explifjiié, doit dépenser son énergie propre qu'il a en magasin, à lutter contre l'énergie extérieure qui tend à le comprimer. Cette dépense se manifeste par un dégagement de chaleur. Les atomes se rapprochent, à la fois parce que la pression agit et parce que leur force attractive augmente par le rapprochement. Si Ténergic possédée par le plasma est sufTisanle pour résister, lu force répulsive qu'elle produit maintient les atomes à distance.

Dès ce moment, la proporlionnalité inverse, observée jusqu'ici entre la pression et le volume, n'existe plus; le volume diminuera moins que la pression n'augmente; la loi de Mariotle, comme je le redirai bientôt, est altérée.

Les deux atomes, en effet, éprouvent pour se rapprocher, une double résistance, celle de Téther et celle de leurs plasmas.

La pression augmentant toujours, le vide poreux existant entre les deux atomes va aller diminuant de plus en plus, tandis que les plasmas des atomes seront de plus en plus comprimés sur eux-mêmes comme des ressorts. A mesure que cette compression aura lieu, la chaleur de ralr)me aura de plus en plus la tendance a se dégager. Alors il y ama deux cas à considérer : ou celle chaleur pourra se dissiper sans que la température extérieure y fasse obstacle, ou, au contraire, la température extérieure sera assez élevée pour (pie l'atome ne puisse perdre sa chaleur.

S'il ne peut p(»rdre sa chaleur, il conservera l'énergie suffisante pour résister à la compression, et alors celle compression ne pourra pas dimimn^r suHisamment le volume poreux pour qu'il soit réduit à un certain minimum relatif.

Ceci explicpie que, avec l'aide de la température, un corps, quelle que soit la puissance de la pression, puisse toujours rester a réiat gazeux. 11 arrive, en effet, en ce cas, que, quelle que soil la pression, la température extérieure, en se connnuniquunt au

H TU£UHIE ^UL^EI.I.F. UK I. \ CIIIHIE. JI3

^puma d'une manière constante, lui fournit d'une manière Hnslaiite. aussi, l'énergie nécessaire pour remisier à la pression. pour contenir, par suite, les atomes voisins ii lu distiince voulue pour que l'état gazeux soit maintenu.

Si. au contraire, la température ne resli; pas suDisammenI i^levée, si elle est assez basse pour que, soua l'empire de la pression qui augmente, la chaleur puisse de plus en plus (piîlter l'atome, voici ce qui va se produire ;

Le plasma n'a plus assez d'énergie pour maintenir l'écartemenl (les atomes voisins. Ils sont rapprochés de plus en plus par la pression croissante. I) vient hicntôl un mumenl où les deux alomes entrent nettemctil dans une sphère d'attraction mutuelle où ils sont près l'un de l'aulre. mais sans se toucher encore, séparés par un volume poreux très restreint. Lne couche d'élher comprimé, en effet, les sépare, formant ressort pour les maintenir encore à une petite distance, comme le fer est maintenu par un aimant dont il est séparé par un corps de faible épais- !>ear. qui, pai' sa résistance, empêche le contact.

En ce point, l'iiydrogt'ne est à l'étiit de vapeur saturée, qui. par un surcroît de pression et à mesure que la pression augmente, "larque de plus en plus l'étal dense, lluide. diffus, auquel succède le commencement de liquéfaction qui aboutit, la pression l'untînuant à agir, a l'état liquide de tout le corps. KAinsi. tant que le volume poreux est au-dessus d'un certain ^pnimum relatif que j'appelle R^. le corps est à l'état gazeux. El>ès que ce minimum relatif du volume poreux K:t est atteint ttig. 5), le corps est à l'état voulu, au point de vue de la porosité. pour entrer dans l'état qui le prépare à passer à l'état liquide. C'est le point qui marque le commencement de la liquéfaction. Chaque atome de l'hydrogène, c'est-à-dire du corps considéré. y arrive à son tour.

On reconnaît parcelle analyse qu'il est un certain pointde la température où le plasma de chaque atome peut céder à la pression.

Au-dessus d'elle, il ne cède pas. La pression, quelque grande qu'elle soit, ne peut diminuer ie volume poreux au point de l'amener à son minimum. Le gaz reste toujours gaz. Au-dessous Kelle. la liquéfaction peut se produire. Ce point de température Hjlce que. en l'hjsique. on nomme la température critique.