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i,ooooÇ £,00009 i^oooia

' Enfin, le docteur Hope publia , en 18049 Edim* burgy Phil. Tram, y une suite d'expériences sur ce • sujet, qui écartèreut la complication résultant, «kns la question ^ H dikiaii w àcB aoBdea. li fit voir que de Teàu , étant exposée à une atmosphère qui la gèle, dans des vases cylindriques de yerre élevés , ses molécules plus froides se préeipitent au fond du vase josqu'à oe quA la tempé* rature de la masse soit descendue à §9<>,6 F^kresheit ( -f- 4%ï6 ceaJtîgrades) ; alors les particules ^us froides se "trouvant à sa surface, M. Hope iraria l'expérience , en entourant d'une zone de glaçe la partie anp^ieure ^ le milieu et le fond des cylindres ; et , dans chaque cas , des thermomètres très sensibles, placés à la surface et au fond de tVau , indiquaient que la température 3905 Fahrenheit ( -f- 40,16 centigrades) coïncidait avec le maximum de densité. Nous pouvons considérer le terme de h- 4*^,44 centigrages assigné par les chimiste^ français 9 et qu'ils ont adopté ^ en détermi-

BB CHIIVUE. IX I

nant lj|ur étalon des poids et mesnrc^, comme

suffisamment exact.

La force avec laquelle les corps solides et^ lu quidcs se dilatent ou se resserrent par la chaleur .et le froid est si prodigieuse , qu'ell/e renverse les plus forts obstacles. On remarqua , il y a quelques années, au Conservatoire des Arts et Métiers , à Paris j que les deux murs de coté d'une galerie s'étaient écartés l'un de Tautre par la poos» sée au-dehors que leur faisaient snpporter le toit et les planchers. On pratiqua , dans chacun de ces murs ^ plusieurs ouvertures opposées les ujiea a ux autres f-ei Ton y introduisit , à distances égales^ de fortes barres de fer traversant diun mur à Tautre. Les extrémités de ces barres de fer, extérieurement à chacun des murs , étaient garnies dç disques de fer épaisj qui y étaient fixés au moyen de vis et d'écrous. Ces barres suffirent pour maintenir les murs dans leur position actuelle. Mais il eût été au-dessus de tout effort de la force humaine de les rapprocher. Alors on imagina de chataffer, au moyen de lampes, toutes les barres d'un cAté, qui, en eonséquence, éprouvèrent de l'allongement. Les disques de fer à l'extérieur étant ainsi dégagés de leur contact fivec les murs, il devint possible de les placer plus loin sur les extrémités des barres. Les lampes étant retirées ^ les barres, en refroidissant, se contractèrent, et tirèrent sur le mur opposé. Les autres banes devinrent en conséquence moins serrées à leurs ex* trémités , ce qui permit de visser les disques plus en avant sur elles. Les barres qui avaient été chauffées d'abord, l'ayant été de nouveau, on procéda de la même manière. On parvint, par ces moyens ainsi successivement répétés ^ à rétablir les murs dans leur position verticale ; et il eût été facile de ramener leur courbatnrc en dedans, si l'on avait voulu leur donner cette disposition. La

galerie existe encore avec ses barres , pour altester la réussite de cé mo^^en ingénieux du ^Conserva* . teur 9 M. Molard.

a. Du changement «Tétat produit dans les corps par le calorique , changement ind^endant de êelui de * composition* >

Lies trois formes de la matière , celles soKile , liquide et gazeuse , semblent se rapporter immédiatement au pouvoir qu'a la chaleur , de mo- « dîfier 9 de balaàirer et de l'emporter sur la force d^attractioii de cohésion. On sait que tout aolide peutJiétre rendu liquide, et que beaucoup d'entre eux, ainsi que tous les liquides, sont sus» ceptiblea d'être -volatilises par une certaine âévàtion de température. Et , réciproquement , près» que tout liquide connu peut être amené à l'état de solide par l'abaissement de sa température. Il ne nous a pas encore été, jusqu'à présent, possible d'opérer la convçmon Ae l'air et d'autres fluides élastiques en liquides ou en-solides , cela tientprobablement à nos moyens limités sur la dépression thermométrique ; mais nous savons que , par un rapprochemènt mécanique des molécules de ces corps , il se produit un dégagement très considérable de cbaleur, ce qui doit nous convaincre que leur conversion en gaz est intimement liée à l'action de ce pouvoir répulsif.

L'éther sulfurique , toujours liquide dans notre climat , exposé à la rigueur du froid d'un hîverde Sibérie , deviendrait solide , et transporté dans la zone torride, il y formerait un gaz permanent. Nous sommes fatniliarisés avec les mêmes trans* missions eq ce qui concerne l'eau; seulement son terme de vaporisation étant beaucoup plus élevé, nous sommes portés d'abord à considérer la vapeur d'eau comme une condition de ce liquide qui n'est

DE GHIMIE. It3

pas dUn^ sa nature. Mais eu généralisant nos idées ^ sons apprenons qa'il n'est pas en réalité d'état de ' corps qui paisse être appelé plus naturel qu'un autre. La solidité , la liquidité, l'état de vapeurs et de gaz , ne sont que des cas accidentés, se rapportant à un terme ou niveaa partiçialter de température; si nous faisons passer la sapeur aismient condensée d'acide nitrique à travers un tube de verre chauffé au rouge, nous la convertirons ainsi en deux gaz qu'il ne nous sera plus possible dç condenser par, aucun > degré de froid qu'il soit en notre pouvoir de produire. Les molécules qui constituaient le liquide ne peuvent plus se réunir ensemble pour le reproduire , parce que leurs distances sont changées « et qu'il en résulte que racti<m des attractions réciproques , au moyen des- ^ quelles leur lyiion avait lieu, n'est plus aussi la même.

Si notre planète se trouvait située h une distance beaucoup plus éloignée du soleil, les liquides et les gaz se solidifieraient ; si elle était plus rapprochée de cette source de lumière , les corps qui nous paraissent être les plus solides , seraient réduits çn air délié invisible. On Toit done alors que le principe de chaleur, quel qu'il soit , ou malière^ou ' qualité, sépare les molécules des corps, lorsque son énergie augmente, et qu'il les laisse se rapprocher enjtre elles lorsque son action s'affaiblit. £n donnant de l'étendue à cette manière de v<lir, on en a généralement conclu que ce principe de chaleur était lui-même la force qui maintient les molécules des corps en équUibre contre l'effort de leur attraction réciproque , qui tend sans cesse à les amener à l'état d'union; mais, quoique cette conclusion soit extrêmement probable, nous devons nous rappeler qa'elle est hypothétique , et va au-i delà des /aits. Nous voyons que la force qui balance l'^traction dians les corps peut être aidée ou éprou*

I j4 manuel

ver de l'obstacle prfrie principe de ia chaleiir ; mais

il n*en résulte pas nécessairement la preuve que ces forces soient de même nature.

Lé moment d'équilibre qui sépare l'état solidé de rétat liquide y mérite d'être pris én constdélNhtion. Quelles que puissent être la cause et la loi des attractions que les molécules exercent entre elles, l'effet qui en résulte doit être modifié par leurs formes. Toutes les autres qualités étant égale» , une molécule qui peut être éyfindriqtie , par exemple , n'exercera pas la même force d'attraction qu'une sphère sur un point placé à égale distance de son centre de gravité ; ainsi , dans la loi de gravitation céleste, l'attraction* d'un ellipsoïde sur un* point ^ ' extérieur sera plus forte dans la direction du plus petit axe que dans celle du plus grand axe à Is^ même distance de*8a surface* Or^ quelle que soit la loi des attractions qui retiennent unies ensemble les molécules des corps, il ne doit pas exister de semblables différences. Ces molécules doivent être attirées plus fortement par certains côtés que par ë'autres; et par conséquent, il en résultera des différences dans la manière de leur arrangement , lorsqu'elles sont sont suffisamment rapy^rochées, pour que leurs attractions l'emportent sur le pou* voir répulsif. Ceci^expliqjK» cTune manière très

f>robable , la cristallisation régulière qùe forment a j)lupartdes corps solides , lorsqu'ils passent tranquillement , et sans trouble , à cet état de solidifia cation. Qn peut' aisément' concevoir comment la substance différente des "molécules, aussi bien que leurs formes diverses, peut produire dans les cristaux toutes les variétés que nous observons.

Le système du monde présente de magnifiques ^fists ae cette attraction qui dépend de la figure. Tels sont les phénomènes de mutation et la précession des équinoxes , produits par les attractions du soleil et de la lune sur le sphéroïde aplati

M caiMlfi. I 13

de la terre. Ces phénomènes sublimes n'auraieut pas existé si la teixe avait été^ne sphère ; iU se lient teU^ment à son aplatiasemegat et a sa rotalioD, qu'ils peuvent être mathémati<juement déduits et soumis au calcul.

Mais la recherche nous apprend que cette partie de l'atUraction qui dépend de la figure , déoroit plus rapideVnent que la force principale, celléKïi diminuant comme le carré, et l'autre comme le cube de )a distanceiet nous devions doncainsi nous attendre à ce qae les attractions qui tiennent les parties des corps 4 l'état d'union , présentassent aussi une différence analogue. Il s'ensuit que la force d'attracdbn peut être réduite avant que la force attractive principale soit surmontée* Lorsque les 'molécules sont amenées à cette distance , elles pourront prendre indifféremment tout^ positions autour de leur centre de gravité, et c'est ce qui constituera l'état liquide. Si Ton suppose actuellement que, la température s'abaissantv les molécules «se rapprodient lentement les unes des autres , et tendent à prendre de nouveau l'état solide , alors les forces dépendantes de leur figure viendront k agir en proportion que leur action augmente , les molécules sol- * licîtées par ces forces prendront des mauTemens autour de leurs centres de.gravité. Elles tourneront les unes vers le$ autres leurs faces de plus grande attraction, pour arriver finalement aux positions ue demande leur cristallisation. Or, selon la figure es mollécules , on conçoit que ces mouvcmens peuvent réagir sur leur centre de gravité, et donner lieu à leur rapprochement ou à leur éloignement entre elles, jusqu'à 'ce qu'enfin ils dontient à leur assemblage le volume qui convient à l'état solide; volume qui , dans de certains cas, peut être plus grand , et dans d'autres 5 plus petit , que celui qu'elles occupai^îlipomme liquides. Gss considérations mécamc|[î^expUquent ainsi de la manière

la plus probable et la plus satisfaisante, les dilatations et contractions d'une espèce. irréguUère 9 <|ae , certains liquides « tels que Teau et k Énercnce , éprouvent 'en approchant dé leur point de congé* latioi). Après avoir ainsi exposé ces vues générales, nouspouvonsnousborner à établir les faits^ autant que possible 9 sous la forme de table*

Table des tempitaJtures auxifuelles différem liquides prennent l'état concret, ou se congèlent,

I Degrés centigrades.

Éther sulfurîqûe. — 43^33 • .

Ammoniaque liquide. ... — 4^933 * *

Acide nitrique^ pesant, spéc. i,4^4 — 43,55

Acide sulfurique, pes. spéc. i,64i3 — 4^,77

iUercure. ....... v ' — 89,44

Acide nitrique, pesant, spec, 1,4^7 — 34,53

Acide sulfurique, pes. spéc. 1,8064 — 3^,5^

Acide nitrique, pesant, spéc. . j,388o — 37,83

Jfdem. idem^ • . . x,!i583 — 27,65

Idem. . idem. . . . I,3si90 — 19,66

Eau-de-vle — ai,66

Acide sulfurique, pes. spéc. 1,8376 — 17,2^ Acide prussique pur. é . . — dei5,55ài5

Sel commun . 2 5 -f*Eau75 — i5,55^ •

Idem 9.9.,2 -^Id. 77,8 — l3,77

Muriated'ammoniaq. ao4-A/. 80,» — i3,33

Sel commun. .... 10 '^Id. 90 — i2,5o

Idem * . 16,1 83,9— ^^f^7 -

Huile de térébenthine*. ....... — 10

Vins forts — r . 6,66.

Tartrate de potasse et de

soude $o4*/rf. 5o — 6,11

Sel commun. .... xo^Id. 90 . — 5^8»

Huile de bergamote. ..... ^ . . — 5

Sang ....•>.•...•. ^pjj^ 3,89

Sel commun « : <4*£att fiftp ^ 3,66

DigitizecTby GoogU

0S CHIMI£. 117

' Degrés centigradct.

, Nitre. .... * t^JSo A^Id. Sf,So — 3,3 J Sel coimiiim. . 49i6h»/i^. 9^1,84 a^So Couperose. . . ^1^6 -hld. 68,4 ~ 3,22

Vinaigre • ,1— a,2a

Sulfate de adnc. 53,3 «-h/tf. 4697 *^ a, 5

JLait ^. 1,11

Eatt — o

Huile d'olive. . a,a3

Soufre et phosphore, parties égales. 4)44 Acide sulfurisé, pes. spéc. I9741 y 5,56 Idem. idem. . . • 1,780 , • 7î78

Huile d'anis • 10

Acide acétique concentré 10

Suif, docteur Thomson 33,33 «

Phosphore. 4'^, 2 'a ^

Stéarine prov, de graisse de porc. . 42,78

Spermaceti é • • . . 1 # . 44)44 tf*

Suif, Jîicholson 53,78

Acide margariqne ^ 56,67

^ Potassium. /• 56,83 v

Cire jaune. 61,1 1

Idem» idem, •«••^.•«•••. 65,

Cire blanche. 68,33

Sodium • ' 90

Soufre, docteur Thomson. • • . . io3,33

Idcm^ docteur Hope. ....... iia,aa^

Étain aa7,77

Bismnth 346,66

Plomb 322,22

Zinc, suivant sîr H. Davy. . • . • 36o

Idem. idem, M. firognart. • • . 870

Antimoine. 431966?

La température des corps qui, au-dessus du suif, dans cette table , prennent Tétat conci et , s'appelle ordinairement leur point de congélation ; et celle . 9 dyt suif et des corps aa«dessous est Ipnt tempéra* ^

1 1 8 MANUEIt

ture ou terme de fusion. Actuellement , 'quoique ces températures soient. étai>liesen regard de qi\elques articles ^ enfracHonfi d'un degré th^rmonobé^r triqu«r, il faut observer que différentes circon* stances modifient le terme où les liquides prennent Tétat concret, à travers plusieurs degrés; mais que les points de liquéfaction ménies porps , Ion» qu'ils «Ont une fois devenus solides , sont uniformes et fixes aux températures précédentes.

Nos remarques préliminaires sur les forces qui agissa n t dans la transition de l 'état de liquidité à celui de solidité, expliquent jusqu'à un certain pointées variations; et nous allpns actuellement rendre ces explications plus claires par quelques exemples instructifs. ^ .

Si^y après avoir re^mpU.un tnatras à étroite ouverture, dVau récemment distillée, on Texpose par degrés à une température considérablement audessus de zéro9.oji obsçrv^ra ^ ^u moyen d'un thermomètre ^tî'on y apra Uissé, que la température de Teau liquide se, sera abaissée d^ 5 i 5 degrés centigrades au-dessous de son point ordinaire de congélation. En recouvranl^. d'huile la surface de l'eau , M. Gay-ljqssaQ est jp^arvfsnu.à faire refroidir ce liquide à 11^,94 centigrades a|u-dessous de la température à laquelle il se gèle ordinairement. Son volume se dilatait en même temps tout autant

aue si elle eut ét;é cjiaujffée de ce mépae nombre de egrés au -dessus .de zéro. Suivant sir Charles Blagden , à qui appartient la première de ces deux observations , sa dilatation peut s'élever au septième de l'agrandiss.emeiH total qu'elle éprouve en se solidifiait. I^e i^epos absolu ,des molécules liquides n'est pas* nécessaire pour que le phénomène ci-dessus ait lieu ; car sir Charles Blagden remua l'eau descendue à ii%66 centigrades , sans que cet(e jigitatipn.la fU geler : mais la moindre vibcaticm de Jeur masse, ou l'application , par l'at-

^ 4 r I>K GJKIMIE.''^ 119.

niosphère, ou av-ec la main, d'aiguilles glacées, déterminent instantanément une congélation.

. Npt|8 poQTons remarquer ici que (i) dilatation de l'ean augmentant à mesure qu'elle refroidit , mais à un degré d'extension moindre que lorsqu'elle devient concrète , c'est une preuve gue ces molécules conslitiiantes obéissent # Ja loi du refoidîssèment progressif, tournent de plus en plus leurs

1)ôles vers le maximum d'attraction qui constitue eur état solide. Mais cette position peut être iu* stan tancent déteriaiiiée par un solide aqueu^ic tont formé , dont les molécules , se présentant à celles du liquide par leurs côtés de la plus grande attraction ,4es forcent à tourner dans des positions semblables. Alors les molécules du liquide les pre^ mières retournées agiiont sur celles q^i les avoisinent; et ainsi, de point en point, lemonVenient. se propagera à travers toute la masse , jusqu'à ce qu'elle soit congelée. Les mouv^ens vibratoires * agissent en portant les molécules dans des poisilions finrorables à leur attraction mutuelle»

Les mêmes phénomènes se présentent avec les dissolutions salines» Si Ton refroidit à — 27° ceutigrades, sous une pellicule d'buile, une dissolution satiH*ée de sel de giauber ( sulfate de soude ) , elle restera liquide, et pourra être agitée avec la main , sans éprouver aucun changement ; mais, si ' l'on place une iiole contenant de cette liqueur sa» line exposée sur une table qui branle, la cristaUi«> ^ sation s'y formera à l'instant. Dans un roémoîresur la cristallisation saline, quele Ure publia dans le Journal of Science^ neuvième numéito, il dQUAa Texplication qui suit du phénomène ci » dessus» « L*effet que produit le trouble mécaniquement opéré, de déterminer la cristallisation , s'explique

{)ar la disposition symjétrique que prennent, par 'électricité et le magnétisme, des molécules de pou j^ièré fer. Si , après atoir répandis de tes

IdO MAHUBIi #

molécules sur une surface plane , on présente , à ' une certaine dii^tance, des forces magnétiques et électriques, il ne se produira aucun effet. En im« primant alors à la surface plane un mouvement d'ébranlement, alors les molécules, dès Tinstant ou elles sont rendues libres du frottement de la surface, s'arrangellt d'elles -mêmes, suivant les lois de leurs attractions respectives, magnétiques ou électiques. L'eau de dissolution , en faisant obstacle à la solidification 9 écarte non seulement les molécules à des distancea au-delà de la sphère de leur attraetion réciproque , mais probablement aussi elle renverse leurs pôles attirans. » Peut-être Fexpression détourner serait-elle plus a|>propriée à la liquéfaction ^ pour dénoter une obliquité de direction dans les pâles attirans ; et le mot renverser

I courrait être appliqué à la forme gazeuse, lorsque 'état répulsif succède aux pouvoirs faiblement attractifs des molécules liquides.

Le tableau ci-deTant présente quelques particularités intéressantes relativement aux acides. Le D*^ Urea exprimé leurs forces par la pesanteur spécifique^ d'aprèsses tables des acides, au lieu de l'établir^ comme rayait fait M* Carendish', d'après la quantité de marbre que looo parties de ces acides pouvaient dissoudre. On voit que lé sel commun agit le plus efficacement comme obstacle à la congéla* tion>de Teau , et après lui , c'est le muriate d'am* . mOniaque. M. Crighton de Glascow , dont Vexactitudc d'observation est bien connue, a remarqué ue, lorsqu'une masse de bismuth fondu se refroiit à l!air9 sa température s'abaisse- régulièrement à 24a degrés' centigrades 9 et, de ce terme, elle s^éfève instantanément à ^47, point auquel elle reste stationnaire jusqu'à consolidation totale. La température de l'étain fondu s'abaisse de la même manière, et s'élève alors de degrés; tandis que €eHe du plomb fondu devient, par le refroidisse-

ment , stalioiiîiaire 9 lorM^'elle* est Hescendtie h

3-22 degrés centigrades. Noos allons parler actuellement de la cause probable de ces phénomènes remarquables*

L*eau, toutes les dissolutions susceptibles de cristalliser, et , après fusion , les- trois métaux , la l'ente de fer, le bismuth et l'antimoine, se dilatent considérablement en volume au moment de leur solidification. Les plus grands obstacles ne peuvent résister à Faction de cette force expansive. Ainsi , des bouteilles de verre, des troncs d'arbres, des tuyaux de fer et de plomb, des rochers même 9 éclatent et sont brisés par la dilatation de l'eau qui existe dans leurs cavités , lorsqu'elle est convertie en glace. Par la même cause aussi nos pavés sont soulevés dans l'hiver. Cette cause a pour effet avantageux de diviser ou j^e rendre moins serrée, par les gelées d'hiver, la texture compacte des sols ar* gileux, au moyen de quoi les. fibres délicates des plantes peuvent aisément les pénétrer. Le major Williams , de Québec , fit éclater des bombes qui avaient été remplies d'eau et tamponnées, en les exposant à un froid capable de faire geler cette eau.

Il se présente , dans les expériences précédentes sur la congélation subite d'un corps maintenu liquide au-dessous de la température qui est le point wdinaire de sa congélation , une circonstance importante qu'il convient de faire observer. La température de la masse, au moment où la cristallisation commence , s'élève au terme marqué dans la table qui précède , quel que soit le nombre de dé* grés dont elle a pu auparavant s'abaisser au-dessbjuS de ce terme. Supposons un globe rempli d'eau, suspendu dans une atmosphère à — 6,ti degrés . centigrades , le liquide se refroidira , et sa teropé-' rature restera stationnai re à ce point, jusqu'à ce qu'un mouvement du vaisseau ou le contact d'un

très petit morceau de glace détermine sa soUdifica**'

1 23 MAiniEXi

tion; et à -cet ii)stant^sa teiT}p«mture devient db . I centigrades plu^ élevée que celle du milieu environnant. Nous devons à la sagacité du docteur Black r^xplioaiion de ce fait , et son exiensioa à un grand nombre de phénomènes chimiques nna« loques. L'esprit de €e doctear véritablement physicien fut particulièrement frappé de la lenteur avec laquelle une niasse de glace se liquéfie, lors-

Su'elle est placée dans une atmosphère naturelle, i Ton tient librement suspendu ua bloc de glace è — 50,56 centigrades dans une ffiambce chauffée à H- io<> centigrades, la température de ce morceau de glace mettra 5 minutes à s'élever à celle de 0% et il lui faudra quatorze fd» autant de iemps 9 ou 70 minutes , pour se fondre en eau dont la température ne sera qu'à 0°. Le docteur Black suspendit dans un appartement, à côté Tun de l'autre, deux globes de verre de même dimension , dont Tun était^rempli de glace a 0% et l'autre d'eau à -4^ o<>966 centigrades. Dans une demi4ieure, la température de l'eau était élevée à 4^944 centigrades; mais elle ixiit deux heures et demie à iiquéiiei: la glace ^ et à cI){uiffe;rreaiL résultante à 4^44 centigrades. Obt voit donc, par IWe et Tautre de ces expériences ^ que pendant la fonte de la glace il y a dépense de 77%6,o centigrades de calorique énergique, qui ne

I>rodttit aucun effet sur le thermomètre } car, dane a première expérience, < centigrades de chai-» leur entrèrent dans la glace eu 5 minutes, et cepen- ^ dant sa liquéfaction exigea i4 fois cette durée de temps. Dans la seconde, expérieuce, 3^,88 de cha* leur sont entrés dans les glc^seu unedenii4ieure; mais la glace a exigé ai demi-heures pour se liquéfier, et pour échauffer son eau à 4S44 centigrades. ' ^Si du produit 3o,88 par ai=8i,4^ retranche les 3sSiB que Teau avait, au-dessus de o%56,'onaura 77<^,6o centigrades comme ci-dessus. Mais Texpé^ / ri^ace la plus, simple et la plus décisive consista à

mêler ensemMe rni kilogramme de glace en petits

morceaux avec un kilogramme d*eaa à 77*^,60 centigrades : la liquéfaction de la glace s'opère instanta* nément , mais la température dn mélange ne sera qii*à o^. Il éemble donc qne 770,60 centigrades de chaleur ont disparu. Si le mélange avait été formé d'un kilogramme d'eau à o*» et d'un kilogramme d'eau à 77^,69 centigrades ^ la température résultante eAt été 38<>98o ; ce qui aurait prouvé que les 38«,8o, abandonnés par la partie plus chaude du mélange, avaient été manifestement transmis à la portion la plus froide. Le résultat inverse des expériences précédentes peut se démontrer aussi |*car 9 en suspendant un flacon d'eau à -4- 1^,67 centi^ gradrs, par exemple, dans une atmosphère «i — 60,66 centigrades , si l'eau se refroidit à o'' en 3 minutes^ elle en exigera 77^60 pour se convertir en glace à o». Et en effet , le taux d^émanation de la chaleur s'ele*» vant à par minute, il lui faudra ce temps pour laisser échapper 77^60 de chaleur. Cependant cette dernière expérience , à raison de la faculté conduc* trice inférieure de la glace, et de l'incertitude qu'elle soit totalement à cet état , n'est pas suscep» tible de la même précision que celle qui la précède immédiatement. Le la» de 770^0 est de 6,4^} d'où l'on peut itiféorer que , loi:iMpi'tme certaine quantité d'ealt refroidie à — 6^,4^ centigrades , ou ao^ dessous de zéro , est amenée soudainement à se congeler, un douzième du poids de cette glace de^ Tiendra solide*

On peut concevoir actuellemerft comment il se fait que le dégel qui survient après une forte gelée, fond si lentement les amas de neige et les couches de glace , phénomènes observés de tous temos dans ces latitudes , mais dont il était réservé au aocteur^ Black de nous donner l'explication. Si, en effet, , l'eau, en passant de son état solide à son état liquide, n'éprouvait pas ce grand changemenjt relativement

à la chaleur^ èhaqne dégel oeca^ioBii^mr une incmdation soudaine, et il suffirait de la gelée d'une

• seule nuit pour solidifier nos tivières et nos hics.

De même aussi, aucun animai ni végétal n'aurait «t pu conserver son existence sons de telles transi* lions subites et vicrfentes. M. Cavendish , qui dé* couvrit le fait ci-dessus avant d'avoir eu connaissance que le docteur Black l'eût annoncé dans ses leçons, établit à 65%56 centigrades la quantité de chaleor qne la glace parait absorber en se fondant. Lavoîsier et M. Delaplace détertninent cette quantité à 57*^,22 centigrades, nombre probablement exacjt y d'après les soins qu'ils ont pris de construire siir cette base leur calorimètre. La fixité des points de fusion des corps exposés à une forte chaleur, . ne peut plus nous surprendre, puisque jusqu'à ce que toute la .masse soit fondue, la chaleur qui s'y introduit à chaqué instant est en totalité employée A constituer Tétat de liquidité, sans produire aucun ' changement de température. Il nous est possible ^ussi de concevoir comment la température d'un métal liquide, d'une dissolution saline , ou de l'eau^ . devait, dans le cours de leur refroidissement, s'abaisser au-dessous du terme de la congélation de ces corps, et y remonter subitement. Celles des aubstançes dans lesquelles la force attractive qui retourne les pèles dans l'arrangement soUde^,- agit le plus lentement ou le plus faiblement, permettront le plus facilement cette dépression de température avant que la liquidité commence à cesser. ^ ' Ainsi le bismuth, métal cassant, se refroidit de 4^)44 centigrades au-dessous de son point de fusion our que sa soh'dilication ait lieu. L'étain se refroiit de 30,22 centigrades; mais le plomb passe si '

{)romptement à l'arrangement solide, que son reroidîssement s*alrréte tout a coup à sa*tedaiperature de fusion. Pour expliquer ces faits, nous pouvons remarquer que les molécules de bismuth et d'etniu

l»efdeiilt en gimde partie leur atlractionde cohé^ sion long-temps avant qu'ils soient chauffés au point de fusion, tandis que le plomb conserve relativement cette attraction de cohésion jusqu'à ce qu'il commence i fondre. L'étain peut être aisé<» meut pulvérisé à une élévation modérée de tempé* rature, et le bismuth à froid. Au moment, cependant, où ces deux métaux, lorsqu'ils sont fondus, commencent à se congeler, ils s'élèvent à la tempé* rainre de fusion qui leur est propre , parce que le calerîqué de liquidité se dégage alors.

Les docteurs Irwine, père et fils, auxquels la science est redevable de recherches importantes sur la chaleur, essayèrent de déterminer la proportion de calorique qui se dégage, lors du passage de plusieurs autres corps, de l'état liquide à celui solide, et ils obtinrent les résultats suivans :

* Calorique

de

liquidiiéâ.

Soufre 62,04

Spermaceti. • • 62,78 Plomb ...... 72,2a

Cire d'abeilles . • 79^44 Zinc 259,»

£tain • . a6o,»

Bismuth ^87,77

Ce calorique rapporté à la chaleur spécifique de Veau.

ccntîgradei.

Les quantités , dans la seconde colonne , représentent les degrés dont la température de chacun des corps, dans son état solide, se serait élevée par la chaleur dégagée pendant sa solidification. Il convient de faire exception pour la cire et le spermaceti,

aui sont supposés être a l'état liquide lorsqu'ils in- iquent rélevatioii de température ci -dessus. Le docteur Black imagina que le nouveau rapport avec

la chaleur que les solides acquièrent par leur liqué*

I 'i6 MANUEL

faction, déritftif dé rabmij^limet^leJaeâailiiiiaiim

intime d'une portion de calorique, qui , employant ainsi toute son énergie répulsive à vaincre la résistance de la force de cohésion , cessait d'avoir aucnné tension tbermométriqite , on de ponvok* être reconnue par nos sens. Il appelle lenr chaleur tente ^ cette quantité *;upposée de calorique; terme très convenable , et bien approprié , lors<|ue nous le conBtdérons simplement comme exprimant le rapport qui existe entre le calorique agent et le mémé corps dans ses états de solide et de liquide. C'est à la pi*ésence d'une certaine portion de chaleur latente ou combinée dans les solides ^ ^e le doMimt Black attribue leur mollesse ^ leur reideur, leur malléabilité. C'est ainsi que la condensation d'un métal par le marteau, ou sous le coin, ne manque jamais de le rendre cassant, tandis qu'en même temps il y a dégagement de chaleur* M. BelrthoUet soumit des pièces égales de cuivre et d*ar- • gent à l'action et aux coups répétés d'un balancier; Pélévation de leur température , qui fut considérable par le premier coup du balancier, diminua à chaque coup ^suivant, et devint insensible lorsque la condensation du volume eut cessé. Ce fut le cuivre qui éprouva le plus grand degré de condensation et dégagea le plus de chaleur. On a cité y pour expliquer la matérialité de la dialenr qui se déduit de ces expériences, l'exemple, par ana* logie, d'une éponge qui abandonne son eau lorsqu'elle est comprimée. Mais le phénomène peut' être tapporté aux actions internes entre les dernières molécules qui doivent. accompagner la dis*- • location violente de leurs pôles attirans. La force* de cohésion du métal est grandement diminuée*

L'augmentation de capacité pour la chaleur que le* soIid<çs acquièrent en se Uqeféffaiiit, peut nonsmettre en état de comprendre et de faire l'application du procédé de refroidissement artificiel, au

moyen de ce qu'on a appelé mélanges frigorifiques. Lorsque deux solides, tels que de la glace etdu sel, donnent, par leur affinité réciproque ^ naissance à un liquide, il est besoin d'nne grande quantité de dialenr A prendre snr les corps enirironnans , ou ces corps sont puissamment dépouillés de leur chaleur, et par conséquent leur température s'abaisse. En faisant un mélange à o^ de neige pulvérisée et de sel commun , il se produira sur le thermomètre plongé dans ce mélange un abaissement d'environ 'xi^^ii centigrades. Plus la liquéfaction a rapidement lieu, plus le froid prodaitest grand. C'est cequi a donné l'idée de rexpérience paradoxale qui consiste à mettre sur le feu dans une casserole le mélange frigorifique ci- dessus avec un petit vaisseau plein d'eau qu'on y place. Dans peu de secondes l'eau se trouvera être entièrement gelée. La £ssolution de tous les sels cristallisés est accompagnée d'un abais* sèment de température , qui , en général , est d'autant plus grand que le sel est plus soluble. Un mélange à parties égales de sel ammoniac et de nitre, Pun et 1 antre sel en poudre « est celui qui cohvieiit le mieux pour procurer un refroidissement modéré , parce que l'eau de dissolution étant ensuite enlevée par l'évaporati<m ^ les sels pulvérisés qui restent* scmt tout aussi efficaces qu'ils l'étaient d'abord.

Mais la diminution de température par la liqué- ^ faction ne se borne pas aux corps salins. Lorsqu'on mêle ensemble un amalgame solide de bismuth et un amalgame solide de ptomb , ces amalgames deviennent liquides et le thermomètre baisse pendant que leur action a lieu.

L'équilibre entre les forces attractives et répulsives , qui constitue Pétât liquide des corps , est totalement rompu par une élévation d^linie de température, lorsque les forces extérieures comprimantes ne varient pas. Le passage de l'état

'accom^gné de certains mouyemens d'explosion, appelés ébullitîon. Les températures particulières auxquelles les différens liquides éprouvent ce changement sont donc établies comme leurs points oa termes d'ébuUition , et le fluide élastique qui en résuite a reçu le nom de "vapeur^ pour le distinguer du gaz , substance dont Tétat d'élasticité est permanent, et qui n'est pas condensable comme les vapeurs par des degrés modérés de refroidissement. Il est évident que quand les forces attractives, quelque faiblement qu'elles agissent dans un lî-

énergîques, les distances entre les molécul)e$ doivent être coiisidérablement augmentées. Cesl ainsi qu'un décimètre cube d'eau à -f-4**>44 centi-

f grades, devient un décimètre cube et sur la imite de xoo<>, et à loo*^ il est converti en 1600 dé* cimètres cubes de vapeur d'eau. L'existence de cetle vapeur indique que sa force élastique fait équilibre à la pression de l'atmosphère. Si cette pression est augmentée au-delà de ce qu'elle est ordinairement par des moyens naturels ou artificiels , alors la force élastique de la vapeur d'eau étant en partie surmontée, il en repasse une portion à Tétat liquide. £t réciproquement , si la pression dé l'air est moindre que dans l'état moyen ordinaire de l'atmosphère , les liquides prendront le forme de fluides élastiques par une répulsion calorifique d'intensité moindre^^ ou à une tension thei:mométrique plus faible. Le professeur Robison a entrepris une suite d'expériences ingénieuses ^ dont les résultats semblent prouver que la pression atmosphérique étant tout-à-fait supprimée , c'està-dire dans le ^iîde , les liquides deviennent fluides élastiques à 680,88 centigrades au-dessous.de leur terme ordinaire d'ébuUition ; d'où il suit, que ^AwM le "Vide, l'eau entrera en ébullition , et passera

:uid^, sont vaincues pair des

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ift distillaiîon à loo^ — 68,68 == 3i<;,ia centi* grades. Ce principe fut mis il y a long-temps en pratique par le célèbre Walt , dans ses recherches sur la machine à vapeur, et îl a cté récemment appliqué d'une manière trè^ ingénieuse par M. Triton 9 dans son alambi% pour lequel il a obtenu un privilège (PhiL Jâftg-y vol. Si ), et par M. Barry ^Med. Chir. trans,^ vol. 10).

C'est en partant de ce même principe ^ que le terme de l'ébullition Tarie avec la pression atmosphérique, que le Rev. M. WoUaston a construit son baromètre thermométrique pour la mesure des hauteurs. Il trouva qu'une différence de o,56 de degré centigrade dans le. terme de l'ébullition de l'eau , est occasionnée par une différence de 0,04^5 de raillimèrres sur le naromètre. Cette différence correspond k environ iSg mètres d'élévation. En se dirigeant d'après la manière judicieuse qu'il a indi«

auée^ l'élévation d'un lieu peut être rigoureusement éterminée, et avec une grande commodité. Tout l'appareil , pesant environ 600 grammes, serenferme dans une boite cylindrique ou étui d'ctain de 5o millimètres de diamètre et 2 S centimètres de long.

Lorsqu'on place sur la flamme un vaisseau qui contient de l'ean, on entend aussitôt un l)rnit de sifflement ou frémissement. On attribue ce bruit AUX vibrations occasionnées par l'évaporation successive et la condensation des molécules en contact immédiat avec le bord du vaisseau. Le bruit devient phis fort à mesure que le liquide est plus chauffé, et il se termine en ébuUition. La tempé* rature devient alors soudainement stationnaire, lorsque le vaisseau est ouvert , quelque- rapidement qu'elle s'élève, et quelle que soit la force du feu appliqué au vaisseau. Le docteur Black ayant mis un vase d'étain rempli d'eau à 10 centigrades 9 * sur une plaqué de fer chauffée au rouge , dans quatre minutes cette eau commença à bouillir, el

du bout de vin^t minutes^ elle était évaporée en totalité par l'ébullition. De io<» centigradés-à loo^ l'élévation de t^^mpérature est de 90*? ; et en divisant cet iiitf fvalie pur 4» on a 23^,5^ représentant la quantité dr chaleur qui entie daziK le vase par ihioute. D'où il MHt, que ^ minutes , ou 5 fois 4 multipliés par m,5os4'5o, nombre indiquant qn*iî , eçt entié 45<^" ct nîigiades de chaleur dans Teau bouillante pour la conveitir en vapeur. Mais la tempéi^ature de cette vapeui* n*est encore que celle de loo»; d'où il suit^ suivant le docteur Black ^ que 45oo ont été employés seulement à donner la tension élastique, ou, selon Irwine, à fournir cette quantité de chaleur à la capacité prodigieusement croissante de Tétat aériforme, et par conséquent cette quantité peut être appelée chaleur latente , comme n'étant pas sensible au thermomètre. Les plus exactes expériences de M. Watt font voir queVjuelle que soit la durée de tem'ps assignée à l'échaufTement d'une masse d*ean de 10 à loo<* cen* tîgrades, il faut 6 fois plus de temps d'une chaleur uniforme pour la vaporisation totale de cette eau. Mais 6X 9^ =^4^ = 1^ chaleur latente de la vapeur d'eau ; résultat qui s'accorde avec ceu : de mes ex-

{ïéliences faites d'une autre manière, ainsi que je e ferai voir tout à l'heure. Tout manipulateur attentif a du observer que l'eau parait arriver plus ^fâcilement au terme de son ébullition diems un vase de ve rre , que lorsqu'elle est exposée au même degré de chaleur dans'des vases métalliques. M. Gay- Lussac a étudié ce sujet avec la sagacité qui le caractérise. Il a découvert que Peau bout dans un vase de verre à une températuré de 101^^%^ oenti«grades, tandis que celle de l'eau bouillante dans un vase d'étain contigu n'est que de 100°. Du verre en poudre mis dans le vase de verre fait dc'scendi*e, le thermomètre qu'on y plonge à ioo<>33 centi^ grades^ et la limaille de fer à 100°. Lorsqu'on re-

tire p<iuir quelques secondes la flamme de dessous un vase de verre d*eau bouillante, l'ébullitiou recommencera eu y projetant quelques pincées de limaille de ter.

Les professeurs Bfuuche et Gmelin d'Heidelberjj^ ont étendu ees recherches , et ont annoncé avoir obtenu, relativement aux points d'ébnllition , les résultats wiiigfssaus présentés dans la table qui suit : ■J^M^.-