Etain. entre eux. Plomb. autres

Ayant répété l’expérience, je trouvai que l’argent était de beaucoup le meilleur conducteur ; ensuite venaient le laiton, le fer et Pétain, qui étaient égaux en faculté conductrice, puis la fonte, et après le zinc, et le dernier de tous, le plomb.

Les pierres denses suivent les métaux dans leur

pouvoir de conduire la chaleur, d’abord les briques et la poterie; et, à un long intervalle, le verre. On peut tenir long-temps entre les doigts une verge de ce corps particulier à la distance de 25 millimètres du point où elle a été mise à l’état d’ignition , et fondue au chalumeau. C’est à raison de ce pouvoir conducteur inférieur de la pierre, de la poterie, du verre et de la fonte, que l’application subite de la chaleur à ces corps les fait si facilement éclater. La partie qui éprouve l’action du calorique se dilate; tandis que les parties adjacentes, conservant leur première forme et leur volume , ne se prêtent pas au changement, ce qui doit nécessairement produire une rupture. Les bois et les-os sont meilleurs conducteurs que le verre; mais les progrès de la chaleur dans ces corps, à des températures élevées, peuvent être favorisés par la vaporisation de leurs sucs. Le charbon et la sciure de bois occupent un rang très inférieur dans l’ordre de la faculté conductrice de chaleur ; il en résulte que le premier de ces corps, le charbon, convient parfaitement pour arrêter la dispersion de chaleur dans les fourneaux de métal. Si les côtés de ces fourneaux sont formés de plaques doubles du métal séparées par un intervalle e 25 millimètres , et que cet intervalle soit rempli de charbon pulvérisé, il pourra y exister intérieurement une chaleur intense, Re que lextérieur sera à peine affecté. Guyton-Morveau a établi le rapport du pouvoir conducteur du charbon à celui du sable fin, comme étant de 2 à 3, différence … beaucoup trop petite. Les substances organiques spongieuses, telles que la soie, la laine, le coton, etc., sont encore plus mauvais conducteurs … de la chaleur qu'aucune des substances ci-dessus ; et plus les fibres de ces corps sont fines » et plus Meur pouvoir conducteur est faible. C'est sur ce principe qu’est fondée la théorie de l’habillement.

CLS

66 MANUEL La chaleur produite par les facultés animales s’accumule autour du corps, en raison de ce que le vêtement se compose de conducteurs imparfaits. On reconnaît la loi exacte de la propagation de la chaleur dans les corps solides, au moyen d’une barre de fer prismatique, longue d’un mètre, percée sur l’un de ses côtés de trois trous à 2b, 5o et 75 centimètres de distance de son extrémité; chacun de ces trous pouvant recevoir du mercure et la petite boule d’un thermomètre sensible. Après avoir alors percé dans son milieu une feuille de fer-blanc d’un trou qui s'adapte exactement à la barre de fer, on y fixe cette feuille, faisant fonction d'écran, à l’effet de garantir la barre et les thermomètres du rayonnement du foyer de chaleur. On plonge obliquement l'extrémité de la barre de fer dans de l’huile ou du mercure, à un degré connu de chaleur, et l’on place les thermomètres dans leurs trous , la boule entourée d’un peu de mercure. Ou bien, on peut maintenir la barre dans une position horizontale, après l'avoir recourbée à angles droits à 25 ou 50 centimètres dé son extrémité. Soient actuellement les trois thermomètres logés dans les trous désignés par les lettres À, B, GC. S'il ne se faisait pas de déperdition de la chaleur, chaque thermomètre monterait continuellement jusqu’à ce qu’il eût atteint la tempéyature de la source de chaleur; mais, dans toutes les expériences, le rayonnement et les courans d'air modifient ce résultat, ces causes donnant lieu à ce que les thermomètres montent moins vite, et s’opposant à ce qu’ils atteignent jamais la température de l'extrémité de la barre. Et en effet, Vétat de ces thermomètres devient stationnaire, toutes les fois que l’excès de température, qui leur est communiqué à chaque instant par la section récédente de la barre, ne fait que compenser ce qu’ils perdent par le contact de la section suivante

de la barre, et les autres causes de déperdition de la chaleur. Les trois thermomètres indiquent alors trois termes de température, mais qui vont en diminuant progressivement en raison de leur plus grand éloignement de la source de la chaleur. En formant une équation d’après les résultats de l’expérience, M. Laplace a fait voir que les difficultés que présente le calcul ne peuvent être levées

u’en admettant qu’un point déterminé est in- RUE , non seulement par ceux qui le touchent, mais encore par les points qui l’avoisinent à une

etite distance en avant et en arrière de ce point. Âlors les lois de l’homogénéité se trouvent réta- blies , et toutes les règles du calcul différentiel sont observées.

Or, pour que l'influence calorifique se fasse ainsi sentir à distance dans l’intérieur de la barre , il faut qu’il s’y opère, à travers la substance même des élémens solides, un véritable rayonnement analogue à celui observé dans l'air, mais dont linfluence sensible est bornée à des distances incomparablement plus petites. Ce résultat n’a rien d'improbable. En effet, Newton nous a appris que tous les corps, même les plus opaques, deviennent transparens lorsqu'ils sont suffisamment amincis ; et les recherches les plus exactes sur le calorique rayonnant prouve qu’il n’émane pas seulement de la surface extérieure des corps, mais aussi des molécules matérielles situées sous cette surface, devenant sans doute insensible à une très légère profondeur, qui varie probablement dans le même corps avec sa température.

MM. Biot, Fourier et Poisson, trois des mathématiciens et des physiciens les plus éminens du

: siècle, se sont distingués dans cette recherche difficile. La formule qui suit est celle de M. Biot, lorsque l’une des extrémités de la barre est maintenue à une température constante, l’autre en étant

assez éloignée pour rendre sensible l’influence de la source. Soit y, représentant en degrés du thermomètre la température de l’air dont la barre est environnée ; soit la température du foyer y+Y; My 8 zx. à x est la distance de l’extrémité chaude de la barre; a et b sont deux coefficiens supposés constans pour toute la longueur de la barre, ce qui sert à accommoder Ja formule à tout cas possible, et doit être assigné, dans chaque cas, conformément à deux observations. M est le module des tables ordinaires de logarithmes, ou le nombre 2,302585. M. Biot présente plusieurs tables d’observations , dans lesquelles il fut en même temps appliqué à des points successifs de la barre, quelquefois 8, et quelquefois 14 thermomètres; et alors il calcule, d’après la formule ci-dessus, quelle devait être la température de ces points successifs, celle de la source de chaleur étant donnée; et vice versä, quelle devait être la température de la source, d’après les indications des thermomètres. On trouve qu'il existe une concordance complète entre la théorie et le fait; et, par conséquent, on peut indiquer cette formule de M. Biot, comme représentant le véritable état de la barre. Quant à l’application de cette théorie, pour déterminer, par exemple, la température d’un fourneau, en y tenant introduite la barre de fer thermoscope , nous avons à regretter son insuffisance. M. Biot lui-même, après avoir fait voir sa coïncidence exacte à toutes températures , Ut celle de la fusion du plomb, déclare qu’il pense qu’elle ne peut s’appliquer à de hautes chaleurs. Mais il me semble qu’il n’est pas difficile de rendre par expérience la barre de fer ihermoscope, uninstrument très utile pour donner des indications pyrométriques importantes. L’extrémité de cette barre à exposer à la chaleur, re-

alors l’intégral devient log. 7 —log. Y —

couverte d'argile à feu, ou -doublée avec du platine , serait tenue, sur une longueur de quelques centimètres, dans la flamme, et des gouttes d'huile étant introduites dans les trois cavités successives de la barre, on mesurerait les températures de cette huile, lorsqu'elles seraient devenues stationnaires, et l’on prendrait note du temps qu’aurait exigé la production de cet effet. Un pyroscope de cette espèce ne pourrait manquer d’être, entre les mains du chimiste praticien, aussi bien que dans les manufactures de verre, de poterie, d’acier, etc., un moyen d’information utile.

. 2. De la chaleur spécifique. — Si l’on prend des poids où des volumes égaux d’une suite de suhstances, par exemple, un kilogramme ou une pinte d’eau, d'huile, d’alcool, de mercure, et qu'après avoir chauffé séparément chacune de ces substances dans un vaisseau mince, à la même température, c’est-à-dire que, par exemple, de 15°5 centigrades, température de l’air atmosphérique , on les élève à celle de 25 ou 40 degrés, alors ces quatre corps, en se refroidissant jusqu’à ce qu’ils soient revenus à leur premier état, communiqueront aux milieux qui les environnent différentes quantités de chaleur; et réciproquement, la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température de masses égales de corps divers à un nombre égal de degrés thermométriques est diffé- … rente, mais spécifique pour chaque corps. Dans unautre point de vue, on peut considérer les chaleurs spécifiques des corps comme se rapportant à à leur changement de forme, lorsque de l'état gazeux ils passent à l’état liquide, et de celui-ci à l’état solide. Ainsi, la vapeur d’eau à 100 degrés m’éprouve, en devenant un liquide, aucun changement de cette température thermomeétrique de 100°, et cependant elle communique x PIRE changement d'état, une grande quantité de chaleur

EPP

aux corps environnans ; et de même, l’eau liquide à oc, en devant le solide appelé glace, n’éprouve pas de changement dans sa température, telle qu’elle est indiquée par le thermomètre, et cependant elle abandonne beaucoup de chaleur à la matière environnante. On peut donc étudier les chaleurs spécifiques sous la double considération, 1°. des chaleurs spécifiques des corps lorsqu'ils conservent leur même état; 20. des chaleurs spécifiques dérivant nécessairement du changement d'état, ou qui sont développées par ce changement. Les chaleurs spécifiques des corps, dans le premier cas, s'appellent ordinairement les capacités des corps pour le calorique; et dans le second cas , la chaleur latente des corps.

1. Chaleurs spécifiques des corps, pendant qu'ils n'éprouvent pas de changement d'état.

On a eu recours à trois méthodes expérimentales distinctes pour déterminer les pesanteurs spécifiques des corps. Dans toutes, c'est l’eau qui a été adoptée comme terme de comparaison, ou unité. 1. Par la première de ces méthodes, un poids ou un volume douné du corps à examiner, étant chauffé jusqu'à un certain point, on le mêle

aussitôt avec un poids ou un volume donné d’un autre corps à une température différente; et le température qui résulte du mélange, fait connaître le rapport qui existe entre les chaleurs spécifiques des deux corps; d’où il suit que si le second corps est l’eau , ou toute autre substance dont le rapport avec ce liquide est déterminé, les chaleurs spécifiques relatives du premier corps et de l’eau seront connues. Il est, dans l’emploi de cette méthode, une précaution essentielle à prendre pour éviter toute action chimique, comme celle qui a eu lieu dans le mélange d’eau avec

DE CHIMIE, 7x de lalcool ou des acides. Prenons l'huile pour exemple : si un kilogramme d’huile à 33 degrés centigrades est mêlé avec un kilogramme d’eau à 15 degrés, la température résulante du mélange ne sera pas celle moyenne de 24 degrés, mais cette température ne sera que de 21 degrés. Et réciproquement , si l’on mêle un kilogramme d’eau, chauffée à 33 degrés centigrades, avec un kilogr. d’huile à 15 degrés, la température du méiange sera de 27 degrés. On voit ici que l’eau, dans le premier cas, acquérait 6 degrés de chaleur, tandis que l’huile en avait perdu 12; et que, dans le second cas, l’eau avait perdu 6 degrés de chaleur, tandis que l'huile en avait gagné 12. On peut donc dire d’après cela, que la chaleur spécifique de l’eau est double de celle de l’huile, ou que le même quantité ou intensité de chaleur qui fera | varier la température de l’huile, de 12 degrés, ne changera celle de l’eau que de 6 degrés ; et par conséquent , la chaleur spécifique, ou la capacité de l’eau pour la chaleur étant 1,000, la capacité de l'huile pour la chaleur sera 0,500. Lorsque, par des circonstances particulières, l'expérience se fait à poids inégaux , la différence à établir nécessite une réduction arithmétique convenable. Cette méthode est celle originairement employée par Black, Irvine et Crawford.

La seconde méthode est , à quelques égards, une modification de la première. La masse chauffée de la substance dont on recherche la chaleur spécifi- Fi » est tellement entourée d'une grande quantité de la matière qui sert de terme de comparaison à une température inférieure, que toute la chaleur qu’abandonne la première substance en refroilissant, est reçue par la seconde. Nous pouvons Tapporter à cette méthode, 1°. le moyen qu avait adopté Wilcke, de tenir un morceau de métal Chauffé suspendn au centre d’une masse d’eau

froide contenue dans un vaisseau mince; 2°. le mode auquel Lavoisier et M. Laplace eurent recours, qui consistait, au moyen de leur élégant CALORIMÈTRE, à placer une masse chauffée de matière au centre d’un entourage de glace, et à inférer la chaleur spécifique de la quantité de glace qui était rendue liquide; 3°. la méthode de MM. Berard et Delaroche, qui faisaient traverser lentement et uniformément , par un gaz chauffé à une température connue, les spires d’un serpentin fixé dans un cylindre d’eau froide, jusqu’à ce que cette eau se füt élevée à une température stationnaire. Ils reconnurent alors qu’à partir de ce point, l’excès de la température stationnaire du cylindre sur celle de Pair ambiant , devient proportionnel à la quantité de chaleur abandonnée par le courant de gaz ayant traversé le cylindre, Chaque gaz était définitivement chauffé à une température déterminée, en lui faisant traverser un tube droit d’un petit diamètre, placé dans l’axe d’un gros tube rempli avec de la vapeur d’eau bouillante. Les chaleurs spécifiques des gaz étaient comparées à celle de l’eau par deux moyens. Le rêmier consiste à soumettre le cylindre que MM. Berard et Delaroche appellent calorimètre, à l’action d’un courant d’eau parfaitement régulier, et assez lent pour qu’il ne produise pas un plus grand effet que le courant des différens gaz. Le second moyen consiste à déterminer par le calcul la quantité réelle de chaleur que le calorimètre, parvenu à sa température stationnaire, peut perdre dans un temps donné; car, puisque lorsqu'il est arrivé à ce point, il n’échauffe plus, quoique la source de chaleur continue à lui être appliquée, il est évident qu'il perd alors autant de chaleur qu’il en recoit. MM. Berard et Delaroche employerent successivement ces deux moyens. D’après leur appareil singulièrement ingénieux, et la précision,

de leurs observations, on peut considérer leurs déterminations comme méritant un degré de confiance qui ne pouvait être accordé aux résultats

récédemment obtenus sur la chaleur spécifique des gaz. Elles ont complétement renversé ce qu’avaient hypothétiquement établi Black, Lavoisier et Crawford, sur la chaleur développée dans la combustion et la respiration, tandis qu’elles viennent à l’appui de la manière de voir de sir Humphry Davy.

La troisième méthode pour déterminer les chaleurs spécifiques des corps, consiste à suspendre, dans un milieu uniforme froid, une masse connue chauffée à une certaine température, jusqu’à ce que cette température s’abaisse d’un certain nombre de degrés thermométriques, en notant avec soin, au moyen d’une montre, le temps écoulé. Il est évident que si les corps sont revêtus de la même enveloppe, comme, par exemple, de verre ou de métaux polis ; s'ils sont suspendus dans le même milieu, avec le même excès de température; et si leur constitution intérieure, relativement à la faculté conductrice de la chaleur, est aussi la même, alors leurs chaleurs spécifiques seront en raison directe des temps de refroidissement. J’ai fait l’essai de ceite méthode, et j'ai trouvé qu’elle donne facilement, dans les cas ordinaires, de bonnes approximations. Il fut publié, Annals of Philosophy, octobre 1817, quelques uns des résultats du D' Ure obtenus avec l’eau, l'acide sulfurique , l’huile spermaceti et l’huile de térében- -thine. Un, globe de verre mince, de la capacité de 100 grammes d’eau , fut successivement rempli de ce liquide et d’autres ; et après l’avoir chauffé 3 dans chaque cas, au même degré de température, Oh le suspendait avec un thermomètre très sen- Sible qui y était plongé, dans une grande cham pe, de température uniforme. Les temps comparatifs

F Fa

de refroidissement d’un nombre égal'de degrés du thermomètre étaient notés avec soin, dans chaque cas, au moyen d’une montre.

La différence de mobilité dans les molécules liquides , peut être considérée comme étant très peu sensible aux températures de 38 et 76 degrés centigrades. À des températures inférieures au-dessous de celle de 27° centigrades, par exemple, l'acide sulfurique concentré, aussi-bien que l’huile de spermaceti, devenant des liquides visqueux, ils donneraient lieu à des résultats erronés.

Cette méthode a été dernièrement mise en pratique , avec les plus habiles perfectionnemens, par MM. Petit et Dulong. Leurs expériences furent faites sur des métaux réduits en poudre très fine, renfermés, et fortement tassés dans un vase cylindrique d’argent très mince , d’une petite capacité, et dont l'axe était occupé par le réservoir du thermomètre. Ce cylindre, contenant environ 26 grammes de la substance, chauffé à environ 7 degrés centigrades d’excès sur l'air ambiant, était suspendu au centre d’un vaisseau noirci intérieurement, entouré de glace fondante et vidé d’air,

our retarder la marche d’un refroidissement qui généralement se prolongeait pendant 15 minutes. Les résultats de ces expériences de MM. Petit et Dulong ont fait découvrir, entre les chaleurs spécifiques et les atomes des métaux, un rapport ue l’on n’avait pas supposé exister, et d’où dé-

rive la loi suivante, savoir : que les atômes de tous

corps simples ont exactement la méme capacité pour la chaleur ; d’où il suit que la chaleur spécifique d’une

substance simple , multipliée par Île poids de son atôme , devait toujours donner le même produit.

Ta loi des chaleurs spécifiques étant ainsi établie:

pour les substances élémentaires, il devenait très

important d'envisager, sous le même point de:

vue , les chaleurs spécifiques des corps composés.

DE CHIMIE. 70 Leur procédé, s'appliquant indifféremment à toutes les substances, quelle que soit leur conductibilité ou leur état d’aggression , ils avaient pu soumettre à l’expérience un grand nombre de corps, dont les proportions peuvent être considérées comme fixées ; mais lorsqu'ils cherchèrent à remonter de ces déterminations à ceile de la chaleur spécifique de chaque atôme composé, par une méthode analogue à celle qu’ils avaient employée pour les corps simples, ils se trouvèrent arrêtés par le nombre de suppositions également vraisemblables, entre lesquelles il leur fallait choisir. Si le mode, disent-ils, de fixation des poids des atômes des corps simples n’a pu encore être soumise à une règle certaine, celle des atômes des corps composés a été, à fortiori, déduite de suppositions purement arbitraires. En attendant, ils croient devoir se contenter de dire qu’en fai- Sant abstraction de toute supposition particulière, les observations qu’ils ont faites jusqu'ici, tendent à établir eette loi très remarquable, savoir : qu’il existe toujours un rapport très simple entre la capacité pour la chaleur des atômes composés, et celle des atômes élémentaires.

Nous insérerons ici des tables des chaleurs spécifiques déterminées par les recherches récentes de ces chimistes français. MM. Petit et Dulong remarquent avec raison, « que toutes les tentatves faites jusqu’à ce jour pour reconnaître quelques lois dans les chaleurs spécifiques des corps, ont été totalement infructueuses. On n’en sera point étonné, si l’on fait attention à l’extrème inexactitude des mesures; car, si l’on en excepte celles dues à Lavoisier et à M. Delaplace, mais -qui malheureusement sont bien peu nombreuses, et celles qui ont été prises par MM. Delaroche et Berard, mais seulement pour des fluides élastiues, on est forcé de convenir que la plupart des

autres sont extrêmement erronées, comme no$ propres expériences nous l’ont appris, et comme on pouvait déjà le conclure de la grande discordance des résultats obtenus pour lés mêmes corps par divers physiciens. » Nous devons excepter de cette censure, les résultats des recherches récentes de MM. Clément et Desormes sur les gaz, résultats que je considère comme méritant autant de confiance que ceux de MM. Berard et Delaroche.

TaBze L — Des chaleurs spécifiques du Gaz, par MM. BerarDp et DELARoCHE.

VOLUMES POIDS PESANTEUR Û égaux. . égaux. spécifique, AT. 5. ha es cel To 0D0D 1,0000 1,0000 (Hydrogène.......| o0,9055 | 12,340t 0.0732 lAcide carbonique. .| 1,2583 0,8280 1,5196 À Oxigène .........| 0,9765 0,8848 1.1056 Agoter beet 5:t A fr,0000 1,9 18 | o,9601, Oxide d'azote. ....| 1,5503 0,887 1,9209 Gaz oléfiant,..,...| 1,5530 1,9563 0,9889 Oxide de carbone, .| 1,0340 1,0805 0,9569 TEE UT Ï

Pour réduire les nombres ci-dessus au terme de comparaison avec l’eau, il fut employé trois moyens différens, par lesquels les trois nombres 0,2498, 0,2697 et 0,2813 furent obtenus pour l’air atmosphérique. MM. Berard et Delaroche ont pris, pour terme moyen, le nombre 0,266, auquel tous les résultats ci-dessus sont rapportés, ainsi qu'il suit : is

DE CHIMIE. ja

Tasse Il.

Les résultats suivans sont ceux obtenus par MM. Clément et Desormes, pour des volumes égaux aux températures de zéro, à 60 degrés centigrades.

Tagce III.

Barometre.

Clement et| Delaroche

Desormes. | et Berard.

Air atmosphérique à.,,..| 0,751 1,215 1,2396 RE RSR ER ET 0700 1,000 | 1,0000 DCE DNA PO PE 0,379 0,695 MAR D LR ET rer Vo 188 0,540

Tdcar À, 22/5 ru e,00% 0,368 .

Idem, chargé d’éther.| 0,758 1,000 Motel es 10 dir58 1,000 | 1,0000 Pohene 31,1 1210) 0;758 1,00v | 0,974

Hydrogène: * :.:2." :11:) 0,758 0,664 | 0,9035 Acide arbonique........| 0,758 1,500 | 1,2583