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ou moins long, les deux corps sont en équilibre de température. Pour le moment, nous ne considérons que léchauffement par contact, dont l’abaissement ou l'élévation subite du thermomètre, dont la sensation de froid et de chaleur des différens corps nous donnent la preuve. En effet, si l’on plonge la boule d’un thermomètre dans un liquide chaud , le calorique du liquide se partagera aussitôt avec le corps en contact avec lui, et le thermomètre indiquera un effet beaucoup plus grand que si on l’avait simplement exposé à la chaleur rayonnante de ce liquide. Un effet analogue se présentera si on le plonge dans un liquide plus froid ; dans ce cas c’est le calorique du thermomètre qui se répandra dans le liquide, jusqu’à ce que l’équilibre de température soit établi. De même pourquoi, au contact de certains corps, éprouvons-nous la sensation de la chaleur ou du froid ? c’est que ce corps ayant en ce moment uné température plus haute ou plus basse que la nôtre, le contact établit uné communication, en vertu de laquelle nous enlevons du calorique au corps que nous touchons si sa température est plus élevée que la nôtre, et nous lui en fournissons si elle est moindre. L’habitude modifie aussi singulièrement nos sensations à cet égard; il nous semble que la température du milieu qui nous entoure depuis quelque temps est égale à celle de notre corps, à moins que la différence ne soit très considérable, et cette habitude modifie nos jugemens, lorsque nous ressentons une chaleur différente; voilà pourquoi la température des caves, qui est à peu près constante, nous parait froide en été et chaude en hiver.

Mais pourquoi éprouvons-nous une sensation de chaleur ou de froid plus vive au contact de certains corps qu’à celui d’autres substances, dans le cas où le thermomètre n’accuse aucune action,

c’est-à-dire où réellement ces corps sont à une température égale P Cet effet dépend de la faculté conductrice plus ou moins grande de ces corps, faculté qui, tout en offrant beaucoup de variations, est en général à peu près en raison de la densité. Ainsi nous éprouvons une sensation de froid plus grande en saisissant un morceau de fer qu’un morceau de bois, parce que le fer est meilleur conducteur de la chaleur que le bois; ceci va recevoir de nouvelles explications del’étude des lois de la communication de la chaleur dans les corps. 105. La durée de l’échauffement ou du refroi- ‘ dissèment d’un corps par le contact dépend de la faculté conductrice des substances qui lui transmettent cette chaleur ou ce froid, et comme, sous ce rapport, les corps nous offrent de grandes différences, on les a distingués en bons et mauvais conducteurs du calorique; au surplus cette communication est toujours fort lente et peu considérable, elle décroît très rapidement en s’éloignant du foyer de chaleur. On en aura une idée, en sachant qu’il serait impossible d’élever d’un degré la température de l’extrémité d’une barre de fer d’une toise de longueur , en appliquant à l’autre extrémité le feu le plus intense ; cette extrémité serait en fusion, avant que l’autre soit échauffée sensiblement. Cependant la plupart des métaux sont appelés bons conducteurs, parce qu'ils jouissent de cette faculté à un plus haut degré que les autres corps; mais ils présentent entre eux de grandes différences ; l’or et l'argent sont les meilleurs conducteurs, le plomb et le platine sont les plus mauvais parmi les métaux. Dans d’autres substances, telles que le bois, le charbon, la laine, cette propriété est presque nulle. Qui ne sait qu’on peut tenir à la main un morceau très court de bois ou de charbon en ignition à une de ses extrémités ? Il'en est de même de la plupart des substances li-

quides et gazeuses ; ‘mais celles-ci paraissent d’autant mieux conduire la chaleur qu’elles sont plus denses. x

106. Il est souvent très difficile d'apprécier exactement la faculté conductrice des liquides et des gaz, parce que chez ces corps l’effet est presque toujours compliqué, en vertu de l’extrême mobilité de leurs molécules, dès qu’une portion de la masse est réchauffée ou refroidie , et par conséquent dilatée ou contractée, elle change de place et produit ainsi des courans ; or, ces mouvemens communiquent à la masse la température nouvelle, bien plus rapidement que ne eût fait le simple contact des molécules. Ces courans sont descendans si le corps se refroidit, ascendans s’il s’échauffe ; ils paraissent être la cause du froid excessif qui règne dans les hautes régions de l’atmosphère; c’est M. Arago qui, le premier , a donné cette explication qui rend parfaitement raison du phénomène.

197: Nous venons de voir que tous les corps ne conduisent pas le calorique également bien : sous ce rapport, ils s’échauffent et se refroidissent donc inégalement et dans des temps inégaux ; l'étendue de leur surface, en faisant varier le nombre des molécules en contact, modifie puissamment cette durée. Nous allons voir qu'il en est de même du calorique acquis ou perdu par rayonnement, et de plus que l'état et la couleur de cette surface sont une seconde cause qui influe très fortement sur le temps nécessaire pour mettre un corps en équilibre de température ; ainsi , outre que chaque corps rayonne le calorique d’une manière différente, l’état de la surface entraîne encore de nouvelles variations.

Les corps les plus polis sont ceux qui absorbent le moins de chaleur, maïs aussi qui en émettent le moins, et en général on peut dire que Ges pro-

priétés sont toujours corrélatives; de là, il suit que ces corps doivent s’échauffer et se refroidir très lentement. Les surfaces ternes et noires, au contraire, sont celles qui absorhbent la plus grande quantité de chaleur , mais aussi qui en rayonnent davantage, en sorte qu’elles s’échauffent et se refroidissent très rapidement; on conçoit combien ces connaissances ont d’applications dans les arts économiques et doivent servir pour apprécier soit la chaleur des vêtemens, soit une multitude d’autres effets. L'état de la surface change totalement les propriétés rayonnantes d’un corps; ainsi, en noircissant, en ternissant le corps le plus poli, on augmente énormément sa faculté d'absorption et d'émission de Ja chaleur. C’est au moyen du à thermomètre différentiel de M. Leslie qu’on apprécie les plus petits rayonnemens de chaleur de deux corps; cet instrument , qui ne sert qu’à indiquer des différences de chaleur , et que pour cela on appelle thermoscope, est représenté fig. 50; les deux tubes sont remplis d’air, mais un petit cylindre d'acide sulfurique, qui, dans l’état de repos, est placé au milieu du tube horizontal, les empêche de communiquer ; le moindre changement de température éprouvé par une des deux boules dilate l’air intérieur et par suite fait marcher le cylindre d’acide sulfurique.

190. Les corps, par leur rayonnement mutuel dans tous les sens, entretiennent et rétablissent perpétuellement l'équilibre de la température. En effet, un corps est-il plus chaud, il rayonne en plus grande quantité qu’il ne recoit; il doit donc se refroidir jusqu’à ce qu’il soit arrivé au même degré de chaleur ; est-il plus froid, tous.les corps environnans lui envoient plus de chaleur qu'ils n’en reçoivent , et l’équilibre est de même bientôt rétabli; enfin, cette température égale s’entreüent par l'échange réciproque de chaleur que font

5s PROPAGATION DU CALORIQUE: 195

tous les corps; maïs s’il en est qui se trouvent placés de manière à rayonner sans recevoir , il est évident qu’ils devront se refroidir ; c’est ce qui se rencontre pour les corps placés à la surface de la terre, pendant la nuit, lorsque le temps n’est as couvert, et c’est ce qui produit la rosée et la gelée blanche. Cette explication d’un phénomène ‘ournalier , donnée par M. C. Weels , est une des plus belles applications de la théorie du rayonnement; elle montre pourquoi une gaze légère suffit pour abriter les plantes des fâcheux effets de ces gelées matinales.

1aQ. La chaleur rayonnante suit absolument la même marche, est soumise aux mêmes modifications que la lumière; aussi nous bornerons-nous : à leur énonciation. C’est ici que paraît dans toute son évidence l'identité de ces deux principes , qui semblent se produire et se moditier l’un l’autre, ue nous voyons soumis aux mêmes lois; en effet, le calorique se réfléchit comme la lumière à la surface des corps polis, en faisant l'angle de réflexion égal à l'angle d'incidence : comme la lumière, il se concentre aux foyers des miroirs réflecteurs et à celui des lentilles; il est donc, comme la lumière, soumis à la réfraction , et, comme elle, il présente le phénomène de la dispersion dans le spectre solaire. Nous étudierons par la suite ce phénomène important ; pour le moment, bornons-nous à dire qu’il existe des rayons calorifiques non visibles au delà du rouge, et que l'intensité du calorique va continuellement en diminuant dans le spectre, à partir de cette extrémité jusqu’au violet. Enfin, M. Bérard a démontré récemment que le calorique , même entièrement obscur, est, comme la lumière, soumis à la double réfraction et à la polarisation ; et plus récemment encore, M. Arago a reconnu qu'il présentait les mêmes phénomènes d’'interférences ,

c’est-à-dire de destruction, par une double réunion au même lieu.

200. Il est encore une observation sur la marche du calorique que nous ne devons pas omettre, c’est que celui qui accompagne la lumière, comme elle , traverse librement les corps diaphanes. M. Delaroche a prouvé qu'il en était de même pour la chaleur fournie par un foyer intense, tandis que celle inférieure à la température de l’eau bouillante est arrêtée ; enfin, des expériences délicates lui ont fait reconnaître que ce passage de la chaleur à travers les corps augmente à mesure qu'on approche du terme où le corps chaud devient lumineux, comme si le calorique, dans les premiers effets, était composé de molécules plus grossières que la lumière, comme s’il était produit par des ondulations trop étendues ou trop lentes, pour se propager à travers les corps diaphanes et pour donner la sensation de la lumière, comme nous avons vu les vibrations de l’air lorsqu’elles ne sont pas au nombre de trente-deux par seconde, produire des mouvemens manifestes, mais ne point donner à l’oreille la sensation d’un son : or, c’est ce que nous vérifierons en effet, par la suite, lorsque nous serons parvenus à mesurer la longueur des ondulations lumineuses.

SECTION III

DU CALORIQUE LATENT OU SPÉCIFIQUE, DE La CAPACITÉ DES CORPS POUR LE CALORIQUE.

201. D’aPrrÈs la manière ordinaire d’envisager l’action du calorique dans les phénomènes chimiques , on conçoit que les corps, selon leur composition et leur état, sont susceptibles de contenir une quantité différente de chaleur; c’est cette différence de chaleur, qui, dans l’état ordinaire,

est insensible au thermomètre , Mais qui reparaît si le corps vient à changer d'état ow de combinaison, qu’on désigne par les noms de calorique spécifique ou latent, ou bien encore de calorique combiné; c’est cette propriété des corps d’exiger des quantités de chaleur différentes pour demeurer au | même état qu’on nomme leur capacité pour le calorique.

Nous avons vu, en traitant de l'état d’agrégation des corps, que l’effet des changemens de température est d'augmenter ou de diminuer leur volume et qu’ils offrent des termes différens , mais toujours constans, après lesquels ils deviennent - solides, liquides ou gazeux ; nous avons reconnu dans la fusion et la gazéification ce phénomène singulier, que cette limite, dans la température d’un corps, ne peut être dépassée tant que la masse entière n’a pas changé d’état ; il paraît que, dans ce cas, tout le calorique ajouté s'emploie à liquéfier ou vaporiser les corps. Il nous reste maintenant à faire connaître quelle est la quantité de chaleur absorbée dans ces changemens d’état ou de combinaison.

202. Nous savons d’abord que les liquides renferment plus de calorique latent que les solides, les gaz plus que les liquides. Un corps ne passerait pas à ces formes nouvelles si on lui refusait la chaleur ; ainsi la glace, pour devenir liquide, c’est-à-dire pour passer à l’état d’eau, a besoin de 75° de chaleur, car si on mélange ensemble un kilogramme de glace à o°, et un kilogramme d’eau à 75°, on aura deux kilogrammes d’eau à 0°. La quantité de chaleur nécessaire à la gazéification est bien plus considérable, elle est même énorme ; et cela ne doit pas étonner puisque le volume, dans ce cas, augmente dans une si grande proportion. On estime que le calorique nécessaire pour faire passer l’eau à l’état de vapeur, égale 5 fois : ce | 17

qu’il en faut pour l’élever de o° à roo°. On peut juger , d’après ces exemples qui se répètent pour les autres corps.avec des nombres différens, mais dans le même sens, quelle quantité de calorique est absorbée, est rendue latente, dans la fusion et surtout dans la gazéification des corps. Cette remarque sert à l'explication d’une foule de phénomènes naturels ; mais cette chaleur n’est point détruite , elle n’est dissimulée que momentanément ; le retour du corps à son état primitif la fera reparaître; c’est ce que démontrent une multitude d’expériences. La chaleur développée par la compression, et notamment dans le briquet pneumatique, peut être considérée comme un effet analogue ; en rapprochant les molécules, on augmente la force d'attraction aux dépens du calorique : une portion de celui-ci devient inutile et par suite libre, il se répand sur les corps environnans. Le briquet dont nous venons de parler est un cylindre de métal ou de verre ; en comprimant subitement l’air qui y est enfermé au moyen d’un piston, on allume un morceau d’amadou placé dans la capsule de ce piston.

203. Quant au calorique spécifique proprement dit, à celui qui est nécessaire aux corps selon leur combinaison, sa quantité ne peut être connue d’une manière absolue puisqu’on ne possède aucun corps qui en soit entièrement dépourvu , et qu'il est probable qu’il n’en existe point dans ce cas ; cette quantité de calorique ne peut donc être appréciée que d’une manière relative, par la comparaison de la quantité que chaque corps sous: un même poids, absorbe ou perd en variant d’un cer ‘tain nombre de degrés : ainsi, on reconnaît que, dans les corps homogènes, la chaleur se distribue uniformément, puisqu’en mélant un kilogramme d’eau à o°et un kilogramme d’eau à 60° , On a deux kilogrammes d’eau à 30°; mais si on fait le mé-

lange avec des corps différens , on n’obtiendra plus le même résultat; on verra que chaque corps a une capacité différente pour le calorique, c’est-àdire demande des quantités de chaleur très différentes pour varier d’un même nombre de degrés; par exemple, si on mêle un kilogramme d’eau à 34° avec un kilogramme de mercure à o°, le thermomètre placé dans le mélange indiquera 33°; d’où on conclut que la même quantité de chaleur nécessaire pour élever l’eau d’un degré a élevé le mercure de 33° ; le calorique spécifique du mercure est done -!- de celui de l’eau, qu’on prend généralement comme terme de comparaison pour tous les autres corps.

204. Les physiciens ont inventé divers moyens pour mesurer cette quantité de chaleur ; mais une foule de causes d’erreur rend bien difficile l’estimation rigoureuse des résultats. On vient de voir qu’on peut connaître la chaleur spécifique par les mélanges; mais la méthode la plus généralement suivie est celle de Lavoisier et de M. de Laplace, par le moyen du calorimètre. Cet instrument,

#. br, est composé de trois cavités; une intérieure, destinée à recevoir le corps : sa cloison est un grillage; une intermédiaire, qu’on remplit de glace pilée à 0°, elle est séparée de la cavité intérieure par le grillage, mais de l’autre par une cloison mince : un robinet sert à la vider ; la cavité la plus extérieure est destinée à recevoir de la glace pilée, également à 0°, et dont la destination est d'empêcher l'influence de l'air ambiant : elle se vide aussi par un robinet. La mesure de la capacité du calorique est basée, dans cette méthode, sur la connaissance de la quantité de glace fondue par chaque corps. On concoit en effet que si on place, dans la cavité intérieure, un corps dont la température soit au-dessus de o°, il partagera cette température avec la glace qui est en contact avec

lui, et dès lors la fondra puisqu’elle est à la température de o° : en recueillant le produit de cette fusion , il sera facile d’en déduire la quantité de chaleur fournie par le corps. C’est par ces différens moyens qu’on a estimé la chaleur spécifique de la plupart des corps connus : on peut en voir les tables dans les ouvrages de physique de quelque étendWe.

205. MM. Dulong et Petit, auxquels on doit de si belles recherches sur la chaleur , emploient une méthode différente ; c’est celle qui est fondée sur l’observation et la comparaison du temps nécessaire au refroidissement des corps. Ils paraissent, par ce moyen, avoir atteint un plus haut degré de précision qu’on ne l'avait fait jusqu'alors, et en combinant leurs recherches physiques avec la théorie chimique des atomes, ils sont parvenus à ce résultat important que les atomes de tous les corps ont la même capacité pour la chaleur, en sorte que cette capacité ne varierait dans les corps qu’en raison de ce que, sous un même poids, la quantité d’atomes est plus ou moins considérable : on conçoit sur-le-champ toute la fécondité des résultats d’une observation de cette importance.