COURS

PRÉLIH1NA.1RES.

NOTIONS GÉNÉRALES SOR LA CONSTITUTION ! ET LES PROPRIÉTÉS PHY- SIQUES DES CORPS.

tTATS TRinaPAUX DES C0BF8.

1. Les corps se présentent sous trois étais principaux qui en comprennent une foule d’autres intermédiaires.

Corps à l’état solide , ou solides : tels sont les pierres , les bois , certains métaux, etc., qui résistent plus ou moins à la pression.

Cet état ne présente rien d’absolu : certains corps solides sont durs, cassants, fragiles, tels que le verre, l’acier trempé, le marbre, etc.; d’autres sont mous, ductiles, tels que le beurre, l’argile ou terre glaise , le plomb , l’or , le cuivre , le fer ( principalement à chaud ). On dit aussi des métaux ductiles qu’ils sont malléables.

La ductilité ou la malléabilité de certains métaux est de la plus haute importance pour les arts industriels; elle réside essentiellement dans la qualité qu’ont ces corps de pouvoir changer de forme d’une infinité de manières sans se rompre ni se diviser ; nous verrons bientôt des exemples de la grande ductilité de l’argent , de l’or et du platine.

2. Corps à l’état liquide, ou liquides; tels sont l’eau, le vin , les

■ KCAS, ISDOSTB. T. I. 1

a MÉCANIQUE INDUSTRIELLE.

liqueurs en général, le métal appelé mercure ou vif-argent, etc.; lesquels se distinguent des corps solides par Textrêrae mobilité de leurs parties. Cette mobilité s’observe à divers degrés dans les liquides : elle est très-grande dans les éthers, l'alcool ou l'esprit-devin rectifié; elle Test moins dans l’eau, le vin ; elle l'est encore moins dans l'huile , les sirops , les graisses et les métaux fondus qui coulent difficilement, qui filent en tombant dans l'air au lieu de se diviser comme l’eau. On distingue cet état particulier des liquides en disant qu’ils sont visqueux, ou qu’ils ont de la viscosité. Enfin, un corps liquide peut se trouver dans un état très-voisin de celui des corps solides mous ; c’est celui des pâles en général ou des corps pâteux.

3. Corps à l'état gazeux , nommés gaz et vapeurs cette classe comprend l’air qui nous environne de toutes parts , dans lequel nous vivons, et tous les corps analogues qu'on nomme pour celte raison aériformes, corps qu'il ne faut pas confondre avec lest>ap«Mrf condenséesoubrouillards ; ceux-ci étant simplement formés de bulles, de gouttelettes de liquide très-petites et suspendues dans l’air.

On nomme spécialement vapeurs, les gaz qu’on obtient des liquides , lorsqu’on les chauffe dans des vases clos de toutes parts ; elles sont presque toutes invisibles comme l'air : telle est, par exemple , la vapeur d’eau qui se forme dans l’intérieur des chaudières des macliines à feu.

L’oxygène ou air vital, qui entretient essentiellement la combustiondes corps et la respiration des animaux ; l'azote, dont le mélange avec l’oxygène constitue l'air ordinaire et sert à modérer les effets de celui-là, mais qui, employé seul ,ne peut entretenir ni la combustion ni la respiration; l'hydrogène ou air inflammable, qui, à l’aide d’une certaine chaleur, se combine avec l’oxygène de l’air, et produit la flamme qui éclaire nos habitations ; l'acide carbonique, résultant de la combustion du charbon pur ( carbone } ou de l’union de ce dernier avec l’oxygène , et dont la présence se fait sentir dans les chambres closes où brûle du charbon , dans les lieux où fermentent tes raisins , le vin , etc. , sont autant de gaz.

L’existence, la matérialité de Tair, des gaz et des vapeurs, est prouvée par toutes sorte.s do faits : enfermés dans des enveloppes flexibles et imperméables , ou qui ne se laissent pas traverser , par exemple dans une vessie , ils résistent à la pression comme les corps

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lolidei ordinaire». — Un verre renversé étant plongé dan» l’eau , l’air qu’il contient ne cède point sa place au liquide , mai» celui-ci remonte et remplit le verre dès l’instant où l’on pratique, à sa partie supérieure , une ouverture qui permette à l’air de s’échapper. Les vents, les ouragans qui ne sont que de l’air en mouvement, renversent des arbres et des maisons comme le feraient des torrents d’eau ; l’air d’ailleurs s’oppose, aussi bien que cette dernière, au mouvement des corps solides , et c’est ce qu’on nomme sa réiiitaneé. En6n, on sait encore que le vent est employé comme moteur des iiiaohines de l’industrie , et qu’il en est de même de la vapeur d’eau, quoique dans des circonstances bien différentes.

i. jitmotphère. Nous avons insisté principalement sur l’air , parce que c’est le gaz le plus universellement répandu sur notre globe, qu’il l’enveloppe tout entier bien au del.i des plus hautes montagnes ; que tous les corps y sont plongés , et qu’il joue un rôle essentiel dans tous les phénomènes naturels et dans ceux de la Mécanique industrielle. Remarquons d’ailleurs que cette masse d’air immense dans laquelle nous vivons et sommes plongés, se nomme atmosphère ; ce qui a fait donner à l’air lui-niéme le nom d’air atmosphérique, pour le distinguer des autres gaz qu’on nomme quelquefois aussi des airs,

6. Fluidité, changements d’ilat des corps. Les liquides, les gaz et les vapeurs , se nomment en général des fluides , d’un mot latin qui signifie couler; les corps , comme nous l’avons dit , sont plus ou moins fluides , ils ne jiossèdent pas tous au même degré la fluidité.

Un grand nombre de corps connus peuvent, au moyen de la chaleur et sans subir aucune altération intime ou intérieure, prendre successivement l'clat solide, liquide et gazeux : telle est l’eau, qui est solide à l’état de glace et de neige , liquide dans son état le plus ordinaire , gazeuse ou à l’état de vapeur quand on la chauffe dans des vases clos. On nomme fusion, liquéfaction, le passage dé l’état solide à l’état liquide ; caporisation, colatilisation, le passage de l’état solide ou liquide à l’état de vapeur ; enfin, condensation, le retour de ce dernier état aux précédent» , et solidifleation, congélation, celui de l’état liquide à l’état solide. Certains corps ne sont susceptibles que de prendre deux de ces trois états , du moins par les moyens jnsqa’ici oonnus; il eu est d’autres qui ne se présentent constam-

ment que sous un seul de ces états, tels sont les corps dits infusibles ou réfractaires, et les gaz nommes permanents, au nombre desquels on doit compter l’air; mais la classe de ces corps diminue tous les jours, à mesure que nos progrès en physique augmentent.

DITISIBILITt DES COKFS.

6. Fluides. La divisibilité des corps est de toute évidence pour les liquides et les gaz ; on conçoit même que la division ou la séparation des parties pourrait y être poussée à un degré extrême ; et, comme tons les corps solides peuvent être amenés à l’état de fluides, au moyen des agents physiques et chimiques , c'est-à-dire en les dissolvant , en les chauffant , en les attaquant avec les acides, etc. , on conçoit que la divisibilité est une propriété générale de la matière. Mais il n’est pas inutile de faire connaître les moyens particuliers qu’on peut mettre en usage pour opérer et apprécier physiquement, même dans les corps solides, cette extrême divisibilité de la matière , d’autant plus que ces moyens constituent l’objet principal d'un grand nombre d’arts industriels.

I. Solides. On divise les pierres, les bois, les métaux, etc. , par le choc ou par le frottement, à l’aide de marteaux , pilons , meules , moletle.< , coins, ciseaux , scies , râpes , limes, rabots, etc.

On sépare les parties les plus fines des plus grossières , avec les tamis et les blutoirs ; on atteint encore mieux le but en employant la décantation, la ventilation, ou, dans certains cas, la suà/<ma<ton.

La décantation consiste à verser dans l’eau les matières déjà pulvérisées, à les agiter , à laisser reposer le mélange pendant un temps plus ou moins long , selon l’état de division qu’on veut obtenir, puis à transvaser l’eau pour la laisser déposer de nouveau, et ainsi de suite. Il est des parties tellement fines, qu’elles emploient plusieurs jours pour se précipiter. La décantation exige , comme on voit , que la matière ne puisse se fondre , se dissoudre dans l’eau , et que , par son poids, elle puisse s’en précipiter.

La ventilation remplit le même but. L’air mis en mouvement par un soufilet , van ou ventilateur , entraine les parties d’autant plus loin qu’elles sont plus fines. C’est ainsi qu’on divise quelquefois le charbon et le soufre dans les poudreries, et que , dans nos campagnes , on sépare les graines de blé de leur enveloppe.

La sublimation consiste à vaporiser les corps an moyen de la

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chaleur, dans des vases fermés, et à condenser les vapeurs par le refroidissement. C’est ainsi qu'on prépare la fleur de soufre, le mercure ou vif-argent, etc.

8. Extrême divisibilité des corps. Ces opérations donnent déjà une idée de la grande divisibilité de la matière ; en voici encore plusieurs exemples. — Quand on observe le cône lumineux produit par les rayons du soleil , qui traversent une ]>etite ouverture pratiquée dans une chambre obscure où l’on a agité des poussières très-fines , on aperçoit une infinité de corpuscules ou grains de matière en mouvement, invisibles de toute autre manière, et qu’on ne peut palper ou sentir au simple toucher. — Cinq centigrammes ou un grain de carmin, dissous dans 15 kilog. d’eau, colorent toute cette masse , et le nombre total des parties colorantes visible , en supposant deux de ces parties seulement par centigramme d’eau, est de trois millions.

Un fil de platine recouvert d’argent , étire à la filière , et remis ensuite à nu en dissolvant l’argent dans l’eau-forte , peut être amené à un tel degré de finesse, que son diamètre est seulement ï® ri'îï d’nn millimètre, et que 3 000 pieds ne pèsent qu’un grain : il faudrait 140 de ces fils pour former un faisceau de la grosseur d’un seul brin de suie. Or, 3000 pieds valent 433000 lignes, et chaque ligne de longueur pouvant, sans dilliuulté, être partagée en dix parties au moins , cela fait plus de 4 millions de parties dans un grain du platine formant environ 3 millimètres cubes.

Ce dernier exemple prouve en même temps la grande ductilité du platine et sa ténacité. L’or et l’argent ne sont guère moins ductiles. Un calcul analogue à celui qui précède , démontre, par exemple, que l’or qui recouvre le fil doré du brodeur est réduit en lames qui ont au plus de ligne d’épaisseur ; d’où il serait

facile de conclure aussi l’extrême divisibilité de l’or.

La nature nous offre des exemples de corps organisés, où la ténuité et la division de la matière sont poussées plus loin encore : tels sont les animaux infusoires qu’on aperçoit seulement au microscope dans certains liquides , et qui paraissent constitués dans toutes leurs parties d'une manière analogue aux autres animaux , et doués des mêmes qualités physiques, quoique plusieurs milliers puissent tenir sur l'extrémité de la pointe d’une aiguille.

9. Atomes, molécules, etc. L’imagination et le raisonnement peu-

HÉCANiyUK INUliSTUlELLE.

veot aller au delà encore ; mais s'ensuit-il que les parties des corps soient divisibles inilûnniment? Les phenumènes delà chimie semblent prouver le contraire.

Dans la multitude presque infinie des combinaisons et des transformations possibles des corps , la matière sort intacte et avec toutes ses qualités primitives quand on l’a isolée convenablement. S’il n’en était pas ainsi, tout finirait par changer de nature et d’aspect sur notre globe , tout s’y anéantirait sans retour, et les luis immuables qu’on y observe depuis tant de siècles, cesseraient bientôt d’y régner.

Les dernières parties de la matière, qui ne sont divisibles ni altérables en aucune manière, se nomment atomes, et l’on appelle molécule, particule , l’ensemble de plusieurs atomes unis entre eux et formant un groupe.