‹ Mémoire sur la transmission libre de la chaleur rayonnante par différens corps solides et liquides présenté à l'Académie des Sciences le 4 fevrier 1833Chapitre 4 sur 9 · MM · texte numérisé non relu

MM

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(1) Toutes les mesures des petites épaisseuti contenues dans ce mémoire ont etc' prises avec un calibre à pivots , cipcce de double compns à tessoft et îi bras inégaux employé dans le* fabriques d'horlogerie. Cet instrument mesure directement et avec beaucoup d'exactitude jusi]"'ïi la i]Uarame-huiticme partie d'une

Ces transmissions ne présentent rien d'eïtraord inaire : la quantité Je chaleur qui traverse immédiatement le milieu est d'autant plus grande que la surface est plus •finement travaillée, conformément à ce qui arrive pour la lumière. On peut remarquer seulement que , dans les hants degrés de poli , une légère différence produit un effet très faible; cela résulte évidemment des observations faites sur les numéros 7 et 8.

Dés procédés analogues vont, nous servir pour déterminer l'influence de l'épaisseur qui constitue un des éléroens les plus essentiels à connaître dans la théorie de la transmission.

Quatre pièces tirées d'un beau verre de glace furent réduites très exactement aux rapports d'épaisseur 1, ■* , 3 , 4 : ou cul l'ien soin de donner un parallélisme parfait , et le plus haut degré possible de poli à leurs principales surfaces. Voici les déviations <|u' elles imprimèrent successivement à l'index du galvanoroèlce , sou» l'action du même rayonnement de 3o° :

ÉPAISSEURS icuiat n iiuimiTui

DÉVIATIONS uLiuoaint.

FOBCES

Km

Chaque nombre de la seconde colonne est déduit de quinze observations : les quantités désignées sous le nom de forces , représentant dans ce cas particulier les tetn-

[«■ratures ou les quantités de rayons transmis, ont élu calculées d'après les principes que nous avons exposés à la Gn des considérations générales. La force ou température correspondante a 3o°, donnée par la table des intensités, est 35,3; donc en divisant chaque nombre de la troisième colonne par 35,3 , on obtiendra les rapports des rayonnemens transmis au rayonnement incident ; la différence entre chacun de ces quotients et l'unité donnera la perle correspondante , c'est-j-dire la partie pronom on n elle des rayons arrêtés. En effectuant ces opérations, fit eu représentant par 1000 le rayonnement total, on obtient : .....

Tableau A.

m [-ni mu c'oiuRi nu icilJH.

B1YOXI liuiil.

JSl

' Supposons l'écra

id

plus grande épaisseur divisé par

la pensée eu quatr

uches égales ;

es quantités de

cliateur incidentes

chacune d'elles s

et les quantités perdues des quatre intervalles :

38 1 4a4-38r c'est-à-dire :

dans les traversées

On aura donc pour les perles respectives rapportées aux quantités incidentes :

r.V; ih ih tn

o,38i o,o;i o,o3i o,oi6

Ainsi les perles voiil en diminuant avec une grande rapidité à mesure que l'épaisseur augmente d'une quantité constante.

Nous avons vu que l'action d'un rayonnement sur le thermo- multiplicateur, commence à l'instant où. les communications sont établies , produit la plus grande partie de son effet dans les 5 ou 6 premières secondes, et cesse totalement après une minuteet demie. Ces faits ayant lien également pour les rayons directs ut pour ceux qui arrivent sur la pile après avoir traversé des écrans d'une épaisseur quelconque, constituent la meilleure preuve de la transmission rayonnanie du calorique dans l'intérieur des corps diaphanes; Cependant, si on désirait une nouvelle confirmation de celte vérité, on la trouverait dans la diminution successive des pertes que les rayons subissent en Irave/sant les différentes couches d'un milieu transparent. Si la chaleur, qui fait l'objet de nos recherches actuelles , provenait d'une espèce de conductibilité, les pertes- de l'une à l'autre

riablcs , dès que les rayons pénétreraient ilans le milieu ; jamais elles ne pourraient suivre la loi opposée du décroissement.

La progression décroissante des pertes est d'ailleurs toute particulière au rayonnement calorifique , qui eu

cela, comme sur beaucoup d'autre* points, s'écarie.totakmcm des propriété* que manifeste le rayonnement lumineux. En cfTet, tout nous porte a croire que les i ■ égales qui se succèdent dans un milieu diaphane, exercent la même action sur le» rayons de lumière qui se présentent pour les traverser successivement , et que par conséquent elles absorbent ou réfléchissent une quantité de lumière toujours proportionnelle à l'intensité des rayons iucidens ; c'est-à-dire que la perte, subie par le rayonnement lumineux à chaque couche d'égale épaisseur, est constante Dans le cas particulier que nous considérons , le décroissemenl invariable de la lumièro à chacune des quatre tranches dans lesquelles nous supposons l'écran divise, esl nul, ou excessivement faible , à cause de la parfaite transparence du verre ; et cependant les rayons caloriques souffrent, dans leurs passages successifs une absorption égale en somme à la moitié environ de leur valeur totale, cl les pertes à eliaque couche , au lieu d'&tre constantes^ comme dans la

qu'elles suivent la proportion des nombres 38i , 71 , 3] et 16.

La résistance des milieux diaphanes à la transmission, immédiate des. rayons de chaleur est donc d'une toute autre nature que la résistance opposée par ces mêmes milieux à la propagation de la lumière.

Quelle que soitla cause de cette singulière dlffërence , il importait beaucoup de vérifier si elle n lieu à du grandes distances de la surface d'entrée, en répétant les expériences sur des coudies de verre beaucoup plusépaisses que celles que nous venons d'employer,

A tel tiret, je pris différens morceaux déglace de Sainl-Gobain, que je fis refondre; l'opération nu réussit pas complètement. La matière s'affaissa en formant des couches trop minces ou se remplit légèrement de stries. Parmi les pièces épaisses , je choisis la plus pure; elle avait 6 pouces de longueur. Je la divisai en trois parties ayant i , a, 3 pouces d'épaisseur. Les défauts s'y trouvant distribués uniformément dans tous les points de la masse, pouvaient bien changer la quantité absolue des rayons caloriques qui auraient traversé une masse parfaitement pure de même matière cl de même épaisseur, mais il est clair qu'ils ne devaient avoir aucune influence sur la nature de la progression des pertes que ces rayons subissent en passant de l'une à l'autre couche.

Voici les résultats que l'on obtint en les soumettant au rayonnement ordinaire de 3o°.

ij'lîss

En effectuant des calculs absolument semblables à ceux que nous avons rapportés tout à l'heure, on irotive que sur tooo rayons chaque écran transmet ou arrête les quantités suivantes :

MJMIJIOS o'

IUIOIIJ TH1Î.-SMIS.

«irons AMÉTts.

> "y.XZ!f ■ ■

s données , nu obt

eut , pour les va

leurs, des pertes calorifiques rapportées aux quantités de rayons <jui se présentent successivement pour traverser les trois couches égales dans lesquelles on peut snp poser le dernier écran divisé ,

o,5it> r >' D,ai5 , o,ao3 '

Ces pertes sont plus fortes que les précédentes, S cause de In mauvaise qualité de la matière et de la plus grande épaisseur des couches , mais elles suivent toujours une progression décroissante. Ainsi la diminution continue au-delà de 54 millimètres.

Pour comparer la valeur de cette diminution à celle qui avait lieu dans le dernier écran des' expériences précédentes, il faut .multiplier 0,012, différence entre 0,31 5 eto,ao3, par 1,068, «diviser le produit par 37. On a de celte manière la diminution moyenne pour a-=?,o68 d'épaisseur en passant de 54 à 81 œiilim., diminution que l'on trouvera de 0,0a 1 à très peu près -, itlle était quinze fois plus forte dans les premières expériences, lorsque les rayons traversaient la même couche de a™ ,068 placée à une distance de 6 millim. La ditlérence serait encore plus grande, si l'on avait

employé des couches de verre bien transparentes comme les plaques de verre de glace aminci.

Cependant il me restait quelque doute sur l'homogénéité du verre : je craignais que les stries ne fussent pas distribuées également sur tous les points de.la masse. Mais n'ayant pu avoir des gros morceaux de celle substance lout-à-fait exempts de défauts , je pensai que des expériences analogues pouvaient tout aussi bjea s'exécuter sur des liquides.

Dans l'emploi de ces corps au lieu de verre, on avait même l'avantage, en cas de réussite, de donner plus d'éiendue à la loi de la transmission calorifique , en la rendant indépendante de la constitution physique du

Je me procurai donc plusieurs auges en cuivre de largeur égale et de longueurs différentes , terminées à chaque bout par un verre; et je les plaçai successivement votre l'écran percé et la pile, de manière que le verre antérieur se trouvât tout près de l'écran qui demeurait À une distance invariable. La section commune des auges étant beaucoup plus grande que l'ouverture centrale de l'écran, les réflexions sur les parois latérales ne pouvaient avoir lieu, et les seuls rayons qui entraient sous des incidences peu éloignées de la perpendiculaire parvenaient à la face antérieure de la pile. On. approchait la lampe jusqu'à ce que l'aiguille du galvanomètre donnât 3o° de déviation ;'i travers les deux verres de chaque auge; puis .011 interceptait le rayonnement, on remplissait l'auge d'huile de colza purifié , et après avoir attendu que l'index eût repris sa position naturelle, on rétablissait la communication calorifique.

Les déviations obtenues il travers les différentes épaisseurs du liquide sont rapportées dans le tableau qui suit :

«PAISSECRS DE LA tOUCUE LUJUIDE. DEV IATIONS DU il 1! VA NUM ÈTI;E .

1} ,S3S ' ia,S3i

Représentant toujours par 1000 le rayon n ciment libre, on a pour les quantités de rayons interceptées ou transmises :

Tableau B.

U CO IICKS LIQUIDE.

HATONS

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