I. — Le Thermomètre

— Qu'est-ce que le chaud, qu'est-ce que le froid? Les corps sont chauds quand ils sont plus chauds

que nous ; ils sont froids dans le cas contraire. 11 n'y a pas de corps sans chaleur; il n'y a que des ' corps plus ou moins chauds. L'absence totale de la chaleur, cela n'existe pas*

— Comment savoir, alors, si' les corps sont plus ou moins chauds, car on ne saurait s'en fier à ses propres sensations?

— Assurément, il est impossible d'apprécier la chaleur pâî* Teffet qu'elle produit sur nous, car nous la ressentons très-diversement, suivant l'état ou les dispositions où nous nous trouvons. Sommes-

nous malades ou à jeun, nous voilà devenus plus sensibles au froid ; au contraire, sommes-nous en bonne santé, dispos, gais, avons-nous bien dormi ou bien dîné , nous résistons sans peine aux intempéries. Aussi les corps bruts seuls, qui ne sentent rien par eux-mêmes, peuvent être employés à mesurer la chaleur.

— Et par quoi juge-t-on qu'un corps est plus ou moins chaud? Sans doute, ce n'est pas l'augmentation de son poids ?

—Non. Un corps ne change pas de poids en changeant de tempéiature; pour être plus chaud, il n'en est pas plus lourd. La chaleur n'est pas une matière qui s'introduit dans le corps, elle est le résultat d'un mouvement particulier des molécules qu'on pL'ut nommer les vibrations calorifiques.

Un corps dont la température s'élève, n'augmente pas plus de poids qu'une corde de violon que l'on fait résonner. Les molécules peuvent être plus ou moins agitées, cela ne change rien à leur poids. La balance ne saurait servir donc à évaluer la chaleur.

— Quel effet produit donc la chaleur sur les corps?

— D'abord, elle les dilate, puis elle les fond, enlin, elle les vaporise. En réalité, c'est la continualion du même effet; elle écarte les molécules, les éloigne les unes des autres ou agrandit les pores. De là résulte la dilatation, la fusion, la vaporisation.

Voulez -vous des exemples?

Ne savez-vous pas que l'eau déborde d'une bouilloire complètement remplie, lorsqu'on vient à la chauffer; elle s'est dilatée.

Pour ouvrir un flacon dont le bouchon de verre est trop adhérent, on chauffe légèrement le goulot ; celui-ci se dilate avant que la chaleur ait atteint le houchon, de sorte que le goulot devenant plus large sans que la grosseur du bouchon ait varié, ce dernier peut être facilement dégagé.

Tous les corps se dilatent, quel que soit leur état, c'est-à-dire qu'ils soient solides, liquides ou gazeuj. Mais s'il s'agit d'im corps solide, en même temps qu'il se dilate, s3l solidité diminue. Si l'on chaufife une barre de fer, par exemple, elle se ramollit et devient bientôt pâteuse et fluide. Cela est tout naturel : les molécules s'éloignant les unes des autres, elles sont moins fortement unies. Elles deviennent de plus en plus libres, jusqu'à ce qu'elles le soient tout à fait, en un mot, jusqu'à ce que le corps soit fondu.

Ainsi, non-seulement la chaleur dilate les corps, mais elle les fond.

Ce n'est pas tout.

L'eau d'une bouilloire mise sur le feu, non -seulement se dilate, mais en même temps elle se vaporise et elle finit même par disparaître complètement. De liquide qu'elle était, l'eau est devenue vapeur.

On peut donc dire que la chaleur vaporise les liquides.

De tous les effets produits par la chaleur, la dilatation est évidemment le plus apparent et le plus facile à observer, c'est donc celui qu'on choisit pour apprécier la chaleur. L'appareil dont on se sert alors est le thermomètre.

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Lorsqu'il s'agit de faire un thermomètre, deux questions se posent tout d'abord : le choix du liquide, et le choix de Tenveloppe qui renfermera, car il n'est question que du thermomètre à liquide.

Le mercure seul réunit les conditions nécessaires.

— Je vois pourtant beaucoup de thermomètres à esprit- de-vin ou, plus exactement, à alcool.

— Il est vrai, mais ils manquent de précision et peuvent tout au plus fournir des indications suffisantes pour les usages ordinaires de la vie.

Le mercure ne se congèle que par un froid trèsvif (40** au-dessous de zéro) , ne bout qu'à une température élevée (360*») ; il est visible à travers le verre et ne le mouille pas; il émet peu de vapeurs ; il se dilate uniformément ^ et on l'obtient facilement pur. Tela sont les ï^vantages qui le font rechercher.

Quand le mercure est solidifié par le froid, alors seulement le thermomètre à alcool devient indispensable, ce liquide n'ayant pu être congelé par les plus grands froids.

Le verre, qui peut recevoir une forme quelconque, fournit une enveloppe sûre, transparente et légère. On adopte la forme la plus propre à rendre la dilatation très- apparente : celle d'un tube ayant à son extrémité un petit réservoir en forme de boule ou de cylindre.

Il s'agit maintenant de construire le thermomè* tre, d'introduire le mercure dans le tube. Celui-ci est trop étroit pour qu'on puisse verser directement le liquide; il faut s'y prendre d'une autre manière. On commence par chauffer le tube, afin de chasser

LE CUA-UD ET LE FROID i3l

au moins en partie Tair qu*il contient; aussitôt ^ après, on plonge l'extrémité opposée à la boule dans le mercure et, à mesure que le refroidissement s'opère, on voit le mercure s'élever peu à peu dans le tube. En répétant cette opération, on achève le remplissage. Puis on ferme le tube en faisant fondre le verre à l'extrémité ouverte. L'appareil est construit, il faut le graduer.

— Comment peut-on comparer les températures de deux pays avec deux thermomètres différents, si les degrés de ces thermomètres ne sont pas les mêmes ?

^^ Regardez les divers thermomètres , exposés dans les rues de Paris, ils ne sont pas de la même taille et les degrés n*ont pas la même étendue ; cela n'empêche pas que, placés dans les mêmes circon* stances, ils indiquent sensiblement la même température.

— Comment peut-il en être ainsi?

— C'est bien simple : il y a deux points de divisions que l'on obtient sans peine et qui sont les mêmes pour tous les thermomètres. C'est le point où il y a zéro et celui où nous mettons cent ou 911atre-vingis.

-^ Je comprends ; le point de départ zéro signifie : pas de chaleur du tout.

— Bien des gens le croient, et de là vient la distinction vicieuse de degrés de chaleur et de degrés de froid. Il eût bien mieux valu mettre cent où l'on met zéro, et deux cents où l'on met cent. Il n'y avait pas alors d'erreur possible, tous les degrés eussent été ce qu'ils doivent être, o'est-à*dire des degrés de

chaleur. Je crois vous Tavoir dit, il n'y a de chaud et de froid que pour les êtres animés ; mais il y a de la chaleur dans tous les corps, même dans la glace.

— De la chaleur dans la glace ?

— Certainement. Croyez-vous donc que si le thermomètre indique vingt degrés au-dessous de zéro, la glace ne sera pas plus froide que lorsqu'il indique dix degrés au-dessous de zéro. Au lieu de dire : de la glace plus ou moins froide, il serait, plus exact de dire : de la glace plus ou moins chaude.

Le point zéro s'obtient avec de la glace? fondante et non avec de la glace plus ou moins froide. Il faut prendre de la glace, la piler grossièrement, la mettre dans un vase percé au fond comme une écumoire, pour que l'eau puisse s'écoulera mesure que la glace fond. On y introduit le thermomètre, le mercure descend, puis s'arrête. Une fois arrêté, vousi ne le verrez plus bouger que toute la glace ne soit fondue.

— Même en approchant la glace du feu !

— Oui. En approchant la glace du feu, vous ne ferez que hâter sa fusion; quant au thermomètre, il est impassible.

— Où passe donc la chaleur?

— La chaleur est employée à fondre la glace, et tant qu'il y a de la glace à fondre, elle ne fait pas autre chose. Elle n'échautfera le thermomètre que lorsque toute la glace sera fondue.

Prenez de la glace fondante ; mettez plusieurs thermomètres dans cette glace ; marquez le point où s'arrête le mercure; puis transportez-les dans n'importe

quel pays, à Pékin, à New- York, à Saint- Pétersbourg, et remettez-les chaque fois dans de la glace fondante, le mercure reviendra toujours au même point.

Vous comprenez, après ces renseignements, que si la température de Saint-Pétersbourg est zéro et celle de New- York, zéro, on est sûr que la température est bien la même dans ces deux villes.

Un point ne suffit pas; il en faut un autre. On l'obtient en prenant de Teau pure, que l'on fait bouillir dans un vase métallique, et pendant qu'elle bout, on suspend le thermomètre au-dessus. Le mercure monte et finit par s'arrêter en un point où il reste pendant toute la durée de l'ébùUition.

C'est en ce point que l'on marque cent, si Ton adopte la graduation centigrade, et quatre-vingts si l'on choisit la graduation Réaumur. On pourrait mettre tout autre nombre, cela n'a pas d'importance.

Ce second point est aussi invariable que le zéro.

En Amérique et en Angleterre, on emploie une graduation bizarre que rien ne saurait justifier. On marque trente-deux où nous mettons zéro et deux cent douze où nous mettons cent. N'allez pas croire que ce mode de graduation ne comporte pas de degrés au-dessous de zéro : il est facile de s'assurer que les 32° sont insuffisants, car ils ne valent que 18° centigrades environ.

Vous voyez que cent degrés centigrades valent quatre-vingts degrés Réaumur et cent quatre-vingts degrés Fahrenheit, Ne soyez plus surpris maintenant quand vous verrez qu'à Boston la température a été de 86**. Déduisez-en d'abord 32, il n'en reste que 54,

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et ces 54 eux-mêmes n'en valent que 30 des nôtres. Ces petits caluls sont à la partée de tout le monde. Je n'insiste donc pas.

Je crois devoir, avant de terminer, vous prévenir contre une erreur bien naturelle. On croit assez volontiers qu'il fait deux fois plus chaud quand le thermomètre ind^ue vingt degrés que lorsqu'il en indique dix. Il n'en est rien. Sans doute, il fait d'autant plus chaud que le mercure est monté plus haut; mais le mercure ne monte pas deux fois plus pour deux fois plus de chaleur.