RECHERCHES THÉORIQUES

A l’aide de l’appareil pour opérer la synthèse des couleurs composées, que j’ai imaginé à cette occasion et dont il est question plus loin, j’ai réalisé les teintes qui seraient obtenues par réflexion pour des valeurs de plus en plus faibles de d’après la formule ci-dessus. A partir dej^ = j^la teinte réfléchie ne diffère pas sensiblement du blanc, mais elle en diffère pour des valeurs plus considérables. Il faut en conclure que l’épaisseur de la couche de transition est inférieure à ^ de longueur d’onde.

Remarques sur la chaleur spécifique des vapeurs.

Dans ce petit mémoire, je montre que la chaleur spécifique sous pression constante d’une vapeur doit dépendre de la pression, tandis que, d'après les expériences de Régnault, la chaleur spécifique serait indépendante de la pression pour les gaz loin de leur point de liquéfaction.

Je montre ensuite que la détermination de la chaleur spécifique àpression constante et celle du volume spécifique d’une vapeur en fonction de la température et de la pression, déterminations qui ne paraissent pas devoir offrir de grandes difficultés, suffiraient pour avoir toutes les données nécessaires à l’étude thermique des vapeurs.

Applications du principe de Carnot aux réactions eudothermiques.

* ^ p. 279; 1888. - BuUetin de la Soe. PhiJmatÀiçue, ?•, t. XII, p. 98; 1888.)

M. Potier, en appliquant aux actions chimiques l’inégalité de Clausius (Z' T o), a montré qu’une réaction endothermique n’est possible que si la température des corps réagissants est supérieure à celle où la réaction devient réversible (température de dissociation ou d’antidissociation).

M. Potier suppose, du reste, que la température des corps réagissants est la même que celle des sources qui fournissent la chaleur.

J’ai distingué la température t des corps qui donnent lieu à la réaction endothermique de la température T de la source A qui fournit, sous forme de chaleur par rayonnement ou par conductibilité, toute l’énergie nécessaire à cette réaction. T ne peut pas être inférieur à t, mais il peut lui être

supérieur, et même très supérieur si la source A agit par rayonnement. En faisant cette distinction, le principe de Carnot m’a conduit à une loi analogue à celle de M. Potier, mais plus générale.

Désignons par T, la plus basse température à laquelle la réaction inverse se produit spontanément, par exemple la température à laquelle il faut porter le chlorure d’azote pour le faire détoner si la réaction endothermique est la formation du chlorure d’azote, ou celle à laquelle le mélange d’oxygène et d’hydrogène fait explosion si la réaction endothermique est la décomposition de l’eau'. La loi est la suivante :

1° La température 1 de la source A ne peut être inférieure ù T,.

2° Si la température t des corps réagissants est inférieure d T,, la température T de la source A doit être d'autant plus élevée aurdessus de T, que la réaction considérée est plus fortement endothermique.

Dans la plupart des expériences de laboratoire, la source calorifique est constituée par les parois des vases qui renferment les substances réagissantes ; la température de la source est donc très voisine de celle des corps qui entrent en réaction. Dans ce cas, qui est celui où s’est placé M. Potier, la loi qui vient d’être énoncée indique'que la température du corps doit être supérieure â T,, pour que la réaction endothermique se produise, et, par conséquent, que la réaction doit être limitée par la réaction inverse : la température doit être supérieure à celle de la dissociation (ou de l’antidissociation). On retrouve ainsi la loi de M. Potier comme cas particulier de la loi énoncée ci-dessus.

Cela nous montre l’impossibilité d’effectuer des réactions endothermiques dans des vases opaques aux basses températures (< T,,). Mais cette impossibilité n’existe plus si l’on fait agir par rayonnement une source à une température élevée, ce qu’on exprime habituellement en disant que c’est la lumière qui a accompli la réaction. Ainsi l’acide carbonique de l’air est décomposé à la température ordinaire par les parties vertes des végétaux, et le carbone s’unit aux éléments de l’eau ; c’est là une réaction fortement endothermique ; aussi n’est-elle possible que par le rayonnement d’une

source à température élevée : le Soleil habituellement. La loi énoncée per¬

met d’affirmer (si toutefois le principe de Carnot reste exact pour les transformations accomplies chez les êtres vivants) que l’action chlorophyllienne ne peut avoirlieu que sous l’influence d’une source à température notablementplus élevée que celle où les produits végétaux commencent à prendre feu.

Plus la température d’une source est élévée, plus son spectre s’étend loin du côté de l’ultra-violet. Sans prétendre expliquer complètement par le principe de Garnot l’efficacité bien connue des réactions très réfrangibles pour effectuer certaines combinaisons ou décompositions, je ferai remarquer pourtant que quelques réactions endothermiques pourront être effectuées par des radiations très réfrangibles, tandis qu’elles ne pourront pas l’être, d’après la loi, par des radiations moins réfrangibles, parce que cellesci peuvent être émises par des sources à température trop basse.

Il est remarquable de voir que la chlorophylle ne présente aucune bande d'absorption dans l'infra-rouge ni même dans le rouge, et par conséquent qu’une source à la température du rouge sombre ou au-dessous ne peut pas produire l’action chlorophyllienne, ce qui est pleinement d’accord avec la loi déduite du principe de Carnot.

De la mesure de la force èlectromotrice de contact des métaux par le phénomène Peltier.

Je montre que l’on ne saurait déduire du phénomène Peltier la différence de potentiel vraie de deux métaux au contact. (Dans cet article, j’ai employé comme synonymes les expressions « force électromotrice de contact > et « différence de potentiel au contact > suivant l’usage de cette époque, mais toujours dans le sens que j’attache aujourd’hui à cette dernière expression et qui est indiqué dans l’article suivant.)

Distinction entre la force électromotrice et la différence de potentiel au contact. {Ann.de Chimie et de Physique, série, l. XIX, p. 556.-/oum. de Phys.,1-série, t. IX, p. 401; 1890.)

Je tais remarquer que, si l'on veut rester fidèle aux définitions générales de la/oree électromotrice (énergie communiquée à l’unité d’électricité) et du potentiel 'io'l distinguer la force électromotrice au contact de

deux corps de la différence de potentiel qu’ils présentent. Ces deux grandeurs ont souvent été confondues, et il en est résulté parfois que deux auteurs dont les vues étaient également justes semblaient différer d’opinion. Ce qui a pu entraîner cette confusion, c’est que la somme des forces électromotrices aux divers contacts d’un élément de pile est égale à la somme des

tiques, celle-ci est égale à l’intensitéqu'émettrait la tranche gazeuse si son épaisseur était infinie. La mesure de la variation de ? avec la température est ainsi ramenée à une mesure ordinaire de photomêtrie.

En admettant, comme cela parait probable, que la partie éclairante du Soleil est formée principalement par des gaz incandescents (la faible densité de cet astre exclut l’idée d’une masse solide ou liquide continue), on peut, d’après ce qui précède, arriver à connaître la température du Soleil. Celle-ci est égale à la température d’une flamme qu’on rendrait assez chaude pour que les raies caractéristiques du gaz qui constitue la flamme n’apparaissent plus en sombre sur fond brillant dans la lumière émergente, quand la lumière incidente est un faisceau de rayons solaires.

Si l’on ne peut pratiquement élever assez la température de la flamme pour arriver à ce résultat, un procédé un peu moins direct, qui est développé dans le mémoire, permet aussi d’arriver au même but.

Remarque au sujet des couches électriques doubles.

(Journ. de Phye. i- série, t. II, p. 116, 1883.)

Pour expliquer la différence de potentiel de deux corps conducteurs de nature différente en contact, M. Helmholtz a admis, à titre d’hypothèse, l’existence de part et d’autre de la surface de séparation de deux couches électriques en regard, l’une positive, l’autre négative.

égaux deviennent de plus en plus différents ; si la somme des dénivellations des deux nuages est de 1 000 mètres, la différence de potentiel sera de 1 000 unités électrostatiques C. G. S. environ. C’est plus qu’il n’en faut pour qu’une immense étincelle éclate entre eux (la longueur de l’étincelle paraissant tendre vers l’infini pour une différence de potentiel finie, d’après les expériences de M, Mascart). En outre, la quantité d’électricité qui s’écoule dans une pareille décharge est colossale, comme le montre le calcul, et serait bien loin de pouvoir être obtenue en chargeant à refus les batteries électriques de tous les cabinets de physique.

Il va sans dire que si le nuage se forme au milieu d’autres nuages déjà électrisés le phénomène d’influence sera beaucoup plus compliqué que dans le cas simple que nous venons d’examiner; mais on conçoit bien que les effets seront du même ordre de grandeur.

On voit que s’il y a d’autres facteurs contribuant à la charge des nuages orageux le phénomène d’influence produit par le sol restera toujours un des facteurs principaux, puisqu’il s’impose et à lui seul suffit à tout expliquer.

Quant à cette charge négative du sol qui est la cause première non seulement des phénomènes orageux, mais de tous les autres phénomènes d’électricité atmosphérique, nous n’avons pas à nous demander ce qui l’a produite; car, si lors de sa formation la Terre a reçu un excès d’électricité négative, comme c’est un globe parfaitement isolé dans l’espaoe, elle ne saurait le perdre. Du reste, comme nous l’avons déjà dit, cette charge négative ne peut se dissiper entièrement dans l’atmosphère, à cause des pluies qui la ramènent constamment au sol.

Enfin, il est facile de voir qu’une couche d’électricité positive placée aux limites de l’atmosphère, à laquelle on a voulu faire jouer parfois un rôle dans les phénomènes d’électricité atmosphérique, ne saurait en fournir l’explication, car une couche électrique sphérique uniformément distribuée est sans action sur les corps placés à son intérieur. Au surplus, l’existence toute hypothétique d’une pareille couche est bien peu vraisemblable.

Sur la valeur de la pression électrique.

mule de Thomson (t = 2i(i“) qui lie la pression électrique (t) à la densité superficielle (n). Je considère l’épaisseur de la couche électrique répandue à la surface d'un conducteur comme finie (elle ne saurait être infiniment mince), mais je ne fais aucune hypothèse sur la distribution de l’électricité à l’intérieur de cette couche.

Théorème sur les écrans électriques.

(Btmetin de la SeeUtiphilomathique,^ série, t. V,p,130; 1881.)

Le théorème dont je donne la démonstration est le suivant :

Si une surface fermée est telle que le potentiel de tous ses points augmente ou diminue à la fois d’une même quantité (a) {de façon que la différence de potentiel de deux points reste constante), le potentiel de tout point situé à l'intérieur de la surface augmentera ou diminuera de la même quantité (a) et les phénomènes électriques qui peuvent se produire à l'intérieur de la surface sont complètement soustraits à Vinfluence des phénomènes extérieurs.

Il en résulte immédiatement qu’une surface conductrice fermée homogène ou hétérogène est un écran électrique parfait pour les phénomènes d’équilibre électrique, puisque, dans l’état d’équilibre, la différence de potentiel de deux points de la surface reste toujours la même.

prenant ces couleurs en proportions déterminées par une loi quelconque.

Il suffit pour cela de placer dans un spectre réel, que fournit l’appareil, un écran laissant passer de chaque couleur une hauteur proportionnelle à la quantité suivant laquelle cette couleur doit figurer dans le mélange.

Le principe de l’appareil est le même que celui de l'expérience par laquelle Newton a reconstitué la lumière blanche au moyen d’une lentille; mais il faut dans cette expérience prendre des précautions particulières si l’on veut que la teinte soit toujours plate, quelle que soit la manière dont les cotileurssont interceptées.

Au-devant de l’oculaire duchromatoscope, se trouve un prisme à réflexion totale qui permet de voir juxtaposée à la teinte plate, fournie par l’appareil, une autre teinte fournie par un appareil quelconque qu’on veut lui comparer; les deux teintes sont vues ainsi comme les deux parties d’une plaque de quartz à deux rotations.

Cet appareil a été construit par M. Lutz.

Outre les expériences rapportées à la page 18 , il m’a permis de vérifier que les formules de la polarisation chromatique ou rotatoire donnent bien les couleurs dans les proportions où elles existent en réalité: la teinte calculée et reproduite au moyen du chromatosoope est identique à la teinte fournie par l’appareil de Nuremberg.

Électrodynamomètre absolu. — Ampère-étalons.

trochimique de l'argeat avec les nombres obtenus séparément par Kohbransch et lord Rayleigh.

Cet appareil a ôté construit avec le plus grand soin par M. Carpentier. ■ J’ai.fait faire par le môme constructeur, sous le nom ^ampère-étalons^ des copies de l’électrodynamomètre absolu qui ne diffèrent de cet instrument qu en ce que la bobine fixe est beaucoup plus courte el que le fil forme plusieurs couches sur la bobine mobile. La constante A de ces ins-

que les ampère-étalons ont une sensibilité même supérieure à celle de l’électrodynamomètre absolu, ils permettent d’obtenir l’intensité d’un courant avec la même précision que l’électrodynamomètre absolu lui-

Ces appareils sont déjà assez répandus en France ; quelques-uns même ont été acquis par l’étranger. Ils servent actuellement de base à l’étalonnage des Ampèremètres et des Voltmètres au Laboratoire Central d’électricité.

Au moyen ' d’un de ces appareils et d’une résistance -étalonnée on peut aisément mesurer en valeur absolue une force électromotrice par un procédé simple et très précis que j’ai décrit à propos de la détermination du » de Maxwell {Journ. de Phys., 2' sér., t. X, p. 391.) J’ai fait ainsi de nombreuses déterminations de forces électromotrices.

Pour être mesurés directement par l’électrodynamomètre absolu ou par un ampère-étalon, les courants doivent avoir une intensité comprise entre 0,1 et 0,5 d’ampère; mais indirectement, au moyen d’un Latimer-Clark étalonné par ces instruments, on peut mesurer en valeur absolue des courants d’intensité quelconque forts ou faibles, en renversant en quelque sorte la méthode qui sert à déterminer une force éleotromotrice.

Enfin, joint à une boussole des tangentes, un ampère-étalon peut fournir une mesure rapide et précise de la composante horizontale du magnétisme terrestre (H), la constante de la boussole des tangentes (d’une forme spéciale) étant déterminée par une simple comparaison avec la constante déjà connue de la grande bobine de l’électrodynamomètre absolu. (Cette méthode pour déterminer H n’est encore qu’à l’état de projet, mais elle ne parait pas offrir de difficultés sérieuses; elle sera, je crois, bien préférable à la méthode de Gauss presque exclusivement employée actuellement.)

— so —