CHAPITRE XII

Fusion. — Lorsqu'on expose un morceau de plomb à l'action de la chaleur, il se dilate à mesure que la température s'élève ; puis, lorsque cette température est arrivée à 340° environ, le plomb se liquéfie. Ce phénomène, désigné en physique sous le nom de fusion, est général. Il n'y a d'exception que pour les corps composés, dont les éléments chimiques sont unis entre eux par une affinité assez faible pour que la chaleur détermine leur séparation avant d'amener le corps à son point de fusion. Ainsi, le bois se décompose sans se fondre; il en est de même pour la craie. Et cependant encore il est telle disposition d'expérience qui, en retardant cette décomposition, permet au corps de se conserver intact jusqu'à une température assez élevée pour que sa fusion ait lieu. C'est ainsi qu'en enfermant de la craie dans un canon de fusil hermétiquement bouché, le chevalier Hall est arrivé à la fondre et k la transformer en marbre. La craie est formée de deux principes : un corps solide, la chaux; un corps gazeux, l'acide carbonique. La chaleur les sépare l'un de l'autre, et met le gaz en liberté. Mais cependant si le gaz est soumis à une très-forte pression, il ne pourra pas se dégager. C'est précisément ce qui arrive dans l'expérience de Hall, les premières portions d'acide carbonique mises en liberté restent accumulées dans le canon qui est fermé ; elles exercent donc la pression nécessaire pour empêcher le reste du gaz de se dégager ; une partie de la masse demeurera alors à l'état de craie et pourra entrer en fusion.

Quant aux corps qui ne se décomposent point, et que cependant l'on n'a pas pu fondre , leur infusibilité est

toute relative. Ainsi, au commencement de ce siècle, les corps que Ton regardait comme infusibles, étaient trèsnombreux : le platine, la silice, par exemple, résistaient à tous les moyens employés jusqu'alors pour amener les corps à l'état liquide. La pile de Volta et le chalumeau à oxygène et hydrogène ont permis de les liquéfier tous les deux. Dernièrement même, M. Deville, à l'aide d'un simple fourneau de forge convenablement alimenté d'air, est parvenu à fondre le platine. Tout se réduit donc pour les corps appelés réfractaires, à une question de moyens. Si la chaux, si la magnésie n'ont pu encore être liquéfiées, ce n'est point que ces corps soient réellement et essentiellement infusibles, c'est simplement parce que l'on n'a p$s encore pu produire une chaleur suffisante pour déterminer leur fusion. Du jour au lendemain le procédé peut être trouvé, et ces corps ne seront plus réfractaires.

Lorsqu'un corps est pur, quel que soit le moyen que l'on emploie pour le fondre, la température de fusion est toujours la même; ainsi le corps ne peut point, sous la forme solide, dépasser cette limite de température. La température de fusion varie avec la nature des corps. Ainsi la glace ou l'eau solide fond à zéro , le mercure solidifié par le froid fond à 40° au-dessous de zéro. Au surplus, nous réunissons ici sous forme de tableau les points de fusion des substances les plus connues.

Fer 1500° Plomb 332

Acier 1350 "Ëtain 228

Fonte 1000 à 1200 Alliage d'Arcet 94

Or pur 1250 Soufre 114

Orà^ft 1180 Phosphore 44

Argent 1000 Acide stéarique 70

Bronze 950 Cire 67

Zinc 423 Suif 33

Une circonstance plus importante encore à constater, et qui caractérise le phénomène de la fusion, c'est la constance de la température pendant toute la durée de la fusion. La portion encore solide et qui subit le change-

ment d'état, conserve invariablement cette température. Quant à la partie liquide, elle peut s'échauffer, au moins dans les points qui ne sont point en contact avec le corps solide. Ainsi si Ton enveloppe la boule d'un thermomètre d'une couche de cire, et si on plonge l'instrument dans de l'eau à 70°, on voit le thermomètre marquer 67° jusqu'à ce que toute la cire soit fondue. Ce fait est, au surplus, la conséquence naturelle du précédent; la cire quittant l'état solide à 67°, il est évident que la masse solide ne peut pas dépasser cette température sans devenir liquide. Il resterait donc à expliquer ce que devient la chaleur que ne cesse pas de fournir le foyer, et quel rôle elle joue. C'est ce que nous ferons à la lin de ce chapitre, après avoir exposé l'ensemble des faits relatifs aux changements d'état.

Solidification. — Prenons maintenant le phénomène en sens inverse, et laissons refroidir la cire liquéfiée. En suivant la marche du thermomètre plongé dans le liquide, nous verrons la température s'abaisser jusqu'à 67°: en ce moment la masse se solidifiera progressivement, et le thermomètre demeurera à 67° jusqu'à ce que la portion qui l'enveloppe immédiatement soit devenue solide; alors sa température s'abaissera au-dessous de 67°, et se mettra en équilibre avec celle des corps environnants. Nous voyons d'après cela que la température de solidification est la même que la température de fusion, et qu'elle jouit de ce même caractère de fixité que nous avons signalé et expliqué tout à l'heure. Il est certain aussi que malgré la fixité de la température le corps ne cesse pas de perdre de la chaleur, et l'expliéation de ce que devient cette chaleur, enlevée par la cause refroidissante, se lie évidemment avec celle que nous donnerons plus lard du rôle de la chaleur dans le phénomène de la fusion.

Le phénomène de la solidification des liquides a tout autant de généralité que celui de la fusion, et s'il y a des corps qui aient jusqu'à présent résisté à tous les moyens employés pour les solidifier, la faute en est à l'imperfection de ces moyens; et quand on sera arrivé à produire

un froid aussi grand qu'on le voudra, on ne trouvera pas plus de corps réfractaires h la solidification, qu'on ne trouvera de corps réfractaires k la fusion quand on pourra les chauffer assez fortement. Remarquons bien que produire du froid n'est pas autre chose qu'enlever de la chaleur; le mot de froid n'exprime rien que de relatif.

Retard de la congélation. — Nous venons de dire tout à l'heure que la température de solidification pour une substance est la même que sa température de fusion, il n'y a pas cependant la même constance dans la première température que dans la seconde. Lorsqu'un corps solide arrive à sa température de fusion, il devient nécessairement liquide ; mais lorsque ce même corps liquéfié est ramené à cette température, il peut ne pas devenir solide, et descendre à une température notablement plus basse, en conservant l'état liquide, si l'on a soin de le maintenir dans une immobilité complète. Farenheit l'a constaté pour l'eau; le fait a été depuis vérifié et étudié avec soin par M. Despretz; et M. Person a reconnu que beaucoup d'autres corps étaient dans le même cas.

Si l'on place de l'eau dans un vase en la recouvrant d'une couche d'huile pour préserver sa surface de toute agitation, si on la laisse ensuite se refroidir lentement en évitant toutes les causes qui pourraient déterminer dans la masse le moindre mouvement, on peut l'amener à 10° et même à 12° au-dessous de zéro. Alors elle se congèle non point en totalité, mais seulement en partie, et la masse tout entière, solide et liquide, remonte instantanément à zéro ; ce qui prouve bien que c'est grâce à l'immobilité du liquide que la température peut ainsi descendre et la masse rester sous cet état, que M. Person appelle surfusion, c'est que si, pendant la période du refroidissement au-dessous de zéro, on vient à ébranler le liquide, soit en l'agitant avec un morceau de verre, soit même simplement en frappant dans ses mains ou sur la peau d'un tambour à côté du vase, on voit la solidification partielle se produire aussitôt.

De même si l'on fait fondre du phosphore dans un tube

en verre rempli d'eau à 50° environ (fig. 117), et si on verse goutte à goutte avec un petit entonnoir de l'eau froide de manière à déplacer l'eau chaude par un lube de déversement latéral, on pourra faire descendre le phosphore à 29°, c'est-àdire à près de 15° au-dessous de son point de fusion. Si pendant ce refroidissement on vient à toucher le phosphore avec la pointe de l'entonnoir, il se solidifie en partie, et la masse entière remonte à 44° et se solidifie ultérieurement en totalité.

Mais ce n'est jamais que dans ces circon- Fig. ii7. stances exceptionnelles d'immobilité complète du liquide qu'il y a une différence entre la température de fusion et la température de congélation. Dans les cas ordinaires, ces deux températures sont les mêmes.

Dilatation de l'eau par la congélation.— Lorsqu'un

corps passe de l'état solide à l'état liquide, il y a changement de volume, et par suite de densité. Généralement le volume augmente, par conséquent la densité diminue. Quelques corps cependant ont une densité moindre à l'état solide. L'eau est un exemple que nous pouvons citer. Tout le monde sait que la glace flotte à la surface de l'eau ; la densité de la glace est 0,93. Ainsi, d'après le principe de l'équilibre des corps flottants, le volume de glace qui plonge dans l'eau est les 93/100" du volume total de la glace, et le volume qui surnage en est les 7/100 M . Il n'est pas rare de voir dans les mers polaires des blocs de glace qui dépassent la surface de l'eau de près de 15 mètres : cela supposerait alors pour l'épaisseur totale du bloc, en le supposant cubique, un peu plus de 200 mètres. Mais il faut remarquer d'abord que la glace ne plonge point dans L'eau pure, mais dans l'eau de mer, dont la densité est un peu supérieure, puisque la glace n'est pas toujours compacte et laisse des vides où teau peut pénétrer, enfin que l'air que l'eau tient en dissolution s'en trouve séparé par le fait de la congélation, et, restant emprisonné dans la masse solide, diminue notablement sa densité moyenne.

Il en résulte que la hauteur totale est beaucoup moindre et ne va guère qu'à 60 mètres.

Cette augmentation de volume qu'éprouve l'eau en se solidifiant, explique les effets produits par la gelée sur les plantes. La séve logée dans le tissu végétal, en devenant solide par l'effet du froid, déchire les parois qui la renferment, et lacère les organes; lorsqu'ensuite la température se radoucit, la décomposition arrive promptement et les tissus se pourrissent. On ne s'étonnera plus maintenant qu'un vase plein d'eau et fermé se brise quand le froid gèle le liquide qu'il contient. Il n'est même pas nécessaire que le vase soit fermé pour que cet effet se produise, car s'il présente un col rétréci, la congélation commençant par la surface, qui se refroidit évidemment plus vite que l'intérieur de la masse, la glace qui se formera dans le col produira l'effet d'un bouchon, et le vase se trouvant fermé par elle, devra indubitablement se briser.

La force de l'expansion de la^lace est tellement grande qu'un canon de pistolet rempli d'eau et hermétiquement fermé avec un bouchon en fer, soudé à froid, est brisé par la congélation du liquide qu'il renferme. On cite encore une expérience du même genre faite par Hall. Un obus fut rempli d'eau et fermé avec un tampon en bois, puis laissé au dehors à une température de 12 à 15 degrés au-dessous de zéro. Au bout d'un certain temps, on entendit une détonation assez forte, et l'on trouva le tampon projeté ë plusieurs pieds de l'obus. La glace formait un mamelon fortement saillant en dehors de l'ouverture de l'obus. La projection du bouchon avait seule préservé le fer de la rupture.

La locution vulgaire : il gèle à pierre fendre, est l'expression fidèle de l'effet produit par le froid sur certains calcaires poreux, impropres pour cela même aux constructions; ils absorbent en grande quantité Thumidité de l'air, puis se fendillent et se délitent quand le froid arrive et gèle l'eau interposée. On les connaît sous le nom technique de pierres gèlives. Pour les reconnaître on n'a qu'à les tremper dans de l'eau et les exposer ensuite à un

L'HXSIQUE. 9

froid de quelques degrés au-dessous de zéro. Elles deviennent alors friables et s'écrasent entre les doigts trèsfacilement. On peut encore les mettre en contact avec une dissolution saturée de sulfate de soude, puis les abandonner à l'air. Le sel cristallise dans les interstices et augmente de volume en devenant solide, ce qui produit le même effet que la glace.

La chaleur, en- faisant passer un corps solide à l'état liquide, détruit la cohésion qui unissait ses parties ; si on laisse ensuite refroidir le liquide très-lentement, la cohésion renaît et le corps se solidifie. En outre, on remarque souvent que le corps affecte, en se solidifiant, des formes géométriques régulières; il cristallise, et les cristaux sont d'autant plus nets que le refroidissement est plus lent. Nous renverrons pour les détails relatifs au phénomène de la cristallisation, au cou-rs de chimie de l'année de seconde.

Lorsque nous avons défini les trois états sous lesquels se présentent les corps, nous avons établi que dans les liquides la cohésion, tout en étant plus faible que dans les corps solides, n'est cependant pas nulle. Aussi la différence entre ces deux états n'est-elle pas toujours bien tranchée. Quand on fait fondre de la résine, par exemple, elle n'arrive jamais à une fluidité parfaite et reste toujours pâteuse à ce point qu'en renversant le vase qui la renferme on a de la peine à faire couler le liquide. Beaucoup de corps ne passent à l'état de liquides parfaits qu'en prenant d'abord cet état pâteux qu'ils conservent dans une étendue de température quelquefois très-grande. Ainsi le fer se ramollit bien avant de se fondre; c'est même une des qualités les plus précieuses de ce métal, puisqu'elle permet de le travailler et de lui donner toutes les formes imaginables. Il en est de même du verre qui, lorsqu'il devient rouge, peut se plier, se souder, se souffler en boules et prendre dans les mains de Témailleur les formes les plus variées.

Le soufre offre une anomalie très-singulière; il prend aussi l'état pâteux, mais ce n'est pas comme transition

entre l'état solide et l'état liquide; car à 115° le soufre devient parfaitement fluide; puis vers 190° sa masse perd cette fluidité et devient de plus en plus pâteuse ; à 260°, la cohésion est telle, qu'on peut retourner le vase sans renverser le liquide. A partir de cette température, la fluidité revient, mais jamais aussi complète que dans le principe.

Dissolution.— Le passage d'un corps de l'état solide à l'état liquide ne se fait pas toujours sous l'influence de la chaleur. Les forces chimiques remplacent quelquefois la chaleur comme agents de liquéfaction. Ainsi, lorsqu'on met du sucre ou du sel de cuisine dans l'eau, ces corps perdent la forme solide ; ils se mêlent à l'eau en devenant liquides avec elle et constituent alors, par suite de ce mélange, ce que l'on appelle une dissolution. Le corps se retrouve dans la dissolution avec tous les caractères qu'il avait auparavant, sauf le changement d'état.

Le corps solide peut se dissoudre dans le liquide en toutes proportions jusqu'à une certaine limite supérieure. Cette limite atteinte, la dissolution est dite saturée.

La quantité maximum de substance solide que l'on peut dissoudre dans un poids donné d'un liquide, change avec la nature du solide, avec celle du dissolvant et avec les conditions de température.

Généralement l'élévation de la température recule la limite de saturation. Cependant il y a des corps, la chaux, par exemple, qui sont moins solubles dans l'eau chaude que dans l'eau froide. Le sulfate de soude ordinaire a son maximum de solubilité dans l'eau à 33°.

Si l'on prend une dissolution saturée d'un corps plus soluble à chaud qu'à froid, et si on l'abandonne à un refroidissement lent, la capacité de saturation s'abaissant avec la température, le corps dissous doit retourner à l'état solide, et, pour ainsi dire, molécule à molécule ; dès lors, il cristallise au sein de la liqueur. C'est ce que l'on appelle la cristallisation par voie humide, par opposition au mode de cristallisation que nous citions quelques lignes plus haut, et qui a lieu par voie ignée.

Une dissolution faite à froid et que Ton abandonne à l'air libre, cristallise aussi, si le dissolvant est volatil, et même dans ce cas, les cristaux sont ordinairement plus nets et plus beaux.

vaporisation. — De même que les corps peuvent passer de l'état solide à l'état liquide, ils peuvent aussi quitter l'état liquide pour devenir gazeux, et réciproquement. Déposons uue goutte d'eau sur une assiette, et abandonnons-la à elle-même ; nous la verrons petit a petit s'amoindrir, puis disparaître complètement. L'eau n'est cependant pas anéantie, et, si nous ne la voyons plus, c'est qu'elle s'est mélangée à l'air sous la forme d'un gaz invisible comme lui; elle s'est évaporée. L'alcool et l'éther disparaîtraient de la même manière et plus rapidement encore. Pour retrouver dans l'air ces vapeurs, il suffirait d'y introduire un corps ayant pour elles une affinité chimique assez grande. Mettons, par exemple, sous une cloche bien sèche une petite soucoupe contenant de l'eau, et une assiette dans laquelle on aura déposé de la potasse ou du carbonate dépotasse, substances très-avides d'humidité ; et nous verrons, en même temps que le niveau de l'eau s'abaisse dans la soucoupe, la potasse s'huméfier et finir par devenir presque liquide par le fait de l'eau qu'elle aura absorbée et qui a augmenté notablement son poids, comme on peut s'en assurer par la balance.

Suivant que l'expérience sera faite par un jour froid de l'hiver ou pendant les chaleurs de l'été, l'évaporation se produira avec lenteur ou rapidement. Ainsi la température a une grande influence sur la formation des vapeurs. Aussi le mercure, qui ne donne pas de vapeurs à la température ordinaire, en fournit au contraire en quantité très-sensible, si on le porte à 30 ou 40°. îl est un moyen très-simple de s'en assurer : l'or, au contact du mercure, forme un amalgame blanc, et devient cassant. Si dans un flacon à demi plein de mercure on suspend à une petite distance du liquide une feuille d'or, elle reste intacte tant que la température est peu élevée ; mais si on

CHANGEM. D'ÉTAT DES CORPS. CHALEUR LATENTE. i91

porte le flacon à 40° en le plongeant dans de l*eau tiède, au bout de quelque temps on voit les feuilles d'or blanchir par l'action de la vapeur du mercure 1 .

Si nous nous adressons au soufre, nous 1q verrons donner des vapeurs très-visibles à l'œil vers la température de 300°; l'arsenic en donne aussi à peu près à la même température. L'antimoine ne fournit de vapeurs, sensibles qu'à la température rouge; l'argent, seulement à la chaleur blanche. On voit où ceci nous conduit : à admettre que tous les corps liquides peuvent fournir des vapeurs si on les chauffe suffisamment, à moins cependant que l'on n'opère sur des corps composés dont les éléments, unis par une affinité peu énergique, se séparent par l'action de la chaleur.

Si maintenant nous plaçons une goutte d'eau sur la platine de la machine pneumatique, en la recouvrant avec la cloche; puis si nous en" mettons une seconde sur la même platine, mais en dehors de la cloche, nous verrons, en faisant jouer les pistons, que la première goutte disparait avec une très-grande rapidité, pendant que laseconde ne s'évapore au contraire que très-lentement. Ainsi la diminution de la pression favorise l'évaporation, et cela va pour ainsi dire de soi-même. On comprend sans peine que la pression exercée sur la surface du liquide s'oppose au dégagement de la vapeur, non point en l'empêchant complètement, car la goutte extérieure finit par s'évaporer entièrement tout aussi bien que l'autre, mais au moins en le ralentissant d'une manière notable.

Il suit de là que si l'on combine ensemble les deux moyens, réchauffement du liquide et la raréfaction de l'atmosphère gazeuse qur presse sur la surface, on obtiendra plus rapidement encore l'évaporation. C'est ce que l'on fait, par exemple, dans les ateliers de raffinerie

1. Les liquides, que dans le langage usuel on appelle volatils, sont ceux qui fournissent dei vapeurs en quantité appréciable à la température ordinaire, ou au moins à des températures peu élevées. En chimie on l'applique à tous les corps qui donnent des vapeurs, quelle que soit la température de leur vaporisation.

pour concentrer les sirops, c'est-a-dire faire évaporer en partie l'eau qui tient le sucre en dissolution.

Liquéfaction des vapeurs et des gaz. — Si au contraire on,soumet une vapeur au refroidissement, ou bien si Ton augmente la pression qu'elle supporte, on doit la ramener à l'état liquide. Ainsi, quand dans un air chaud et chargé de vapeur d'eau on apporte un corps froid, immédiatement la vapeur, refroidie par le contact de ce corps, se dépose en partie à sa surface. Ce phénomène, opposé à l'évaporation, a reçu le nom de condensation. C'est encore pour cette raison que la vapeur d'eau qui s'échappe de nos poumons pendant l'acte de la respiration, lancée en hiver dans l'air froid, s'y condense en petites gouttelettes qui forment un brouillard visible; tandis qu'en été la vapeur, rencontrant un air chaud, s'y mêle sans se liquéfier.

Les vapeurs présentant avec les gaz une grande analogie, il était probable que les gaz devaient pouvoir se transformer en liquide par les moyens qui réussissent avec les vapeurs. L'expérience a montré, en effet, que, à l'exception d'un très-petit nombre (l'oxygène, l'azote, l'hydrogène entre autres), les gaz peuvent être ramenés à l'état liquide, soit par un refroidissement plus ou moins

énergique, soit par une forte pression. Ainsi on liquéfie le gaz qui se produit quand le soufre brûle à l'air et que l'on appelle Yacide sulfureux , en le faisant passer dans un uDe en U (fig. 118), entouré d'un mélange de glace et de sel dont la température est d'environ 17° au-dessous de zéro. Si l'on soumettait en même temps le gaz à une

pression de 5 à 6 atmosphères, on n'aurait pas besoin de l'exposer à un froid aussi considérable.

Avant de quitter ce sujet , nous noterons qu'il est des substances qui passent de l'état solide à l'état de vapeur immédiatement, sans prendre comme transition la forme liquide. Tels sont en particulier l'arsenic et le camphre. Ce mode particulier de vaporisation porte le nom de su blimation. Un corps se sublime lorsque la température de fusion et le point d'ébullition du liquide se confondent de telle sorte que le liquide se résout en vapeur à mesure qu'il se forme. Mais si on empêche par la pression cette transformation en vapeur, alors la liquéfaction aura lieu. Il suffira d'enfermer de l'arsenic dans un tube en verre complètement fermé et de chauffer ; on amènera ainsi le corps à l'état liquide. Les premières portions de vapeur formées pressent comme un gaz , par leur élasticité , sur l'arsenic, et, empêchant par là la formation de nouvelles vapeurs, permettent au corps de se liquéfier.

Chaleur latente. — Il nous reste maintenant à expliquer la constance de la température de fusion malgré l'action continue du foyer- de chaleur. Que devient cette chaleur que le foyer cède au corps et qui cependant ne fait pas varier la température ? Quel rôle joue-t-elle?

£t d'abord y a-t-il réellement de la chaleur absorbée? Pour s'en convaincre, il suffit de mettre en contact un kilogramme d'eau à 79° et un kilogramme de glace à 0°, et d'agiter rapidement pour qu'il y ait le moins de chaleur possible perdue en dehors. On obtient alors deux kilogràmmes d'eau à zéro. Ainsi la chaleur qu'a abandonnée le kilogramme d'eau en descendant de 79° à zéro, chaleur qui est la même que celle qu'il faudrait lui fournir pour l'élever de zéro à 79°, a été employée tout entière à transformer le kilogramme de glace en un kilogramme d'eau à zéro, sans changement de température.

Les physiciens, prenant pour terme de comparaison , pour unité de chaleur, la quantité de chaleur nécessaire pour élever un kilogramme d'eau de zéro à 1°, ont reconnu que pour porter d'une température déterminée à

une autre température déterminée un kilogramme des diverses substances, plomb, zinc , verre, etc., il fallait des quantités de chaleur différentes : de là on conclut nécessairement qu'à une même température les différents corps pris sous le môme poids contiennent des doses de chaleur inégales. En comparant le phosphore solide et le phosphore liquide , la glace et l'eau , dans les limites de température où le phosphore ët l'eau peuvent se trouver sous les deux états , on a retrouvé aussi cette différence , et le corps liquide exige plus de chaleur que le même corps à rétat solide pour subir la même variation de température. La conséquence est que le corps à l'état liquide contient une somme de calorique plus grande. Ainsi le phosphore liquide à 44° ou le plomb liquide à 332° contiennent plus de chaleur que le phosphore solide ou le plomb solide à ces mêmes températures. Mais alors même qu'on trouverait qu'il faut moins de chaleur au corps liquéfié qu'au corps solide pour subir une même variation de température , cela n'empêcherait pas d'admettre qu'à la plus basse température où le corps peut présenter. les deux états, il renferme plus de chaleur à l'état liquide qu'à l'état solide ; seulement la différence des deux sommes de calorique irait en décroissant au fur et à mesure qu'on prendrait une température plus élevée, et c'est précisément ce que nous trouverons plus tard quand nous étudierons le phénomène de la transformalion de l'eau en vapeur.

C'est cette différence des deux sommes de calorique possédées par le corps liquide et le corps solide à la température de fusion que le foyer est obligé de fournir au corps solide au moment de sa liquéfaction. On l'appelle en physique chaleur latente de fusion. Par ce mot de chaleur latente on a voulu exprimer que cette quantité de chaleur pénétrait dans le corps sans produire de changement sensible au thermomètre, et qu'elle était simplement chargée de déterminer le passage de l'état solide à l'état liquide. On admet donc ainsi dans le corps liquide deux espèces de chaleur ; l'une sensible au thermomètre

et qui donne au corps sa température, l'autre latente et chargée d'un rôle purement mécanique, celui de détruire la cohésion. Ne serait-il pas plus simple d'admettre que la somme tout entière de calorique contenue dans le corps liquide est chargée des deux rôles à la fois , et d'effacer cette distinction qui n'est point nécessaire pour expliquer les faits ?

Dans l'expérience de la surfusion de l'eau nous avons fait remarquer qu'au moment où la congélation venait à se produire , il n'y avait qu'une partie de la masse solidifiée, et que le tout , solide et liquide , remontait à zéro. Cela prouve que la quantité de chaleur contenue dans l'eau liquide à — 12° est plus grande que celle que devrait contenir la glace à zéro, mais moindre que celle que contiendrait l'eau liquide à zéro également. D'où il résulte que celte somme de chaleur se distribuera entre une portion de masse solide et une portion de masse liquide , toutes deux à zéro.

Mélanges réfrigérants. — La dissolution d'un corps

solide dans l'eau doit être évidemment accompagnée d'un abaissement de température , puisque le corps passe à l'état liquide sans recevoir la quantité de chaleur latente nécessaire à sa fusion. C'est en effet ce qui arrive. Ainsi la dissolution du sulfate de soude ordinaire dans l'eau détermine un abaissement de température de plusieurs degrés au-dessous de zéro.

Si, au lieu de mettre le sel en contact avec l'eau liquide, on le met en contact avec de la glace, le refroidissement est plus grand encore ; car ici la force chimique de dissolution fera liquéfier les deux corps à la fois ; or, le sel et la glace contiennent une certaine somme de calorique moindre que celle que devraient renfermer ces deux corps pris a l'état liquide à la même température. Une force extérieure, affinité chimique, force de dissolution, peu importe, les rend liquides. Dès lors cette quantité de cjhaleur étant insuffisante pour les maintenir à cette temrature, une fois qu'ils sont liquéfiés, elle pourra toujours les maintenir à une température plus basse; et

c est à cette température que descendra la masse totale liquéfiée.

Le froid produit par les mélanges de cette nature, appelés mélanges frigorifiques ou réfrigérants , dépend de la nature des substances qu'on y emploie et de la température qu'elles possèdent au moment de leur mélange. Le refroidissement est d'autant plus grand que les matières mélangées étaient à plus basse température quand on les a mises en contact. Il ne faudrait pas croire, cependant, qu'on pût obtenir un refroidissement indéfini. Il est nécessairement limité , et parce que l'action réciproque des substances qui détermine leur liquéfaction ne se produit plus si elles sont prises par trop froides, et parce que les objets environnants tendent à réchauffer le mélange.

Principaux mélanges frigorifiques.

Matières Poids Température Température

mélangées. relatifs. initiale. finale.

i Sel marin 1) v ~ 18

/Neige 2\

J Chlorure de calcium hy- [....:. 0° —28'

\ draté 3 )

«Potasse 4) U -

( Neige 1 » 6 » 66 -51«

\ Acide sulfurique étendu. . 1 ) '

Î Neige 12 \

Sel marin 5 [ — 27\77 —31°, 66

Nitrate d'ammoniaque 5 J

l Neige \ \

< Chlorure de calcium hy- [ — 40* — 58 K

I draté 3 I

i Neige..., 8)

\ Acide sulfurique étendu. . 10 I ~ 5J> ~~ b ^ < >'

Il est encore une restriction des plus importantes à apporter à la théorie des mélanges réfrigérants. Toute action chimique développe de la chaleur. Il pourra donc

1. Le mélange réfrigérant dont on fait usage dans la glacière des ménages pour fabriquer de la glace, faire des glaces ou des sorbets, se compose de sulfate de soude et d'acide chlorhydnque.

se faire que le mélange de deux substances, qui agissent chimiquement Tune sur l'autre et se liquéfient, développe la quantité de chaleur nécessaire pour maintenir la masse à sa température initiale ou même pour la porter a une température plus élevée. Dans le tableau que nous venons de donner des principaux mélanges réfrigérants , nous voyons que des poids égaux d'acide sulfurique étendu d eau et de neige , donnent un froid qui peut aller à 51° au-dessous du zéro; si Ton prenait au contraire 4 parties en poids d'acide sulfurique concentré pour une partie de neige , on verrait la température s'élever rapidement à près de 100°. Cela tient à ce que , dans ce dernier cas , la chaleur, développée dans la combinaison de l'acide sulfurique avec l'eau, est plus que suffisante pour liquéfier la petite quantité de neige employée , de telle sorte qu'il en résulte pour la masse un échauffement considérable.

De même quand on prend le sulfate de soude du commerce qui contient de l'eau en combinaison , et qu'on lui enlève cette eau par l'action de la chaleur, de manière à le rendre anhydre, à' hydraté qu'il était auparavant; si après cela on le met en contact avec l'eau, au lieu d'avoir un refroidissement, on aura une élévation de température considérable, parce qu'il n'y aura plus simplement dissolution ; il y aura en même temps combinaison chimique du sel avec l'eau, combinaison qui développera plus de chaleur qu'il n'en faut pour maintenir la masse liquéfiée à sa température première.

Nous n'en avons point fini avec la chaleur latente; dans un des prochains chapitres nous aurons à y revenir en parlant du passage des corps de l'état liquide à l'état de vapeur, et en particulier de l'ébullition. Mais si l'on a bien compris ce qui est relatif au phénomène de la fusion , on ne trouvera plus de difficultés dans les faits relatifs au calorique latent de vaporisation , les principes étant » exactement les mêmes.