CALORIQUE SENSIBLE

On entend par calorique sensible celui qui produit sur nos organes les effets connus de chaleur et de froid, et qui peuvent se mesurer par le thermomètre.

Rayonnement. Lorsqu'un corps est placé dans l’air ou dans un fluide quelconque, liquide ou gazeux, à une plus basse température que la sienne, il! finit toujours par atteindre exactement la température du milieu * dans lequel il est plongé.

Le corps se refroidit encore lorsqu’il est placé dans une enceinte vide, à une température inférieure à la sienne, et finit toujours par se mettre en équilibre avec la température de l’enceinte. Ainsi, les corps en se refroidissant, cèdent une partie de leur calorique non seulement aux corps qui sont immédiatement en contact avec eux, mais encore ils lancent du calorique dans toutes les directions ; c’est ce calorique transmis à distance que l’on désigne sous le nom de calorique rayonnant.

* Le mot milieu signifie la mème chose que fluide, qui peut-être liquide ou gazeax.

Le calorique rayonnant se transmet en ligne droite, et se réfléchit contre les surfaces polies, en fesant l’angle de réflection égal à l'angle d'incidence ; propriété que l’on reverra dans la lumière. On entend par angle d'incidence l’angle formé par l’inclinaison du rayon calorifique qui tombe sur la surface réfléchissante et par une ligne perpendiculaire à cette surface au point où tombe le rayon, et par angle de réflexion l’angle formé par la perpendiculaire dont nous venons de parler et par l’inlinaison du rayon réfléchi. On peut se servir de cette propriété pour concentrer en un seul point un très-grand nombre de rayons calorifiques sans employer l’action directe d’un foyer. (C’est en renvoyant la chaleur du soleil sur un même point par un grand nombre de miroirs convenablement disposés, que l’on prétend qu’Archimède, cet illustre savant de l’antiquité, brûlait les vaisseaux romains qui assiégaient Syracuse sa patrie.

Les expériences sur le rayonnement du calorique se font d’une manière beaucoup plus décisive au moyen de deux miroirs paraboliques. Ces deux miroirs, MN, M'N', sont placés en regard l’un de l’autre, de manière que leurs axes se confondent ; si l’on place un corps chaud, un boulet rouge, par exemple, au foyer F de l’un des miroirs, et que l'on place un thermomètre au foyer F' de l’autre miroir, on le voit baisser rapidement, même lorsque l’on a placé un petit écran dans la ligne de l’axe, pour intercepter le rayonnement direct. Les rayons calorifiques, qui s’échapperont du corps rayonnant, se réfléchiront d’abord sur le miroir dont ce corps occupe le foyer, il y aura donc un faisseau de rayons parallèles à l’axe XV qui, reçus par l’autre miroir, se réfléchiront au foyer de ce miroir. Parie moyen d’un boulet incandescent le rayonnement est sensible à une grande distance, et l’on peut enflammer de l’amadou a 15 ou 16 pieds du foyer de chaleur.

Les lois du rayonnement du calorique se manifestent également dans le vide.

Vitesse du calorique rayonnant. On a essayé de mesurer la vitesse du calorique ; la plus grande distance à laquelle on ait fait expérience était de plus de 75 pieds, et cependant on a pu distinguer d’intervalle entre le moment du départ des rayons et leur arrivée sur le corps soumis à expérience. Il résulte de là que la transmission de la chaleur se fait avec une grande rapidité. Il est même probable que sa marche est aussi rapide que celle de la lumière, puisque le soleil nous les envoie unies inséparablement; or la lumière met 8 minutes et 13 secondes à venir du soleil, et cette distance est d'environ 34 millions et demi. On ne pourrait cependant pas affirmer qne le calorique privé de lumière se meut avec la même vitesse, bien que par les expériences que nous venons d'indiquer, il se meuve avec une très-grande rapidité.

Le calorique traverse l'air et les gaz sans s’affaiblir sensiblement, puisque les rayons solaires échauffent bien plus rapidement et bien plus fortement les corps solides et les liquides sur lesquels ils frappent que Vair qu’ils traversent, mais il traverse encore facilement les corps solides transparents, tels que le verre, le cristal de roche, &c. qui laissent passer une partie de la chaleur d’autant plus grande que la température du corps rayonnant est plus élevée. Quand la source de chaleur n’est pas supérieure à celle de l’eau bouillante, les rayons calorifiques qui en 7G

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émanent se transmettent très-peu ou pas du tout à travers une lame de verre, quelle que mince qu’elle soit; mais au-dessus de cette température, la quantité de chaleur à travers un même écran, augmente dans une plus grande proportion à mesure que la température de la source est plus élevée. Par exemple, un écran de verre arrétant les 7-8 du calorique émis par un corps à 180 degrés, n’arrête que les 6-7 du calorique émis par un corps à 400 degrés, et la moitié seulement du calorique émis par la flamme d’une lampe.

On a observé, que la chaleur qui a traversé une lame de verre, éprouve, dans le passage à travers une seconde lame, une perte proportionnellement beaucoup moindre. Par exemple, en mettant un écran entre un corps chaud et un thermomètre, le rapport entre la chaleur transmise et Ja chaleur totale était un 1-8, tandisque si l’on interposait un second écran, ce rapport devenait seuiement 1-16.

Refraction. Le calorique rayonnant se refracte comme la lumière, c’est-à-dire que, quand il traverse un corps dans des directions qui ne sont pas perpendiculaires aux surfaces de ce corps, les rayons sont déviés plus ou moins de leur direction. C’est ce que l’on remarque en interposant une simple lorgnette entre de l’amadou ou tout autre corps un peu combustible et le soleil. Au moyen d’un système de lentilles ou de verres convenablement disposés on est parvenu à obteair un feu aussi ardent ou plus ardent même que celui obtenu par les combustions les plus énergiques. On a prouvé que les mêmes lois existent pour le calorique obscar, mais elles ne produisent pas des effets aussi puissants.

Intensité de la chaleur. L’intensité de la chaleur décroît dans le même rapport que la distance augmente, c’est-à-dire, en raison inverse du carré de la distance. Cet effet est dû à ce que, à une distance double, les rayons calorifiques divergeant toujours depuis leur origine, iront se répandre sur une surface quatre fois plus grande, puisque 4 est le carré de 2 ; à ce que à une distance triple ils frappèront une surface 9 plus grande, puisque 9 est le carré de 3. Cr il est clair que si un certain nombre de rayons calorifiques frappait une surface d’un pied carré, ce même nombre de rayons, frappant ensuite une surface 9 fois plus grande, chacun des points de cette dernière surface sera 9 fois moins échauffé, puisqu’il sera lancé à chacun de ces points 9 fois moins de rayons calorifiques.

Pouvoir réflecteur. Les corps frappés par la chaleur ont le pouvoir d’en réfléchir une partie ; c’est ce que l’on appelle leur pouvoir réflecteur. Tous les corps ne l’ont pas au même degré. Il dépend et de la nature de ces corps et du poli de leurs surfaces. Voici un tableau du pouvoir réflecteur de quelques corps :—

Cuivre jaune, 100 | Etain mouillé de mercure, 10 Argent, 90 | Verre, 10 Etain en feuilles, 80 | Verre mouillé, 5 Acier, 70 | Noir de fumée, 0 Plomb, 60

Pouvoir émissif. Nous entendons par pouvoir émissif la faculté qu'ont les corps de transmettre plus ou moins rapidement leur chaleur aux corps environnants. On a remarqué que le pouvoir émissif d’un corps est toujours en sens inverse de son pouvoir réfléchissant ; c’est-

à-dire que, plus uu corps est poli et moins il émet de chaleur, et que les nombres qui expriment les pouvoirs réfléchissants des corps les plus polis sont les mêmes ou à peu près les mêmes qui expriment les pouvoirs émissifs des corps les moins polis, comme nous allons le voir par la comparaison de cette table avec la table précédente :—

Noir de fumée, 100 | Glace, 85 Eau, 100 | Mercure, 20 Papier à écrire, 93 | Plomb brillant, 19 Verre ordinaire, 90 | Etain, argent, cuivre, or, 12 Encre de Chine, 88

Pouvoir absorbant. On désigne sous le nom de pormoir absorbant la faculté qu'ont les corps de s'approprier une partie de. la chaleur qui leur est envoyée par d’autres corps. On a remarqué par l’expérience que le pouvoir absorbant des corps est dans le mème rapport que leur pouvoir émissif, c’est-à-dire que, si deux corps sont par rapport à leur pouvoir émissif dans un rapport de 100 à 90, ils auront aussi un rap port de 100 à 90 pour leur pouvoir absorbant. On sait aussi que plus un corps est réflecteur, moins il a de pouvoir absorbant. On augmente le pouvoir absorbant d’un corps poli en fesant des raies sur sa surface, de même que l’on augmente de cette manière son pouvoir émissif.

Propagation de la chaleur à travers les corps liquides. Les rayons calorifiques, qui se présentent à la surface des liquides, sont réfléchis ou absorbés par une couche extrêmement mince de leur surface dont ils élèvent ia température; et par un rayonnement qui a lieu de molécule à molécule, le calorique, reçu et absorbé à la surface, se transmet de là dans l’intérieur. Mais le transport de la chaleur dans les liquides se fait de la même manière que dans les gaz, c’est-àdire que, les couches plus échauffées, devenant moins denses en se dilatant, s'élèvent à la surface, et ainsi de suite jusqu’à ce que toute la masse soit échauffée,

Propagation de la chaleur à travers les corps solides. Les corps solides, de même que les corps liquides, arrêtent à leur surface les rayons de chaleur ; de même aussi une partie de ces rayons est réfléchie, et l’autre absorbée par une couche extrêmement mince de la surface. Mais, comme les molécules d’un corps solides sont parfaitement immobiles, le transport du calorique se fait nécessairement de molécule à molécule.

De la conductibilité. On entend par conductibilité la faculté qu’ont les corps d’absorber de la chaleur et de la transmettre dans leur masse, Les corps solides ont une plus grande faculté eonductrice que les liquides ; mais elle est beaucoup plus grande dans certains corps solides que dans d’autres. Tout le monde sait en effet que l’on peut tenir impunément une barre de verre à une très-petite distance du point où elle est en fusion, tandisque, une barre de fer, échauffée au rouge à l’une de ses extrémités, c'est à peine, à une grande distance, si la main pourra en soutenir la température.

On peut prouver d’une manière bien évidente à l'œil même cette inégalité de faculté conductrice, au moyen de l’appareil suivant. Une boite rectangulaire en fer blanc est garnie (fig: 41.) d’un grand nombre

de tubulures dans lesquelles on a mastiqué des cylindres a, b, c, d, e, f, de même longueur et de même diamètre. On les plonge tous ensemble dans de la cire fondue, et on les retire promptement ; cette couche de cire devient bientôt solide par le refroidissement. Alors on remplit le vase M N d’huile bouillante ; la chaleur se propage dans les divers cylindres, et l’on juge, par la rapidité de la fusion de la cire sur chacun d’eux, de la rapidité avec laquelle ils propagent la chaleur. Par ce procédé l’on trouve que l’or est le meilleur conducteur du calorique, ensuite l’argent. Viennent après le cuivre, le fer, le zinc, l’étain et le plantine à peu près au même degré, le plomb ; le marbre, le verre, la porceline, la terre des fourneaux sont inférieurs aux métaux. Mais les charbons et les bois secs sont encore plus mauvais conducteurs du calorique. En général, l’on a remarqué que les plus mauvais conducteurs sont les substances composées de filaments très-fins qui se touchent par très-peu de points, telle que le coton, la laine en flocons, le duvet, le son, la paille, la ouate, la fourure des animaux, &c. Voilà pourquoi ces substances, mais principalement les fourures nous préservent-elles tant du froid, uniquement parcequ’elles empêchent le rayonnement à l'extérieur, et qu’elles conservent au corps humain la chaleur qu’il émet, et un atmosphère calorifique constant.