CALORIQUE LATENT

Lorsque le calorique pénètre un corps, il produit deux effets distincts ; il en élève la température et il en écarte les molécules. Nous pouvons considérer ces deux effets comme provenant chacun d’une partie du calorique reçu par le corps dont l’une produirait à elle-seule l’élévation de température, et l’autre les variations de distance des molécules. Nous avons désigné la première portion sous le nom de calorique sensible, nous donnons à la dernière le nom de calurique latent. Par exemple, lorsque l’on chauffe un corps solide, il se dilate, mais reste solide jusqu’à ce qu’un thermomètre mis en contact avec lui ait atteint un certain degré qui est toujours le même pour le même corps. Le thermomètre ne monte ni ne baisse pendant toute la durée de la fusion, quelqu’activité que l’on donne au foyer. Ainsi toute la chaleur est employée à faire passer le corps de l’état solide à l’état liquide, et c’est ce calorique qui n’exerce pas d’action sensible sur le thermomètre que l’on désigne sous le nom de calorique latent, Ce calorique latent est quelquefois très-considérable, En mélangeant 2 livres 3 onces 4 dragmes et 81e d’eau à 75 degrés centigrades, avec 2 livres 3 onces 4 dragmes et 81e de glace à zéro, la glace fond entièrement, mais les 4 livres © onces 9 dragmes et 62e d’eau qu’on obtient sont encore à zéro. Ainsi, la chaleur, employée à faire fondre une certaine quantité de glace est la même que celle qui est nécessaire pour élever de 00. à 75 dégrés la même quantité d’eau.

Dilatation des corps. Tous les corps, comme nous l’avons vu au commencement du calorique, se dilatent par la chaleur, et se contractent par le refroidissement ; et s’il existe des corps qui semblent se soustraire à cette loi générale de la nature, cela tient à quelques cir-

constances particulières. Ces exceptions n’ont lieu que quand un corps

change d'état; c’est ainsi, par exemple, que l’eau augmente de volume

lorsqu’elle est sur le point de se congeler. Il existe ceperdant un grand

nombre de corps qui, bien qu’ils ne changent pas d’état apparent, dimi-

nuent de volume par la chaleur. Parexemple, le bois semble se contracter quand il fait chaud; c’est qu’il perd, par l’évaporation causée par la chaleur, l’eau qu’il renfermait dans ses pores. Il en est de même des terres et d’un grand nombre de substances organiques ; la diminution de leur volume vient de ce qu’eiles perdent plus d’eau par la dessication qu’elles ne gagnent en volume par la dilatation.

La dilatation des corps solides, bien que très-petite en elle-même, produit sur des barres très-longues des variations considérables auxquelles il faut nécessairement avoir égard. Par exemple, les tuyaux de fonte destinés à la conduite des eaux éprouvent, par les variations de température des saisons, des variations de longueur souvent tellement considérables qu'ils se briseraient infailliblement, si on n'avait pourvu à cet inconvénient ; car la force avec laquelle les corps solides tendent à changer de volume par les variations de température est très-considérable. Pour obvier à cet inconvénient, les cylindres s’emboitent à frottement les uns dans les autres, de manière à ce qu’il y ait le jeu nécessaire pour que les variations de température n’aient pas d’autre effet que de faire entrer ou sortir plus ou moins les tuyaux les uns dans les autres.

Cette effet de dilatation et de contraction se fait sentir aussi dans les horloges à pendule dont la tige, étant plus longue, va moins vite quand la température est plus élevée, et étant plus courte, va plus vite quand la température est plus basse. Cette inégalité d’indication des pendules n’est pas d’un grand inconvénient dans les besoins journaliers, et ne peut être nuisible qu'aux observations astronomiques. Le même effet se reproduit dans les montres dont le régulateur est un balancier ; mais on est parvenu à corriger ce défaut par la propriété même qu’ont les métaux de se dilater inégalement par la chaleur,et le célèbre horloger, Mr. Breguet, à construit des chronomètres dont le cours, comparé à celui des étoiles, n’a pas donné dans une année entière une variation diurne de plus d’une seconde.

C’est par le moyen de la dilatation par la chaleur que le forgeron peut étendre son bendage sur une roue dont la circonférence est un peu plus grande que celle du bendage.

Les corps, en se dilatant et en se contractant, exercent des efforts prodigieux.. C’est ainsi que Mr. Molard, ancien directeur du musée des arts et métiers, à fait une heureuse application de cette force. Au Conservatoire des Arts et Métiers, deux murailles latérales d’une galerie s'étaient inclinées sous le poids énorme d’un plafond qu’elles soutenaient, Mr. Molard les fit traverser par des barres de fer terminées au dehors par de forts boulats. Alors on chauffait la moitié des barres, et comme elles s’allongeaient par la chaleur, on serrait les écroux, puis on fesait chaufter les autres barres au moyen de lampes, et on serrait les écroux de la même manière. Par ce moyen Mr. Molard fit disparaître toute l’inclinaison des murailles. Quand à la dilatation des liquides, nous avons pu la remarquer dans la construction du thermomètre, puisque comme nous lavons vu, c’est sur ce principe que sont fondés ces instruments.

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Les gaz se dilatent par la chaleur de la même manière que les solides et les liquides, mais d’une plus grande quantité. Lorsque l’air, par exemple, est réchauffé, cette partie qui est réchauffée se dilate, et étant devenue par là plus légère, elle s’élève et est remplacée par la couche supérieure. C’est à cet effet que sont dus les deux courants contraires que l’on observe en plaçant tour-à-tour une chandelle au haut et au bas de la porte ouverte d’un appartement que l’on chauffe, Si vous placez la chandelle au bas de la porte, la flamme est repoussée à l’intérieur par le courant d’air froid qui entre ; si au contraire, vous la placez au haut de la porte, elle sera repoussée à extérieur par le courant dilaté d’air chaud qui tend à sortir.

Lorsque l’on expose à l’air de l’eau placée dans un vase ouvert, on en voit le volume diminuer peu à peu, et le liquide disparaître complètement après quelques jours. Cet effet est beaucoup plus rapide, lorsque l’on fait bouillir un liquide par l’action du feu. Le liquide prend alors la forme et l’apparence de l’air, et l’on dit qu’il se réduit en vapeur. On dit qu’un corps est plus ou moias volatil, lorsqu'il exige une température moindre ou plus grande pour se réduire en vapeur. Ce phénomène se produit aussi bien dans le vide qu’au contact de Vair. Cette propriété des liquides de se transformer en vapeur n’appartient pas Cependant à tous les liquides. 1Îl y en a qui n’émettent point de vapeur, telles sont les huiles grasses; d'autres ne semblent donner naissance à des vapeurs qu’au-dessus d’une certaine température, tels sont, par exemple, le mercure, l’acide sulfurique. Mais ces exceptions sont peu nombreuses.

Lorsque l’air est tranquilie, l’évaporation se fait très-lentement ; mais lorsque l’air est agité, l’évaporation est rapide: c’est ce qui arrive dans ies tempêtes où les vents violents dessèchent rapidement la surface de la te re, parceque les couches d’air se succèdent et se saturent tour-à-tour de vapeurs. La tension ou force élastique d’une vapeur varie avec la température, et augmente plus rapidement que le nombre des degrés indiqué par le thermomètre.

Loi de Dalton. A la température de l’ébullition d’un liquide quelconque, la tension dé la vapeur est égale à la pression de l’atmosphère ; car si elle était plus faible, elle ne pourrait vaincre la pression atmosphérique pour parvenir à la surface du liquide, et si elle était plus forte rien n’empêcherait qu’elle ne fut formée plutôt. Ainsi, à la température de l’ébullition de tous les liquides, leurs vapeurs ont la même tension. En opérant sur un grand nombre de liquides différents, et en fesant varier pour chacun d’eux la température dans toutes les limites inférieures à leur ébullition, un physicien anglais nommé Dalton à découvert que pour les liquides, à des températures également éloignées du point d’ébullition, leurs vapeurs avaient la même tension. C’est ainsi que l’alcool houillant à 78 degrés et l’eau à 100 degrés centi; grades, les forces élastiques de leurs vapeurs réciproques sont les mêmes à cette température ; la tension de la vapeur d’alconl à 76 degrés est la même que celle de la vapeur d’eau à 98 degrés.

Quoique des expériences récentes aient démontré que cette loi de Dalton n’est point rigoureuse, on peut cependant la regarder comme une approximation suffisante.

De PHygrometrie. Nous savons que l’eau émet de la vapeur à toutes les températures, et que cette vapeur est absorbée par l’air en

d’autant plus grande quantité que la température de ce dernier est plus

élevée ; l'Hygrométrie a pour objet la recherche des différents degrés

de la vapeur d’eau absorbée par l’air ; les instruments dont on se sert

pour cet objet portent le nom d’hygromètres ou d’hygroscopes. La solution de ce problème est extrêmement difficile à trouver, et n’a pas

même été trouvée parfaitement; mais on parvient à un résultat assez

exact au moyen d’un hygromêtre. Le meilleur est celui que l’on ap-

pelle hygromètre de Saussure, parce que c’est lui qui l’a inventé.

Cet instrument consiste en un cadre de cuivre À B C D (fig: 41.) dans lequel un cheveu ab est suspendu en a à une petite pince que l’on peut monter ou descendre au moyen d’une vis, et fixé par son autre extrémité à un petit cylindre mobile sur son axe et garni d’une aiguille mn dont l’extrémité parcourt la portion du cadran PQ ; un fil, enroulé sur le cylindre et portant un petit poids c, sert à tendre le cheveu. Le cheveu en s’allongeant par l'humidité, et restant toujours tendu par le poids c fait tourner le cylindre, et Paiguille parcourt alors un nombre de degrés proportionnel à cet allongement.

Les cheveux sont ordinairement enveloppés d’une matière grasse qui les soustrait en partie à l’action de l'humidité de l’air; dans cet état leur allongement de l’extrême sécheresse à l’extrême humidité n’est d'environ qu'un ;45 de leur longueur; mais lorsqu'on les a dépouillés de cette matière grasse, ils se dilatent quatre fois plus, c’està-dire d’environ un 35. C’est pourquoi l’on fait bouillir les cheveux dans de l’eau un peu alcaline afin de dissoudre la matière grase qui les recouvre. Saussure les place dans un linge afin qu'ils ne se mêlent pas, et emploie de l’eau renfermant ,;45 de son poids de sous-carbonate de soude.

Lorsque l’hygromètre à cheveu a été construit avec beaucoup de soin, on remarque lo. que, placé dans les mêmes circonstances, ses indications sont toujours identiques ; 20. que, quelle que soit la température de l’air, s’il est saturé, l’aiguille marque toujours 1009, et s’il est parfaitement sec l’aiguille s’arrête toujours à zéro. On doit conclure de là que lPaction hygrométrique du cheveu est constante ; que l'effet de la température pour faire varier sa longueur est sensiblement nulle dans les limites de température de l’atmosphère ; et enfin, quelle que soit la températnre de l'air, pourvu qu’il soit saturé de vapeur, le cheveu s'empare toujours de la même quantité d’eau, puisqu'il sallonge de la même quantité.

Du calorique spécifigue. On admet qu’il faut toujours la même quantité de chaleur, quelle que soit la source de cette chaleur, pour élever d’un même nombre de degrés la température d’un même corps. Nous savons aussi qu’il faut toujours la même quantité de chaleur pour faire fondre une livre de glace à zéro et qu’il faut toujours aussi la même quantité de chaleur pour vaporiser une livre d’eau à 1000; mais il faut que les masses sur lesquelles on opère soient identiques, soit par leur nature, soit par l’arrangement de lenrs molécules. Il n’en est pas de même si l’on opère sur des substances différentes ayant le même poids.