ACTIONS DE LA CHALEUR

§ a. De la conductibilité.

La conductibilité est la propriété dont jouissent les corps de transmettre dans toute leur masse, plus ou moins lentement ou rapidement, mais avec une vitesse appréciable, la chaleur qu'on communique à Tune de leurs eitrémités. Cette propagation a lieu successivement, de molécule en molécule. On nomme bons conducteurs, les corps chez lesquels cette transmission est facile et rapide; mauvais conducteurs, ceux qui propagent la chaleur avec lenteur et difficulté.

Les gaz sont les plus mauvais conducteurs que Ton connaisse; les liquides sont aussi très-peu conducteurs : on avait même cru qu'ils ne Tétaient pas du tout; mais la propagation directe de la chaleur dans les liquides a été non-seule meut constatée pour la première fois par les recherches de M. Despretz; mais cet habile physicien a encore reconnu le premier les lois de cette propagation (i). On lui doit pareillement d'importantes recherches sur la conductibilité des corps solides, pour lesquels il a vérifié la loi mathématique de propagation qu'avait indiquée Lambert*

Parmi ces derniers corps, auxquels appartiennent lés minéraux proprement dits, les métaux sont en général de bons conducteurs; mais il existe entre eux, sous ce rapport même, d'assez grandes différences. L'or, l'argent et le cuivre possèdent la faculté conductrice au plus haut degré; tandis que, relativement à ces métaux, le platine et le fer sont d'assez faibles conducteurs. Parmi les corps non métalliques, le charbon, le soufre, les pierres de diverses espèces conduisent très-mal la chaleur.

On doit s'attendre naturellement à ce que la chaleur ne se propage pas avec la même vitesse en tous sens à l'intérieur des corps cristallisés. En général, la conductibilité est inégale dans les cristaux, comme M. de Sénarmont l'a démontré, en appliquant aux lames cristallines un procédé d'expérimentation analogue à celui que lngenhouz avait appliqué à des tiges métalliques de diverses natures. M. de Sénarmont, en un point donné d'une lame cristalline, établit un foyer permanent de chaleur, qui exerce son action concentriquement autour de ce point, et il constate les effets de la propagation simultanée en différents sens, à l'aide d'un moyen physique qui rend immédiatement sensible l'arrivée d'une même température à diverses distances.

(1) Annales de Chimie et de Physique, tome LXX1, p. 206.

346 UVBB I. OBAMTftB *•

Dans une plaque à faces parallèles, de quelques millimètres d'épaisseur, on perce vers le centre an trou conique, par lequel on fixe cette plaque sur une tige métallique, effilée en oône à ton extrémité, et redressée en équerrè à quelques centimètres de distance de sa pointe. La surface supérieure de la plaque est polie et recouverte d'une couche mince de cire vierge. On chataefc à k flamme d'une bougie un des points du long bras de la tige» réchauffement se propage bientôt jusqu'à la pointe, qui devient pour la lame une source centrale et rayonnante de chaleur. Mais» pour que cette source agisse seule, on enfile dans le bras h*i%» zontal de la tige un écran vertical, qui abrite la lame contre-àe rayonnement direct de la flamme. A mesure que la chaleur de le tige se transmet à la plaque et se propage autour du point central, la cire se fond, et la courbe qui sépare la partie jfejà fondue de la partie encore solide, dessine à chaque instant le contour de la propagation d'une égale chaleur dans toutes ke directions à la fois.

Cette ligne, qui est marquée par un bourrelet très-visible» est ce que Ton appelle une courbe isotherme. Si la propagation est là même en tous sens, cette courbe est un cercle ; dans le cas dVute propagation inégale , elle a un centre et des rayons tnétjtux comme l'ellipse, et elle fait reconnaître aisément les mawînunat les minùna de conductibilité, qui se montrent généralemerit dans la direction des lignes de symétrie de la lame crtstaUtee. Si maintenant on imagine que Ton ait déterminé la courbe isotherme pour chacune des lames, qu'on pourrait extraire d'un cristal, en menant des sections dans tous les sens autour d!«H même point, la réunion de toutes ces courbes isothermes formeifa une surface, qu'on pourra appeler de même surface ùothétine, parce qu'elle indique comment a Heu, dans la masse du cristal* la propagation d'une chaleur égale dans tous les sens autour d;«* même point. Dans les milieux homogènes à conductibilité uni* forme, cette surface est une sphère ; dans ceux à conductibiUlé inégale, cette surface est un sphéroïde, qui dans certains cas pool être un ellipsoïde de révolution, dans d'autres cas un ellipsoïde à axes inégaux. Voici les principaux résultats des' expériences de M. de Sénarmont, qui se montrent parfaitement d'accordr» dans chaque système cristallin, avec la symétrie qui lecaraeté* fisc.

i° Dans les cristaux du système régulier, là conductibilité est égale en tous sens, toutes les courbes isothermes sont des cercles,

Acnoira n la chautor. 8^7

et la surface isotherme, une sphère concentrique à la source de chaleur.

20 Dans les cristaux des systèmes rhomboédrique et quadratique, où il y a un axe principal, la conductibilité a une v&Ieér maJthna ou minima parallèlement à Taxe de figure; elle est égale dans toutes les directions normales à cet axe ; et le sphéroïde 4e conductibilité est un ellipsoïde de révolution autour du même «xe.

3* Dans les cristaux du système orthofhombique , caractérisés par trois axes de symétrie rectangulaires, la conductibilité ptènd trois valeurs principales suivant les directions de ces axtfi, . et là surface isotherme est un ellipsoïde & trois axes inégaux qiii coïncident avec les axes du cristal.

4° Dans les cristaux du système klinorhombiqoe, la conduis 'tibilité prend trois valeurs principales, suivant des directions rectangulaires, dont une coïncide toujours avec celui dès tfiés crîstallographiques qui est perpendiculaire aux deux axes; et fk surface isotherme est un ellipsoïde à trois axes inégaux, dont Un Seul a une position déterminée par la ferme cristaflirie.

5° Dans les cristaux du dernier système, la surface fôétKernfe est encore un* ellipsoïde à axes inégaux ; mais la position de Ces axés n'est nullement annoncée parla forme extérieure (i).

$ 3. De ladiathermie.

La propagation delà chaleur n'a paslieu seulement d'un corjJs à un autre, au contact et de molécule à molécule, elle a lieu encore à distance au travers du vide, de l'air et même de dffférecfts corps solides, comme celle de la lumière, c*est-à-dire que sa transmission dans ce cas est rapide, presque instantanée, et sous forme de rayons, qu'on appelle rayons de chaleur, ou rayons calorifiques. Cette chaleur rayonnante est hétérogène, comme les rayons de la lumière solaire ; elle se compose de plusieurs espèces de rayons de propriétés différentes, et elle subit clans son passage à travers les corps, les mêmes modifications que la lumière, c'est-à-dire qu'elle présente les mêmes phénôj mènes d'absorption, de réfraction, de dispersion, et que, comme

(1) Voyez Tel* deux Mémoires de H. de âéàarmefit rar la eonâàdfbllftf Ut* éMstaàx par la ènaleHir . (Comj^M- A«n*tf d* l'AcwL dm Seieneet, tome XXV, p. 459 et 707.)

elle, elle éprouve dans les milieux cristallisés, la réfraction double et la polarisation.

La diathermie est la propriété que possèdent certains corps de livrer passage aux rayons calorifiques, ou d'en transmettre au moins une partie au travers de leur masse $ c'est une sorte de transparence des corps pour la chaleur. On nomme diathermanes, ceux qui jouissent de cette propriété, et athermanes, ceux qui ne laissent passer aucun rayon calorifique, comme les métaux par exemple, et qui sont en quelque sorte opaques relativement à la chaleur. La transparence pour la chaleur paraît être sans relation aucune avec la transparence pour la lumière : l'alun le plus limpide est très-peu diathermane, il est presque opaque pour la chaleur ; tandis que le quarz très-enfumé et à peu près opaque est diathermane à un degré assez marqué.

Parmi les corps qui sont diaphanes ou transparents pour la lumière, beaucoup sont incolores, parce qu'ils laissent passer sensiblement la même fraction des rayons lumineux de toute espèce, qui se présentent pour les traverser. Les autres sont colorés, parce qu'ils laissent passer certains rayons en plus grande proportion que les autres. D'après les recherches de Melloni, un seul corps jouirait, à l'égard de la chaleur, de la propriété qui caractérise les premiers : il laisserait passer avec la même facilité les rayons calorifiques de toute espèce, et, sous ce rapport, serait, pour ainsi dire, sans coloration : ce corps est le sel gemme; il est complètement diathermane. Tous les autres absorbent en proportions très-inégales les rayons calorifiques de différentes natures : ils sont diversement colorés par rapport à la chaleur. Le quarz enfumé, le mica noir opaque, sont des corps diathermanes, ainsi que le carbonate de plomb, le spath d'Islande et le gypse. Le sulfate de cuivre peut être considéré comme athermane.

§ 4* &e 'a capacité pour la chaleur. — Chaleurs spécifiques des minéraux.

Tous les corps n'ont pas la même capacité pour la chaleur, c'est-à-dire qu'ils ont besoin d'absorber des quantités de chaleur différentes pour éprouver, à poids égal, un même accroissement de température. La capacité d'un corps pour la chaleur se mesure par la quantité de chaleur que doit recevoir l'unité de poids pour s'élever d'un degré en température. Cette quantité déterminée de chaleur se nomme la chaleur spécifique du corps. On

ACTION DE LA CHALftUR. 349

prend pour une unité des chaleurs spécifiques, celle de l'eau. Les chaleurs spécifiques des corps*simples varient entre trois et vingt centièmes. Celle du soufre est de 0,10259, et celle du platine de 0,03243' Ûuloug et Petit ont démontré, par un grand nombre d'expériences, qu'il existait une relation très-simple entre les chaleurs spécifiques des corps simples et leurs poids atomiques ( 1 ). Cette loi consiste en ce que les chaleurs spécifiques de ces corps sont en raison inverse des poids atomiques, en sorte que si Fou multiplie un quelconque de ces poids atomiques par la chaleur spécifique correspondante, on doit avoir pour produit un nombre constant. C'est en effet ce que l'on peut vérifier au moyen de la table suivante, qui est due aux recherches de M. Regnault.

(1) Voyei plus loin ce que l'on entend par le poids atomique d'un corps, et somment on le détermine.

LmiB I. CHAMTl» X.

NOK8

substances.

Plomb. . .

PIftJine.. .

Or

Tungstène.

Antimoine.

Tellure.. .

Iode. . . • Étain.. .,♦ Cadmium.

Palladium.

Molybdène Arsenic. .

Sélénium.

Cuivre. . .

Zinc. . . .

Cobalt. . .

Nickel. . .

Fer

Phosphore.

Soufre. . .

spécifiques,

celle de l'eau

étant!.

POIDS atoiokgies,

celui

4p rjttj$ne

éUatioo.