COMBINAISONS DU CALORIQUE

Le calorique est bien certainement un corps neutre, comme l'exprime sa formule Et £1, car il peut exalter les propriétés des corps qu'il pénètre ou avec lesquels il se combine, mais il ne change pas la nature de leurs affinités. Sa neutralité est donc comparable à celle de Teau, qui dissout également les acides, les alcalis et les corps neutres, sans en altérer les propriétés. Nous avons cité un exemple de la décomposition de l'eau par le calorique (p. 53), dans lequel ces deux ceps se transforment en gaz hydrogène et en gaz oxygène ; mais dans ce cas le calorique est décomposé ainsi que l'eau, et les deux gaz so:it le produit d'un échange d'éléments entre les deux composés, comme on le voit dans Téquation suivante : Et El -{- H 0 = H El + O Et.

Ces deux gaz, qui ne contiennent pas de calorique latent, ne peuvent être réduits à basse température, même en y joignant la compression^ et, avec le gaz azote, ils diffèrent en cela des gaz réductibles qui sont des combinaisons de corps composés et de calorique. On les nomme gaz permanents, et c'est à tort que les physiciens les considèrent comme des corps qui doivent leur état gazeux au calorique.

— 3fiî —

Le caJoriqoe, malgré son état de neutralité, peut former des combinaisons qoi se manifestent souvent par la transformation des corps solides en liquides, et des corps liquides en yapenrs, on gaz réductibles.

Les liquides et les vapeurs ne se forment pas, pour les mêmes corps, à toutes les températures, mais à des températures fixes en deçà desquelles le calorique ajouté reste simplement interposé, puisque sa présence est rendue sensible par une élévation de température proportionnelle à sa quantité; mais arrivé au point de fusion du corps solide, ou au point de gazéification du corps liquide, tout change : le calorique s'ajoute sans qu'il y ait augmentation de la température do corps, il disparait à mesure que les liquides ou les gaz se forment; cependant le liquide accuse la même température que le corps solide qui lui donne naissance, et le gaz formé par un liquide en ébullition à 100 degrés est aussi à 100 degrés. Dans ce cas, il est évident que le calorique est devenu latent, c'est le mot qu'on emploie; mais ce root n'est pas assez significatif, car le calorique n'est pas simplement caché, il est combiné ; il y a proportion définie et changement d'état dos deux corps, comme dans toute combinaison chimique; s'il n'y a pas changement dans les propriétés chimiques des corps liquéfiés ou gazéifiés, cela tient à la neutralité du calorique. Ainsi, l'eau se combine à la chaux, à la barj te et à quantité de sels, en passant à l'état solide, et ne modifie pas les propriétés chimiques de ces composés.

La combinaison du calorique est facilement démontrée en ramenant les liquides et les vapeurs à une température inférieure au point fixe de leur formation par le contact de corps froids bons conducteurs; car les corps liquides qui reprennent Tétat solide abandonnent une quantité de calorique égale à celle qu'ils ont fait disparaître au moment de leur formation , et les vapeurs mélangées à des liquides en élèvent la température beaucoup plus qu'un même poids de liquide au même degré ne pourrait le faire ; la vapeur d'un gramme d'eau à 100" porte 5,37 grammes d'eau de 0 à 100 degrés, ou, ce qui revient au même, élève de 1 degré la température de 537 grammes d'eau.

La théorie des transformations des solides en liquides et des liquides en vapeurs, que nous avons exposée (p. 78), mérite d'être rappelé*, car elle peut éclairer cette partie de la science encore fort obscure. Les masses des corps solides sont formées par la réunion d'atomes simples ou composés, ayant des formes régulières cristallines, et ces

atomes étant accolés les uns aux autres par leurs faces, peuvent recevoir dans leurs interstices une certaine somme de calorique qui a pour eiTet d'augmenter le volume de la masse, tout en restant appréciable au thermomètre ; mais arrivé à une certaine température, qui varie pour chaque corps, Je calorique qui s'ajoute cesse d'être appréciable au thermomètre, et la masse solide se liquéfie. Si nous prenons l'eau solide à l'état de glace pour exemple, le calorique ajouté cessera d'augmenter sa température en arrivant à 0 degré, et ce n'est qu'après la liquéfaction de la masse entière que le thermomètre reprendra sa marche ascendante dans la proportion du calorique ajouté. Un kilogramme de glace à 0^, pour se liquéfier, aura rendu latente une quantité de calorique suffisante pour porter un kilogramme d'eau liquide de 0» à + 79,25^

L'état solide cessant au moment où le calorique disparaît, nous en avons conclu que les atomes solides et cristallins de la glace, d'abord écartés les uns des autres, comme le prouve la dilatation jusqu'à 0**, sont alors pénétrés par le calorique, sans être détruits, et se combinent avec lui en proportion définie, en passant de la forme cristalline anguleuse à la forme globuleuse. Cette forme globuleuse ou sphérique de l'atome explique l'état liquide, comme la forme cristalline explique l'état solide : les atomes rendus sphériques par le calorique roulent les uns sur les autres au moindre effort, et leur masse forme un liquide; les atomes cristallins et anguleux sont au contraire unis face à face, enchevêtrés les uns dans les autres, et ne peuvent produire qu'une masse rigide ou solide , composée de cristaux plus ou moins visibles.

Les corps qui passent de l'état solide à l'état liquide augmentent de volume, et Teau solide ne fait exception, ainsi que nous lavons démontré, qu'à l'état de liberté : l'eau solide par combinaison possède 1,25 de densité, l'eau liquide est prise pour l'unité, mais ce n'est pas à 0°, c'est à -}- 4'' que l'eau liquide atteint ce maximum de densité. L'augmentation de volume de l'eau liquide sur l'eau solide par combinaison est donc d'un quart' , et cette quantité suffit pour que les atomes changent de forme et se dégagent les uns des autres.

* Si nous représentons l'atome d'eau en volumes primitifâ , nous trouvons qu'il possède G volumes, puisqu'il est formé de 100 d*oxygène = 2 volumes et

La transformation des liquides en vapeurs résulte, selon nous, d'une seconde pénétration de l'atome par le calorique avec combinaison ; mais la quantité de calorique Combiné est plus forte, et l'atome, sans cesser d'être entier, prend un volume relatif beaucoup plus considérable. Ainsi, si nous prenons le volume de l'atome d'eau solide par combinaison pour 6 volumes spécifiques, l'atome d*eau liquide aura 7 ^ volumes, et l'atome d'eau a passé à l'état de vapeur sous la pression de l'atmosphère 12,735 volumes; car la vapeur d'eau occupe 1698 fois le volume de Teau à 0° qui lui a donné naissance.

Nous avons vu que le calorique absorbé par la glace pour passer à l'état d'eau liquide était représenté par le nombre 79,25, qu'on appelle son calorique de fluidité, et que le calorique qui devient latent en transformant l'eau en vapeur à 100» est égal à 537 calories; ce dernier nombre, qui varie pour chaque vapeur, est aussi appelé par les physiciens calorique d'élasticité. Pour donner une idée plus complète de la diversité des combinaisons du calorique dans ces deux conditions, nous rapporterons quelques autres nombres obtenus par les physiciens.

CALORIQUE DB FLUiniTE, d'aPBÈS M. PERSON.

Substances.

Point

Chaleur latente

de fusion.

de Tunité de poids.

Étain.

Bismuth.

Plomb.

Zinc.

Phosphore.

Soufre.

Azotate de soude.

Azotate de potasse.

Phosphate de soude.

Cire jaune.

de 12.50 d'hydrogène = 4 volumes. L'atome d'eau liquide possède alors 7 l/'2 volumes. En e(Tet, 1 12.50 le poids de Tatume d'eau divisé par 10, et par le nombre 7 1/2 augmenté de moitié^ ou 11*25 donne bien la densité =: ].

CALORIQUE DE YAPOBISATION , d'aPBES

MM. FAYBE ET S

ILBEBMAI

Noms des substances.

Température d*ébttliition.

Chaleurs spécifiques.

Chaleurs latentes.

Eau.

Carbure d'hydrogène.

Esprit de bois.

Alcool absolu.

Éther sulfurique.

Acide acétique.

Ether acétique.

Essence de térébenthine.

Essence de citron.

Quelle que soit la substance soumise à rexpérience , c'est toujours avec Feau qu'elle est comparée, et les nombres portés dans la colonne des chaleurs latentes expriment la quantité de kilogrammes d'eau qu'un kilogramme de la substance vaporisée est capable d'élever de l'' en se condensant, sans changer de température. Ainsi un kilogramme d'alcool absolu vaporisé à 78o, en se liquéfiant dans 208 kilogrammes d'eau, en augmentera la température de 1»; 1 kilogramme d'eau, vaporisée à lOOo, élèvera par sa condensation 536 kilogrammes d'eau de 1**, et ainsi des autres substances.

la quantité de calorique, qui élève d'un degré l'eau qui sert de comparaison, est souvent appelée unité de chaleur ou calorie; on dit alors que la vapeur d'éther sulfurique donne 91 unités de chaleur^ ou 91 calories^ etc.

Les vapeurs formées par l'ébulition des liquides sous des pressions différentes de celle de l'atmosphère, diffèrent en chaleurs latentes proportionnellement au degré auquel elles sont engendrées : l'eau réduite en vapeur à 0» dans le vide de la machine pneumatique possède, d'après M. Regnault, 607 unités de chaleur; à 60«, 572; à 100% sous la pression atmosphérique, 537; à I50«, 501 ; à 200% 464; enfin à 230°, 442.

Cette diminution de la chaleur latente se trouvant de 71 unités environ pour chaque 100 degrés d'élévation de température en partant de 0*, il suffit de diviser (307 par 7| pour avoir la température et la pression correi^pondante ù laquelle Tcau devrait passer à l'état de

vapeur sans prendre de calorique latent, c'est-à-dire par l'effet seul de sa dilatation. D'après ce calcul, cette température serait de 854o. La pression est évidemment la cause qui s'oppose à la combioaisoD égale du calorique à toutes les températures.

Les moyens employés pour reconnaître et mesurer le calorique abandonné par les vapeurs qui reprennent l'état liquide, et par les liquides qui reviennent à l'état solide, sont décrits dans les traités de physique au chapitre de la calorimétrie. Les méthodes employées sont d'ailleurs analogues à celles qui servent à déterminer les chaleurs spécifiques.

Il résulte évidemment de ce qui précède que le calorique se combine aux corps solides en deux proportions définies : dans sa première combinaison , il leur donne seulement la liquidité , en dilatant et amenant les atomes anguleux et rigides à la forme sphérique, qui leur permet de se dégager et de rouler les uns sur les autres; daus la deuxième, la forme sphérique de l'atome persiste, mais avec une augmentation de volume considérable qui constitue l'état de vapeur.

PRODUCTION DU GAL0aiQU£ PAR LA RÉUNION DES DEUX ELEGTRiaiÉS.

Tous les physiciens ont signalé la chaleur et la lumière qui accompagnent la r€g[)contre des deux électricités, mais aucun n'a démontré ce phénomène d'une manière plus complète que Davy, au commencement de ce siècle. Voulant prouver que la chaleur" et la lumière sont produites par la réunion des deux électricités, il institua une démonstration publique à l'Institution royale de Londres, avec une pile composée de 2,000 couples zinc et cuivre, présentant une surface de 824,000 centimètres carrés; la réunion des deux électricités avait lieu, dans l'air ou dans le vide, sur deux pointes de charbon d'abord très-rapprochées et qui purent être ensuite écartées progressivement de 11 centimètres dans l'air, et jusqu'à 16 à 18 centimètres dans le vide, sans faire cesser le phénomène qui se manifestait comme un arc de feu, s'appuyant sur les deux pointes de charbon. Les substances introduites dans cet arc devenaient aussitôt incandescentes, le platine en fils s'y fondait avec une scintillation brillante; le saphir, la magnésie, la chaux, la plombagine et le diamant entraient en fusion ou se volatilisaient. Quant à la lumière qui fut ainsi produite, on la corn-

para à celle du soleil. Ces expériences étaient concluantes, et Topinion du savant physicien sur l'origine de la chaleur et de la lumière fut alors admise comme une vérité démontrée.

, Il restait toutefois à expliquer comment les électricités pouvaient devenir chaleur et lumière; la théorie électro-chimique alors inventée était erronée, et au lieu d'étendre jusqu'aux corps impondérables les affinités des deux genres et la faculté de s'unir chimiquement, niait même les affinités propres des corps simples pondérables. Chacun alors interprétant la théorie de Davy à sa manière, on arriva bientôt à des divergences notables sur le principe qu'il avait proclamé. Actuellement les opinions sont encore partagées; ainsi M. Becquerel, dans son Traité de physique (t. I, p. 54), dit que rien ne prouve jusqu'ici que cette théorie ne soit l'expression de la vérité. M. de la Rive, au contraire , pense que la chaleur dégagée par la transmission de l'électricité dynamique n'est pas due à la réunion des deux électricités, mais qu^elIe doit plutôt être attribuée à un mouvement moléculaire dont cette réunion détermine la production, ou simplement l'augmentation. Admettant la théorie de Berzélius sur la polarité des atomes, et, de plus, que les atomes simples ou composés, libres ou engagés dans les corps solides, sont dans un état perpétuel de rotation sur leurs axes, il croit que les courants électriques qui développent de la chaleur sont ceux qui augmentent la vitesse de rotation.

La polarité et la rotation perpétuelle des atomes sont évidemment des hypothèses qui ne reposent sur rien , et l'on peut s'étonner de la préférence de M. de la Rive pour ces idées abstraites sur la théorie admise qui résulte de l'explication naturelle des faits. N'est-il pas bien évident que les deux électricités qui se rencontrent dans le vide, entre les deux pointes de charbon écartées de 16 centimètres, n'empruntent pas à leurs conducteurs les quantités si considérables de chaleur et de lumière qu'elles émettent, et qu'alors la matière pondérable avoisinant le foyer reste passive, tandis que les deux éléments impondérables, qui sont mis en liberté dans les auges de la pile et sont transmis par les conducteurs, donnent par leur union une somme de calorique proportionnelle à l'action chimique qui leur a donné naissance?

Nous pouvons encore démontrer par l'expérience que ce calorique, dont on a amené la manifestation sur un seul point en produisant

ractioD chimique dans Tauge de la pile munie de ses oonductears, se formerait également par Tactlon chimique simple des mêmes agents, c'est-à-dire dans les conditions ordinaires de combustion et de combinaison ; le calorique, dans ce dernier cas, serait produit dans la masse même en réaction, et sa quantité serait la même en somme.

En étudiant la théorie de la combustion et la théorie de la pile, dans le premier mémoire de Tintroduction, nous avons en effet démontré que pendant la combustion produite par la combinaison d'un corps combustible avec un corps comburant, le calorique produit est formé par Tunion directe de Téthérile du corps comburant à l'électrile du corps combustible, ces deux éléments étant mis en liberté par la combinaison des deux éléments pondérables oxique et basique; tandis qoe dans la pile la combinaison des mêmes corps comburants et combustibles donne lieu à Tunion directe des éléments pondérables et à i'enlèvementdes deux éléments impondérables qui se trouvent séparés et portés en sens contraire, puis Tun vers Tautre, par les condacteors formant le circuit, en opérant au point de rencontre, [des combinaisons avec les éléments des corps qu'ils décomposent, comme dans ladécomposition de Teau ^ ou, par l'union directe des deux courants, formant du calorique et de la lumière.

On doit donc admettre que c'est à la réunion et à la combinaisoD des deux électricités que sont dues la chaleur et la lumière qui naissent entre les deux conducteurs d'une pile énergique, et forment Tare toItaïque. Avec les piles plus faibles, Tare voltaîque diminue d'intensité et devient même un simple courant d^étincelles.

En opérant avec un circuit fermé, la réunion des deux électricités de la pile donne d'autres phénomènes; ce n'est plus dans un endroit déterminé par la rupture des conducteurs que la combinaison s'opère, mais sur divers points, selon les conditions de l'expérience.

Les physiciens ont fait de longues et curieuses études sur les actions calorifiques opérées par la réunion des deux électricités sur les divers conducteurs , et principalement sur les métaux étirés en fils de différentes grosseurs, ou réduits en feuilles minces. Pour opérer commodément, les fils que Ton veut soumettre à celte expérience sont tendus entre deux colonnes de laiton fixées sur une table^ et chaque colonne est mise en rapport avec l'un des pôles de la pile par une pince. On reconnaît facilement ainsi que TactioA calorifique produite sur le fil

métallique dépend de la puissance de la pile, et surtout de l'étendue des surfaces de ses éléments. Davy a signalé des premiers les effets ealorifiques d'une pile à larges plaques : un âl de fer de | de millimètre de diamètre et de 65 centimètres de longueur, placé entre ses pôles, devenait rouge blanc sur une longueur de 8 à 10 centimètres; ce même fil plongé dans Teau en déterminait immédiatement Tébullition. Il parvint également à rougir et à brûler des fils d'acier, des lames minces de zinc, de cuivre, d'étain, de plomb, d'argent et d'or ; et il observa que chacun de ces métaux donne en brûlant une flamme particulière : le zinc une flamme bleue ; le cuivre une flamme verte, accompagnée de vives étincelles ; l'étain une flamme pourpre ; le plomb une flamme Jaune avec un bord violet; l'argent une flamme blanche au centre et verte sur les bords; l'or, une flamme jaune et brillante. Tous ces métaux, moins Tor, s'oxydent pendant l'action, lorsqu'elle a lieu dans Tair ou dans le gaz oxygène.

Children, qui vint plus tard, observa les effets d'une pile de vingtcinq couples cuivre et zinc, dont chaque plaque avait 8 mètres { carrés de surface, qu'il chargeait avec de l'eau acidulée par Facide sulfurique, et il s'attacha surtout à distinguer les effets du double courant sur différents métaux. En associant bout à bout deux fils métalliques de nature différente, de même longueur et de même diamètre, pour relier les deux pôles, il observa que le métal le moins bon conducteur pouvait s'échauffer jusqu'à l'incandescence, tandis que l'autre restait froid.

On démontre le même principe en formant une chaîne avec trois fils d'argent et trois fils de platine placés alternativement d'un p6Ie à Vautre; dans ce cas, les fils de platine qui sont les moins bons conducteurs deviennent incandescents, tandis que ceux d'argent changent à peine de température.

Lorsque, au lieu de fils de nature différente, on emploie pour former cette chaîne des fils d'un seul métal, mais différant notablement de diamètre, on observe un effet analogue ; les parties de la chaîne qui sont formées du fil le plus fin rougissent, les autres s'échauffent très-peu.

Le physicien Harris a conclu de ces expériences que le réchauffement est proportionnel à la résistance et inverse de la conductibilité électrique, M. Becquerel admet aussi que le calorique qui se déve-

loppe sous rinfluence des courants électriques dans les eondoetevs est un effet de résistance à la transmission; mais c'est à tort qye ca physiciens veulent trouver dans ces faits secondaires la solutiOB da grand problème des effets calorifiques de la pile ; les mauvais eonducteurs ne créent pas le calorique, ils sont seulement l'occasion de sa production, ainsi que nous l'avons déjà expliqué (page aoo).

L'expérience suivante, qu'on doit encore à Ghildren, aurait dl d'ailleurs faire reconnaître que la résistance au passage des couranti électriques n'était qu'une cause secondaire du développement de la chaleur. Cette expérience consiste à placer parallèlement, entre les deux p61es de la pile, deux fils de platine de même longueur, l'oo de 1 millimètre et l'autre de ^ millimètre seulement; il arrive que le plus fort des deux fils rougit. Avec les deux fils réunis à la suite l'un de l'autre, c'est l'inverse qui a lieu, le plus fin rougit seul.

La loi formulée par M. Becquerel en ces termes : la chaleur pr(h duiiepar deux couranls dans les fils de même longueur est enraim inverse de la section^ est totalement en désaccord avec la première de ces expériences, dans laquelle le plus gros fil rougit seul. Ou doit même conclure de cette expérience que dans les fils de même métal et de même longueur, la chaleur produite est en raison directe de k section ; et comme il est établi que le passage de l'électricité a lieo dans les fils en raison directe de la section, il faut en conclure que le calorique est produit tout simplement par la réunion des deux électricités. Les conditions seules de cette réunion ont fait croire le contraire, car il y a des conditions essentielles à remplir pour que les deox électricités de la pile produisent du calorique sur las conducteors; nous n'indiquerons que les plus essentielles.

Si les fils qui relient les pôles sont proportionnés à la puissance des piles, le maximum de calorique sera produit, parce que la combinaison des deux éléments aura lieu à mi-chemin des deux pôles. Avec des fils trop fins, une portion seulement de Télectricité produite se combinera sur cette route , et le reste sera forcé de s'unir dans l'auge, d'élément à élément. Si , au contraire , les fils sont trop gros , il arrivera souvent qu'un courant, .l'emportant sur l'autre, fera tout le trajet, et que la rencontre et la combinaison auront lieu sur l'un des derniers éléments de la pile, soit au pôle positif, soit au pôle négatif. Ëufiû, si la chaîne est formée de bons et de médiocres eoo*

kictetira « alterniui^t d'up pôle à Tautre, c'est ^éoessairement awr les aaUl9 Ixyqs c<H)4ucteursi que se (ait la peacQntre 4^ ^lui élaetricités, 3ar la raison que les courants mettent un tempa p|^s long pour les taveler; ^t par conséquent ce sera là qu'aura lieu la production de la chaleur. Ou voit q\ie, dans tous ces cas, les électricités produites ^ rcQCoiitf^t dans un endroit que)çonq\ie et produisent du calo^ dque par leur combinaison. I| existe cependant une condition dans laquelle la rencontre a lien sans production de calorique, c'est lorsque le conducteur est d -uq diafpètr^ et d'une longuenr telle que les deux fluides, en les parcourant, arrivant à une dilatation trop grande pour ae coinbincr ; ils forment alors le fluide neutre éthéré, principe méconnu Jusqu'ici^ et dont nous ayons signalé Texistence et le réle imr portant (p. 197 et suivantes).

Au lien de prétendre que la résistance au passage des électricités 4o la pile engendre la chaleur, il faudrait donc dir« : la résistance au passage amène sur l'qbstacle |a réunion et la combinaison des deux électricités*

M. Da La Rive lui-même, en citant ses travaux de 1848, et ceux de m. Fayre en 18ô6 {Traité d'Électricité^ t. II, p. 191), ramène la loi du'il a d'abord adoptée, pomme M. Bfîcquerel, à sa véritable valeur. Yoipi ses paroles i «f jfp dqis enporp faire mention d'un principe iropfirtapt que j'ai fait pnnp&ître en 1843, et qn'a confirmé récemment M. Favre an mpy^P d'expériences plus directes. Ce principe consiste fan pe que la somme des quantités de chaleur dégagées par uu courant donné dçing te conducteur métallique qui rénnit les ^em p^les d'un couple, et dans le couple lui-même, est cpnstan(e î seulement, suivai^t {a grosseur dn fil, c'est tantôt l'une, tantôt l'autre dfi ces dpux quantités qni est la plus considérable.., M, Favre s'est servi d'un seul

f^eople zinc platiua at eau acidulée d'nn W d'acida snifurique, et il a

interposé successivement dans le cirçnit des û|s dO platiue de longueurs variables et de diamètres différents, {1 a tonJQOrs trouvé, pour 93 grammes de ^inc dissqus, une quantité totale de chaleur développée égale à 18|37 unités dP chaleur, mais répartie différemment entre le ponple et le fil de platine , suivant |es difnensions de ce dernier. Or, Pette quantité de chalepr est ppécispmPftt pelle que dégage la dissolution mémP des 33 grammes de zipp 4^^ l'eau acidnipe par l'effet dpa différentes actions chimiques simples, M. F^vre ppnclot de

là que la chaleur développée par la résistance au passage de rélectricité dans les conducteurs est un simple emprunt fait à la chaleur totale produite par les actions chimiques.

Tous ces faits concordent parfaitement avec ce que nous avons dit depuis longtemps sur la théorie de la combustion et sur la théorie de la pile ; ils confirment également nos explications sur le calorique produit par la rencontre des deux courants; lequel se manifeste pinson moins sur les conducteurs, mais en somme est toujours le même lorsqu'on opère dans certaines conditions; car il faut reconnaître que les expériences de M. De La Rive et de M. Favre ne sont concluantes poor la démonstration du principe qu'autant que le diamètre et la longueur des fils du circuit permettent aux électricités de conserver l'intensité nécessaire à leur union chimique ; autrement on verrait décroître la quantité de calorique, et la réunion ne produirait bientôt après que da fluide neutre. Enfin nous signalerons encore une condition dans laquelle le principe émis par M. Favre ne se réalise pas, c'est celai où le conducteur est interrompu dans un faible espace rempli par hd corps composé, comme l'eau acidulée; car dans ce cas l'éthériledo courant positif se combine à l'oxygène de l'eau décomposée, et Vélwtrile du courant négatif à Thydrogène, pour produire les deux gaz oxygène et hydrogène , et la production de calorique est nulle. Geox qui prétendent que ces deux gaz, pour se former, ont absorbé da calorique, se trompent ; ces deux gaz permanents ne possèdent pas de calorique latent, ils en ont seulement chacun un élément ; et ce qui le prouve , c'est qu'ils n'en produisent en quantité notable que lorsqu'on les combine pour faire de l'eau.

Les décharges d'électricité statique accumulée, à travers des fils métalliques, produisent également du calorique et de la lumière; ainsi, lorsque l'on fait passer la décharge d'une batterie électrique dans un conducteur métallique assez fin, il s'échauffe souvent jusqu'à l'incandescence, il peut même être fondu ou volatilisé.

La théorie est la même que dans le cas d'un courant continu, caria batterie électrique, comme la simple bouteille de Leyde, possède les deux électricités : l'une renfermée dans les jarres, l'autre sur les parois extérieures; et au moment ou l'intérieur des jarres est mis en communication avec l'extérieur par un fil , les deux électricités se précipitent l'une vers l'autre et s'unissent dans les conducteurs. Nous

devons donc attribuer le calorique et la lumière qui se produisent sur les fils ou lames conductrices à la combinaison deTéthérile à Télectrile.

Les métaux ne sont pas les seuls conducteurs sur lesquels la rencontre des deux électricités produise du calorique, et différents liquides éprouvent également une augmentation de température par le passage des courants de la pile ou la décharge des batteries.

On doit à OErsted l'observation que, dans certains cas, la température du liquide traversé par un double courant n'est pas la même pour tous les points du trajet : Ayant plongé des thermomètres dans de l'eau où se trouvaient deux lames de platine communiquant aux pôles d'une pile en activité, il trouva que le thermomètre placé près du conducteur positif marquait 20, S"", tandis que celui qui se trouvait près du conducteur négatif indiquait 18 degrés, et un troisième thermomètre intermédiaire 23*". M. De La Rive a également observé que dans une masse liquide divisée en plusieurs compartiments par des diaphragmes poreux, faits de vessie ou de baudruche, on trouve que le courant développe une température plus élevée dans le com* partiment du milieu. L'augmentation de température à la partie moyenne du liquide s'explique naturellement par la rencontre qui s'y opère entre les deux électricités parties d'égales distances ; et si des diaphragmes ajoutent encore au développement du calorique, il faut y voir, non pas la production du calorique par les obstacles eux-mêmes, comme M. De La Rive le croit, mais par le ralentissement qu'ils amènent dans la vitesse des courants, cet effet étant favorable à la rencontre et à la combinaison des deux électricités.

M. De La Rive tire encore un argument d'une expérience de Peltier, dans laquelle la réunion des deux électricités, d'un seul couple zinc et platine de dix décimètres carrés de surface, produit un refroidissement sensible au thermomètre; mais les conditions de cette expérience indiquent assez qu'il n'y a là qu'une apparence de dérogation à la loi générale. Il faut que le conducteur soit formé de deux métaux, soit le bismuth et l'antimoine soudés bout à bout , ou tout au moins de l'un de ces métaux cristallisés, et d'un autre, et que le courant positif aille du bismuth à l'antimoine. C'est seulement dans ce cas, et à la condition d'une faible production d'électricité, qu'il y a abaissement de température au point de contact ; avec un courant allant de l'antimoine au bismuth, il y a production de chaleur, comme avec un

— à74 condHCtenr it Iftlton btl de platihe. La prodtiction da firôid ù^st donc qu'QQ effet seùendafré, affisi (fat l'ont constaté pttkâîéUH l^hysictlens, et ne pënt selrvlr d'objection à là théorie, si dAirè et si siitipie, ie la prodactton directe du icttloHque et de la lumière par ta i^tmioA dâ deux éle^ricilés.

CALoBtQCE Pâonmt Pà& leîs actions chimiques.

En considéiraht les actions chimiques par rapport à la manière dont elles produisent le calorique, nous les diviserons en deux sections, dont la première comprendra la combustion proprement dite, ou combustion vive, qui se rapporte aux combinaisons des quatrième, cinquième et sixième classes; et dans la seconde la combustion complémentaire, qui a lieu entre les corps à demi comburés, comme les acides et les oxydes, qui s'unissent pour former des sels en abandonnant leurs derniers équivalents impondérables.

De la combustion.

La combustion vive est l'action chimique la plus remarquable que nous éoûnaissions, bien (Jn'^elle ^oit itiise tous les jours sûus nos yeox, elle attire constamment ilotre attention ; cette émission considérable de calorique et de lumière sortant en apparence de corps inertes et sans éclat, comiWe le boîs, la houille, les huiles, le gaz hydrogène, uous semble toujours tYierveilleuse, et dé tout temps lés savants ont cherché avec ardeur l'explication de ce phénomène.

Nous avons examiné, dans le deuxième mémoire de l'introduction, les théories admises par les physiciens et les chimistes modernes sur In combustion, et reconnu que la théorie dé Lavoisier était seulement incomplète, tandis qtté tes théories dites électro-chimiques de Davy, comtAecelfes de Berzélîtis et d'Ampère, malgré l'autorité de Ces grands noms , reposent en réalité sur des erreurs et nous ne reviendrons pas sur ces explications ; mais l'objet de notre recherche exige que nous fassions quelques applications rigoureuses de la théorie de la nouvelle école, que nous avons exposée dans le premier mémoire (pages 19 d suivantes), en mettant maintenant en présenCte les corps Comburants et les cblrps combtistibleâ, tels qtié nous les avons démontrés.

Les corps oombarants, pris isolément, sont, ainsi que nous l'avons exposé , des corps simples oxyques anis à réttiérile, et les corps comboslibleB des corps simples basiques unis à rélectrile; ces composés mixtes nous sont tous connus, car nous les avons étudiés en même temps que les corps simples, avec lesquels on les a si longtemps confbndos. C'est même à cette connaissance de la véritable constitution de ces déments de la combustion que nous devons la découverte de la Bouvelle théorie; Timpossibilité dans laquelle se sont trouvés les physicfeiis Jusqu'ici de donner une bonne explication de l'union cliimique avec combustion tient évidemment à ce qu'ils avaient pris ces mêmes éléments composés pour les véritables corps simples.

Le travail que nous allons faire ne sera point une anticipation sur les études proprement dites des composés de ces classes, dans lesquelles nous aurons à examiner chaque corps en particulier, ce que nous disons ici des actions chimiques qui les produisent, en même temps que le calorique, ne formera que la première partie des généralités qui les concernent.

Les corps comburants propres à produire la combustion vive avec les corps combustil>les sont au nombre de cinq seulement :

I" Le gaz oxygène formulé OEt.

2« Le gaï fluor FPEt.

S° Le gaz chlore CPEt.

4* Le brome composé mixte B^Et.

5" L'iode PEt.

Le nombre des corps simples oxyques étant de six, on croirait devoir trouver un corps comburant de plus formé par i'azote; mais l'azote, ainsi que nous l'avons déjà observé , a une affinité si puissante pour l'éthérile, qu'une fois uni à ce corps basique impondérable, dans le gaz azote, il ne l'abandonne plus. Sa formule AzEt est bien analogue à celle du gaz oxygène OEt, mais en raison de ce que Tazote a plus d'affinité pour l'éthérile que pour les autres corps simples basiques, il n'est pas réellement combustible.

Diaprés les formules des cinq corps comburants on distingue qu'ils ferment deux classes. Le gaz oxygène étant formé d^équivalents égaux d'oxygène et d'éthérile, tandis que les quatre autres corps comburants possèdent dmeun deux atomes du corps oxyque pour un atome d'éthérHe, H en résulte que le gaz oxygène est neutre, tandis que les quatre

autres sont ordinairement oxyques par la prédominance des corps pondérables; cette différence de constitution est surtout importante à observer dans l'acte de la combustion, sur lequel elle influe d'une manière remarquable.

Les corps combustibles, formés par Tunion des corps simples basiques à l'électrile, sont au nombre d'environ cinquante-six et se présentent sous les divers états solides, liquides et gazeux. Les formules de ces composés mixtes sont les mêmes dans chaque série, à un petit nombre d'exceptions près; les métalloïdes combustibles peuvent se représenter par M £1^. Ainsi le carbone, le soufre, Tarsenic se formulent, C £l^ SEl^, As£l% etc.; le gaz hydrogène seul ferait exception et se formulerait H £1.

Les métaux combustibles, formulés en proportions de deux atomes, donnent en général la formule M^P. £xemple : Calcium, Ca'El'; zinc, Zn'EP; fer, FeŒl*; palladium, Pd^El^, etc. — Les métaux addifiables font exception, leurs formules sont M^El^. Exemple : Molybdène, Mo^El*; tungstène, Tg'El*; tellure, Te^El*; antimoine, Sb'El*.

La constitution de ces divers corps combustibles exerce nécessairement une influence directe sur les combinaisons par combustion, et nous aurons a en tenir compte, aussi bien que de la constitution des corps comburants avec lesquels ils se trouveront en présence.

L'union de l'un des cinq corps comburants à l'un des cinquante-six corps combustibles constitue le phénomène de la combustion. Ce n'est point une combinaison simple comme serait celle de deux éléments, l'un oxyque et l'autre basique, d'où résulterait un seul corps binaire; mais une combinaison entre quatre éléments déjà combinés deux à deux et qui font entre eux un échange déterminé par leurs affinités propres. Dans la chimie ordinaire, où l'on ne fait intervenir que les éléments pondérables, cet échange entre deux composés se nomme double décomposition , et le résultat est la formation simultanée de deux composés binaires pondérables ; dans la combustion, il y a aussi double décomposition, avec cette différence que les corps comburants et les corps combustibles sont des corps binaires ne possédant qu'un élément pondérable chacun et que les produits qui résultent de leur union sont deux composés binaires, dont l'un impondérable.

Si nous prenons pour exemple de l'union avec combustion la combinaison du fer au gaz oxygène, décrite page 251, qui donne du pro-

toxyde de fer et du calorique accompagné d*une vive lumière, nous aurons une équation qui démontre que les nouveaux corps composés résultait bien d'un échange d'éléments entre le gaz oxygène, corps comburant, et le fer métal mixte, corps combustible. Cette équation est la suivante :

Fe« El* + 0 Et = Fe^ 0 El + C*.

Dans cette combustion, où nous supposons que le fer passe tout entier au premier degré d'oxydation, nous voyons que la proportion de fer combustible Fe' £1^ ne perd qu'un atome d'électriie qui se trouve remplacé par un atome d'oxygène, tandis que l'atome de gaz oxygène, 0 Et, est entièrement détruit par la séparation de ses deux éléments, dont le second, l'étheriie, s'unit à l'atome d'électriie devenu libre au moment où l'oxygène s'unit au fer ; l'union de Et El donne alors l'atome de calorique représenté par C\

Le protoxyde de fer n'est pas un corps entièrement comburé, puisqu'il conserve un atome d'électriie en combinaison ; en effet, il peut encore être brûlé par le gaz oxygène, mais sa nouvelle combustion n'amène pas l'élimination complète du second atome d'électriie , deux atomes de protoxyde, Fe^ 0' El', se combinent à un atome de gaz oxygène, OEt, et donnent le sesqui-oxyde Fe^O^ El, plus un nouvel atome de calorique Et El e=3 C\ Ce qui prouve que ce sesqui-oxyde est encore combustible, c'est qu'il conserve la propriété de s'unir aux acides en formant des sels et donnant un dernier équivalent de calorique.

En donnant cet exemple, nous avons eu pour but de démontrer que les différents degrés de combustion d'un corps combustible peuvent être suivis, et le calorique qui se produit nettement apprécié par la notion théorique; ce sont là, il faut en convenir, des preuves irrécusables de la valeur d'une théorie.

11 existe d'ailleurs des métaux qui passent d'un seul coup par la combustion à l'état de deutoxydes, qui constituent les oxydes neutres on entièrement brûlés, ils donnent alors un atome de calorique pour chaque degré d'oxydation ; dans ce cas, M' El' -f 0 Et devient d'abord M' 0 El -|- Et El ; puis, avec un nouvel équivalent de gaz oxygène, donne le deutoxyde M' 0' -|- Et El. Remarquons que cet oxyde M' 0' ne peut plus s'unir aux acides, parce que l'union d'un oxyde à un adde est une seconde combustion dans laquelle l'acide, jouant le rôle

de corps oomburatkt, doit perdre antant d^éthérile que Toxyde perf d'éleetrile.

A Taldé de ces notioâs précises sur la combustion) nous dott essayer d'apprécier théoriquement le calorique produit par qufIqmB combinaisons définies de corps combustibles et comburants, el nom comparerons les résultats à ceux que les physiciens ont obtenus par les expériences.

Il se présente toutefois une difficulté pour cette comparaison, attendu que les physiciens ont opéré sur les corps appréciés en peidi, tandis que théoriquement nous rapportons le caloriqM aux alomi comburants et combustibles qui s'unissent en lui donnant nalBSiiiee; mais au moyen d'un calcul nous pouvons rétablir le rapport; il moi suffira de diviser le poids d'un gramme de matière ena mille teSà^ grammes, quantité toujours adoptée par les physicietiB, pnr le pMi atomique de l'élément pondérable soumis à Inexpérience, et nous Mirons au quotient un nombre qui divisera les unités ée chalear oM»* nues par fexpérience, sur un gramme, en unités atomiqnes. Exemplet si nous prenons un gramme d'hydrogène brûlé dommnt 34,46f «sMi de chalear, en divisant i ,000 milligrammes par il $0 le pofcb «MH mique de rhydrojgènè, nous aurons au quotient le nombre 80, dda 34,462 unités de chaleur divisées par ce nombre nons obtiendroi» 430,77. Deuxième exemple : un gramme de carbone étant passée l'état d'oxyde de carbone donne dans la seconde combustion, poor former de l'acide carbonique, 5,607 unités de chaleur; nous ^aviserons 1,000 milligrammes par 75, le poids atonif<}ue dn carbone, wm

aurons au quotient le nombre 1S,38, et des 6,607 unités 4e chdesr divisées par ce nombre nous obtiendrons 420,68. Un gramme de gaE hydrogène représente donc 80 atomes , quand un gramme de cariwww en représente 13 1/3. Un gramme de soufre représente ainsi 5 atomes, puisque son poids atomique égale 200.

En multipliant les unités de chaleur d'un gramme de matière parle poids atomique du corps, et divisant par mille, on ebtietft le iBime Insultât.

Les nombres 430 on 420, qui sont si rapprociiés, indiquent, solvant nous, que les chaleurs atomiques de combustion idu gaz hydiûgène et du carbone sosft égalées. Nous verrons par Pexamen s'il eii«st de même pour les autres ccMTps, et si notre théorie de ïa cflfmb^sBw

attribuant toujours à la combinai^n d'un atome combUstlbte nvec un atome de gaz oxygène la même somme de calorique, soit un atome, se vériSe par t^eïpérieuce.

CÔM^tlStiON DES MÉTÀLLOlbES.

Gaz hydrogène, H El.

La comblistiou d'un atome de gaz hydrogène par vin atome de gaz oxygène donne pour produit un atome d'eau et un atome de calorique» Cette transformation est représentée par l'équivalence suivante :

H EI + OEt = H O + Et El, ou C*.

Le calorique produit par la combustion d'un gramme de gaz hydrogène dans le gaz oxygène en excès est représenté , d'après Mm. Favire et Sllbermann, par 34,462 unités de chaleur; et si nous multiplions ce nombre par 12,50, représentant le poids atomique de rhydrogène, en divisant le produit par mille, nous obtenons, pour unités atomiques, le nombre 430,77, qui peut nous servir, ainsi que nous Tavons dit, à comparer le calorique produit par les atomes des diffé* rents corps. L'hydrogène combustible étant gazeux, il est à croire que le icalorique de sa combustion par le gaz oxygène est parfaitement mesuré dans te calorimètre, et qu'il n'y a pas passage d'une partie de ce calorique à l'état latent, comme dans la combustion du carbone et du soufre; te nombre 430 devra donc nous servir de point de comparaison pour la recherche des chaleurs atomtques de Côttibustion des différents corps comburants et combustibles.

Carbone , C El*.

Le carbone mixte ou combustible s*unit au gaz Oxygène pàV combustion en donnant, suivant les proportions, soit du gaz oxyde de carbone, soit du gaz acide carbonique. Dans le premier cas, la réae* tion est représentée par C El* 0 Et «= CO El -f C*.

L'étude du calorique produit par cette combustion a donné à Mm. iPavre et Silbermann 2,473 unités de chaleur par gramme de charbon.

Dans ie second cas, c'est-à-dire lorsque le charbon, en présence d'une quantité sufOsante de gaz oxygène, passe tout entier à l'état d'acide icàrbonique, l'équivalence devient la suivante : C El* -f 2 0 ÏEt ===t!Ù' + C**. En effet, la quantité de calorique produit par un gramme

de charboD brûlé deux fois par le gaz oxygène est alors représentée, suivant les mêmes physiciens, par 8^080 anités de chaleur.

Enfin si l'on opère la combustion, par le gaz oxygène, d'une quantité de gaz oxyde de carbone contenant un gramme de carbone, soit 2 grammes et un tiers, on trouve pour produit 5,607 unité^de chaleor.

Nous pouvons maintenant apprécier la quantité de calorique rendu latent dans le premier degré de combustion du charbon solide qm passe à Tétat gazeux dans Toxyde de carbone, car il est évidoit que dans la combustion de cet oxyde gazeux qui passe à l'état de gai acide carbonique, les 5,607 unités de chaleur sont bien la totalité de ce qui se produit, et que la différence entre les nombres 2,473 et 5,607 établit la quantité de calorique absorbé et rendu latent pendant la formation du gaz oxyde de carbone; c'est donc 3^134 unités de chaleur qui manquent dans la première appréciation, et le nombre 5,607 est bien celui qu'il faut multiplier par le poids atomique de carbone, soit 75, et diviser par mille pour avoir son calorique atomique de combustion. On trouve ainsi le nombre 420,525. Les nombres 420 pour le carbone et 430 pour le gaz hydrogène exprimât, suivant nous, le calorique atomique de combustion de tous les atomes bien déterminés ; mais en considérant que la difficulté que l'on éprouve à brûler l'oxyde de carbone a pu affaiblir le produit en calorique dans les expériences faites sur ce corps, nous adopterons deprtférence le nombre 430, donné par la combustion du gaz hydrogèue dans les meilleures conditions.

Soufre, S El^

La combustion vive d'un atome de soufre uni à deux atomes d'électrile exige deux atomes de gaz oxygène ; le produit est un atome d'acide sulfureux et deux atomes de calorique, l'équivalence s'établit ainsi :

S EP + 2 0 Et = S 0^ -f C\

Un gramme de soufre brûlé donne, d'après Dulong, 2,601 unités de chaleur, et ce nombre est appuyé par une contre-expérience qui donne, pour un gramme de gaz oxygène brûlé par le soufre, 2,600 unités. En effet, deux atomes de gaz oxygène ont le même poids qu'on atome de soufre, puisque ce dernier pèse 200.

Il faut toutefois faire une correction importante au chiffre des unités de chaleur donné par l'expérience; l'acide sulfureux étant

gazeux fait nécessairement passer à Tétat latent une somme assez considérable de calorique, que nous ne pouvons apprécier qu'en raisonnant par analogie.

Nous trouvons que la chaleur de combustion d'un atome de gaz hydrogène peut être représentée par 430, celle d'un atome de carbone brûlé par un atome de gaz oxygène par un nombre qui s'en éloigne fort peu; nous en concluons naturellement que l'atome de soufre brûlé par un atome de gaz oxygène doit être aussi représenté par 430 ; et comme l'atome de soufre pèse 200, il est contenu cinq fois dans le ûombre 1,000, d'où il suit que la chaleur de combustion d'un gramme de soufre serait de 5 fois 430 pour le composé S 0, s'il existait, et qu'il doit être de 10 fois le même nombre, ou égal à 4,300 unités de chaleur, pour l'acide sulfureux S 0^.

La différence entre ce nombre théorique 4,300 et les 2,600 unités de chaleur trouvées libres par l'expérience est de 1,700 unités, dont nous devons attribuer la disparition à son passage à l'état latent pendant la transformation du soufre en vapeur et ensuite en acide sulfureux gazeux. La formation de l'acide carbonique absorbant, ainsi que nous l'avons vu, 3,134 unités de chaleur par gramme de charbon, que nous représentons par 13 atomes et un tiers, c'est 235 unités par atome, tandis que les 1,700 unités qui passent à l'état latent pendant la formation de l'acide sulfureux se divisent sur 5 atomes et donnent 340 unités par atome.

CALORIQUE PBODUIT PÀB LA COMBUSTION DU GAZ OXYGENB.

Le calorique atomique de combustion d'un atome de gaz hydrogène brûlé par un atome de gaz oxygène .peut être également attribué à l'atome de gaz oxygène en le considérant seul dans cette combustion, ce qui permet de lui attribuer 430 unités de chal«ur, et comme son poids atomique est contenu dix fois dans mille milligrammes, on trouve alors pour la combustion d'un gramme de gaz oxygène 4,300 unités de chaleur ; mais, en réalité, le calorique produit par la combustion est commun au corps combustible et au corps comburant qui prennent part à l'union, et ne peut être attribué à l'un ou à l'autre séparément que par une fiction. Nous avons réfuté (p. 177) l'opinion des physi-

cieos qui prétendent que dans la combustion par te gaz oxygène celaici détermine seul U formation du cf^lorique ^

Dans rétude de la combustion des métaux , doQt nous aUons xism occuper, nous verrons que le nombre 4^300 exprimant lea unités de çhalçur d'un gramme de gaz oxygène se combinant à uq métal qqelconque, la division de ce nombre par le centième du poids atomique du métal donne les unités d^ chaleur de combustion d'uq gramme de ce métal, Nous pouvons danc» non-seulement indiquer par le cakol la cbaleur atomique de combustion, mais aussi les unitéi^ de chaleur produites par un gramme de chaque corps combustible, Ilans les recherches expérimentales sur la chaleur de combustion des lyiétsiQX, les physiciens, trouvant des difficultés à fixer le degré d*oxydatlopda métal , ont en général rapporté la chaleur dégagée ji l'upioA d'oQ gramme de gaz oxygène, et nous pourrons contrôler le nombre théorique 4>300 par les résultats inscrits pour les ei^périepces fsûtes dass les bonnes conditions, c'est-à-dire toutes les fois que |e§ corps brûlés ne font pas disparaître une partie du calorique produit ^ r^epantl Tétat latent daqs la formation des liquides et des ga^.