CHAPITRE PREMIER

1 . Chaleur. — La nature de la chaleur est inconnue, mais les progrès récents de la science tendent à la faire considérer comme due à un état vibratoire des molécules des corps. La chaleur serait d'autant plus intense que les vibrations seraient ellesmêmes plus rapides, et la quantité de chaleur pourrait se mesurer par la force vive contenue dans l'unité de poids (*),

Cette conception purement hypothétique a l'avantage de rattacher à la mécanique rationnelle les phénomènes de la théorie mécanique de la chaleur, mais elle n'a rien d'indispensable.

(*] Dans les gaz, les molécules seraient animées de vitesses de translation trës-ra* pides et dans toutes les directions. En frappant les parois des vases qui les renferment, elles seraient réfléchies à la manière d'une bille de billard contre la bande, et ce serait la résultante de ces chocs qui donnerait lieu à la pression sur la paroi. Clausius a développé celte hypothèse. 11 a démontré qu'elle expliquait toutes les propriétés des gaz et que les vitesses de translation des molécules étaient en raison inverse de la racine quarrée du poids spécifique. Voici leurs valeurs :

Oxygène 4C1 mètres à la seconde.

Azote 492 —

Hydrogène 1,844 —

2. Témpémtare. — L'état thermique d'un corps se définit par le degré thermomélrique ou température, La température est une notion purement arbitraire et conventionnelle. Elle est l'expression et la mesure d'un seul des effets de la chaleur, la dilatation. Pour que la température pût servir de mesure à la chaleur, il faudrait que la quantité de chaleur fût proportionnelle au degré thermométrique, or c'est ce qui n'a pas lieu.

Toutes les fois qu'un corps passe par le même volume et la même pression, sa température est la même. La température est donc fonction du volume et de la pression. On peut poser en désignant par t la température, par p la pression, et par t; le volume de Vunité de poids ^ t=f(p^ v).

f étant une fonction particulière à chaque corps.

Si le corps passe de l'état caractérisé par p et t; à un état infiniment voisin où la pression devient p-hdp et le volume v + dv, l'accroissement de la température t ne sera autre chose que la différentielle totale de la fonction /*, on pourra écrire

(y- j et (y) exprimant les dérivées partielles de la fonction f

par rapport à p et t;.

3. Chaievr spédiiqae. — Tous les corps mis cn rapport avcc une source de chaleur ne se comportent pas de la même manière. Us absorbent plus ou moins de chaleur, et la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température de 1 kilogramme de un degré j par exemple de t** à (( + 1)° dépend :

1° De la température initiale t;

S"" Du volume initial t; et de la pression initiale p;

5*" De la manière dont varient le volume et la pression dans le passage de la température t^ à la température (t + 1)°.

Si les circonstances de réchauffement sont telles que la pression ne varie pas, la quantité de chaleur fournie est ce qu'on nomme la chaleur spécifique à pression constante^ nous la désignerons par c.

Si les circonstances de réchauffement sont telles que le volume he varie pas, la quantité de chaleur fournie est ce qu'on nomme la chaleur spécifique à volume constant. Nous la désignerons par c^.

THEORIE MËGàNIQUË DE LÀ CHALEUR. 3

4. Calorie. — Dans Févalualion de ces chaleurs spécifiques et, en généra], dans l'évaluation des quantités de chaleur, on prend pour unité la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température de 1 kilogramme d'eau de 0^ à 1% c'est ce qu'on nomme une calorie.

5. chaievr inieme. — La quantité de chaleur contenue dans un corps ou chaleur interne est la même toutes les fois que ce corps passe par le même état déflni par son volume, sa pression et sa température. Mais comme la température est elle-même déterminée quand on connaît le volume et la pression, on peut dire que la chaleur interne ne dépend que du volume et de la pression. On peut donc poser en appelant U cette chaleur interne :

L'accroissement de la chaleur interne, quand le corps passe de l'état (p, v) à Tétat (p -h dp, v -h rfr) sera la différentielle totale de F, d'où l'équation :

vT") ^^ ( 7-) désignant les différentiellespartiellesde la fonction F

par rapport hp eiv.

Ces notions préliminaires étant établies, nous entrons dans le domaine de la théorie mécanique de la chaleur.