DES GAZ

La théorie mécanique de la chaleur est loin d'ôlre complète. Quand il s'ai;it des solides et des liquides on a admis que la chaleur est un mouvement moléculaire; mais on ne connaît pas la nature de ce mouvement. On ne sait pas davantage quelle portion de chaleur ou de force est employée à écarter ces molécules et à produire ce qu'on nomme le travail intérieur. On est plus avancé pour les gaz.

Le travail intérieur est nul. — La propriété qui caractérise les gaz est l'indépendance absolue de leurs molécules. Puisque les pressions indivi- <luelles de deux gaz s'ajoutent quand on les introduit dans le môme vase, il faut bien que leurs molécules se juxtaposent sans exercer aucune influence réciproque. De cette indépendance découle cette conséquence forcée qu'il n'y a aucun travail intérieur dépensé ù rapprocher leurs molécules, ni produit par leur écartement. Cela est démontré par l'expérience do Joule qui nous montre un gaz se dilatant sans se refroidir, ù la condition (le ne point exécuter de travail extérieur.

Mais, cette indépendance une fois démontrée, on ne sait comment expliquer que cet ensemble de molécules sans liaison compose cependant un tout assez solidaire pour qu un changement de température ou de pression survenu en un poi^t trouble aussitôt l'équilibre des autres parties. On ^ réussit cependant par la théorie que Bernoulli proposa dès 1738.

Bernoulli admet qne les molécules sont lancées rectilignement avec de> vitesses moyennes égales dans tous les sens, se croisant dans toutes le> directions, pouvant même se rencontrer et se réfléchir par le choc san> perdre leur quantité de mouvement. On va voir que cette hypothèse suffit pour expliquer les propriétés des {raz.

Pression. — Quand le gaz est dans un vase, les molécules fmissent par rencx)ntrer la paroi et la frapper. Ces chocs répétés à des intervalles lrè>rapprochces sont ù tout moment aussi nombreux et aussi intenses daj)> toutes les directions, et leurs composantes normales agissent sur la paroi comme une pression continue normale. Si ces parois sont immobiles, lemolécules s'y réfléchissent en «i;ardant la môme vitesse et la pression d(^ meure constante.

Chaleur de compression. — Supposons maintenant que la surface dun pi.ston plongé dans un tube plein de gaz. soit poussée de dehors en dedans, les moit^cules qui la frapp>ent pendant ce mouvement reçoivent non-seulement une vitesse normale réfléchie égale à la vitesse incidente, mais encon' une addition à celte vitesse, la vitesse du piston; leur force vive est dore augmentée aux dépens du travail qui transfère ce piston. C'est comme une ra<Tuette qui reçoit une balle, détririt son mouvement incident et lui rend en sens inverse une vitesse non-seulement égale, mais encore plus grande. De là une augmentation de température, une création de chaleur par une destruction de travail.

Froid de dilatation. — Inversement si le piston, devenu libre, ei-f poussé de dedans en dehors par les chocs des molécules, celles-ci perdcni de leur vitesse, de leur température; une quantité de chaleur disparaît, équivalente au travail exécuté fvar le piston.

Loi de Mariette. — La pression P est égale à la force qu'il faudrait a)Ti)liquer du dehors au dedans sur une surface égale à l'unité pour détr\iire d'abord la composante normale it de la vitesse des molécules et pour Içur donner ensuite une autre vitesse // normale et contraire, force qui leur imprimerait une vitesse 2«. On a P = a M//, en désignant par M la masse de toutes les molécules qui, pendant Tunité de temps, rencontrent la surface considérée. Or M est proportionnel : i°au nombre des molécules con-