DES GAZ

La théorie mécanique de la chaleur est loin d'être complète. Quand il s'agit 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 individuelles de deux gaz s'ajoutent quand on les introduit dans le même 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 à rapprocher leurs molécules, ni produit par leur écartement. Cela est démontré par l'expérience de Joule qui nous montre un gaz se dilatant sans se refroidir, à la condition de 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 point trouble aussitôt l'équilibre des autres parties. On y réussit cependant par la théorie que Bernoulli proposa dès 1738.

Bernoulli admet qne les molécules sont lancées rectilignement avec des vitesses moyennes égales dans tous les sens, se croisant dans toutes les directions, pouvant môme se rencontrer et se réfléchir par le choc sans perdre leur quantité de mouvement. Oii va voir que cette hypothèse sufHt pour expliquer les propriétés des gaz.

Pression. — Quand le gaz est dans un vase, les molécules finissent par rencontrer la paroi et la frapper. Ces chocs répétés à des intervalles trèsrapprochtes sont à tout moment aussi nombreux et aussi intenses dans toutes les directions, et leurs composantes normales agissent sur la paroi comme une pression continue normale. Si ces parois sont immobiles, les molécules s'y réfléchissent en gardant la môme vitesse et la pression demeure constante.

Chaleur de compression. — Supposons maintenant que la surface d'un piston plongé dans un tube plein de gaz, soit poussée de dehors en dedans, les molécules qui la frappent pendant ce mouvement reçoivent non-seulement une vitesse normale réfléchie égale à la vitesse incidente, mais encore une addition à cette vitesse, la vitesse du piston; leur force vive est dore augmentée aux dépens du travail qui transfère ce piston. C'est comme une raquette qui reçoit une balle, détruit 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 , est poussé de dedans en dehors par les chocs des molécules, celles-ci perdent de leur vitesse, de leur température; une quantité de chaleur disparaît, équivalente au travail exécuté par le piston.

Loi de Mariette. — La pression P est égale à la force qu'il faudrait appliquer du dehors au dedans sur une surface égale à l'unité pour détruire d'abord la composante normale a de la vitesse des molécules et pour leur donner ensuite une autre vitesse u normale et contraire, force qui leur imprimerait une vitesse 2 m. On a P = 2 Mm, en désignant par M la masse de toutes les molécules qui, pendant l'unité de temps, rencontrent la surface considérée. Or M est proportionnel : 1° au nombre des molécules con-