CHAPITRE IV. — TRAVAIL DE LA FUSION

le procédé suivant. Un morceau de glace est fortement comprimé entre deux pièces de bois qui laissant entre elles une cavité lenticulaire. La glace se brise alors en mille morceaux, mais ces fragments se soudent entre eux et la niasse se transforme en une lentille transparente et compacte. Par des opérations analogues, on peut courber en anneau une barre de glace rectiligne, comme si la glace était une substance plastique. Le mouvement des glaciers et la facilité avec laquelle ils se moulent dans les vallées qu'ils traversent, sont des faits du môme ordre. On les explique en admettant que l'eau contenue entre deux parois de glace se congèle plus facilement que lorsqu'elle mouille une surface libre.

n. — LA FUSION EST UN TRAVAIL. — SON ÉOUIVALENT EN CHALEUR.

Toute fusion est accompagnée d'un phénomène important : d'une destruction de chaleur, et toute solidification, d'une production dé chaleur.

Supposons en effet qu'on tienne sur un foyer une masse considérable de glace en l'agitant rapidement. A parlir du moment où elle commencera à fondre, jusqu'à celui où elle sera liquéfiée tout entière, elle restera à la température de zéro; elle absorbera donc en changeant d'état toute la chaleur que lui cède le foyer. On peut mesurer cette chaleur comme il suit : prendre i kilogramme d'eau à 80 degrés et y jeter 1 kilogramme de glace; celui-ci fond tout entier et ramène l'eau à zéro; il a donc absorbé toute la chaleur que l'eau a perdue, c'est-à-dire 80 calories.

Réciproquement l'eau perd 80 calories en se solidifiant. Quand en effet on a réussi à l'amener à l'état liquide à 10 ou 12 degrés au-dessous de zéro et qu'on y projette une aiguille de glace, elle se solidifie en partie, et sa température remonte à zéro. De môme le tube qui contient une dissolution sursaturée de sulfate de soude s'échauffe beaucoup quand on détermine tout à coup la cristallisation du sel. En général tout corps liquide garde la même température pendant tout le temps de* sa solidification dans une enceinte refroidie au-dessous du point de fusion, et, pendant que dure sa solidification, il rayonne et perd une grande quantité de chaleur sans que sa température baisse.

L'ancienne théorie de la chaleur éprouvant une impossibilité radicale à expliquer ce phénomène, s'était contentée de le constater et de lui donner un nom qu'on doit aujourd'hui abandonner : on disait que pendant la fusion la chaleur se dissimulait et devenait latente. La théorie thermodynamique prévoit et explique cette absorption de la manière la plus simple.

A l'état solide, les molécules sont adhérentes par l'efTet d'une force attractive, la cohésion. Pour détruire cette cohésion, i^faut évidemment le travail d'une force opposée, travail qu'on peut représenter par 43o x l. On peut faire partiellement ce travail en pulvérisant la substance dans un mortier; on le fait totalement en fournissant à la matière par unité de poids une quantité de chaleur >, laquelle sera l'équivalent thermique de la cohésion détruite. C'est cette chaleur qui disparaît pendant la fusion et qu'on avait nommée chaleur latente. Le phénomène toutefois n'est pas simple. Nonseulement la cohésion est détruite, mais les molécules sont écartées ou rapprochées, et il y a en outre un travail extérieur. Par exemple, la glace diminue de volume pendant la fusion. Il suit de là que si on la comprime on fait par cette pression uns partie de l'effet que produit la chaleur pendant la fusion, d'où il suit que le point de fusion baisse. Le contraire a lieu pour la paraffine : son volume augmente par la fusion et diminue par la pression, la pression agit à l'opposé de la chaleur, elle retarde le point de fusioni

Mesnre delà chaleur de fusion. — On appelle c/ia leur de fusion le nombre de calories que l'unité de poids d'un corps absorbe quand il se fond, ou dégage quand il se solidifie, sans que sa température change. On la mesure par la méthode des mélanges, au moyen de l'appareil déjà décrit p. 109.

Si le corps est liquide à la température ordinaire, on le refroidit, on le prend congelé à t degrés et on le plonge dans de l'eau chauffée à une température T. Il se réchauffe d'abord jusqu'à son point de fusion S et absorbe une quantité de chaleur pc(^ — t); puis, se fondant, il prend /^ a; devenu liquide, il parvient avec l'eau à une température finale ô, et, sa chaleur spécifique étant alors c', il gagne pc'{B — ^). La somme de ces gains est égale à la chaleur perdue par l'eau, ou à P(T — ô) et on a

pc{^ '-t)-^pl-h pc'{0 C5) = p(T — Ô):

Cette formule permet de calculer a lorsqu'on connaît les chaleurs spécifiques c et r' à l'état solide et à l'état liquide. On fait, dans ces expériences, les mômes corrections que pour la mesure des chaleurs spécifiques.

S'il s'agit de l'eau, on projette dans le calorimètre un morceau de glace bien pure et essuyée. Son poids j> se détermine en pesant l'augmentation qu'a subie celui du calorimètre. Dans ce cas G = ^ = o, c' = i, et la formule devient

MM. de la Provostaye et Desains ont trouvé de cette manière, pour la chaleur de fusion de la glace, le nombre 79,a5. Pour mesurer la chaleur de fusion des corps qui sont solides à la tenipé-