FARENHEIT

Mercure congelé

Un mélange de parties égales de neige

et d’ammoniaque . . .

Hau gelée

Hâves profondes , chaleur douce du

printemps

Chaleur d’été modérée

Inflammation du phosphore

Chaleur du sang humain

Fusion de la cire

Ebullition de l’alcool

Ébullition du soufre

Fusion du zinc

- — — * — du bismuth

- — — — du plomb

Ébullition du mercure

Le fer paraît rouge au jour, à

Fusion du cuivre

* — de l’argent

de For

Chaleur nécessaire pour incorporer ensemble des barres de fer

Degré extrême de chaleur d’une forge Fusion de la fonte de fer

4oo

io77

les élévations de température de chaque point, décroissent en progression géométrique, quand les distances au foyer sont en progression arithmétique. De cette manière, lorsqu’on connaît par expérience la propagation de la chaleur dans une

DE LA CHALEUR

Puisque les degrés les plus élevés du thermomètre, peuvent être observés également avec le pyromètre et avec le thermomètre, on conçoit la possibilité de comparer ensemble les échelles des deux instruraens, quoique le thermomètre ne puisse pas servir au-dessus de 2 5s de Velue. On trouve plusieurs autres degrés indiqués dans la Pyrométrie de Lambert , § 5o8. ( Voyez aussi Gelder , IV, pag. 344 et 363 ; Klugels , Encycl. III, pag 3g3.) (1)

^ ii. Dans le nombre des instrumens qui servent a mesurer la chaleur , il n’en est aucun qui suive parfaitement la même marche qu’elle , et qui puisse être employé sous toutes les températures. Cependant, pour en avoir une mesure générale, au moins en idée, on suppose un

barre , il suffit d’observer la température 'd’un de ses points , et la distance de ce point à la source constante de chaleur , pour connaître la température de cette dernière. J’ai fait l’application de cette méthode à la détermination de la température de l’étain et du plomb fondant ; c’est ainsi que j’ai trouvé cette dernière égale à 208°, 6. Le décroissement de la chaleur avec la distance, est si rapide , qu’il n’y aurait aucun moyen physique de faire monter d’un degré la température à l’extrémité d’une barre de fer de deux mètres de longueur et de deux centimètres d’équarrisage , en la chauffant par l’autre extrémité \ car la chaleur qu’il faudrait y appliquer, serait beaucoup plus forte que celle qu’il faudrait pour la faire fondre. (Voyez la Bibliothèque Britannique .)

(1) Je remarquerai, au sujet de ce tableau, que la température des souterrains n’est pas la même par toute la terre, comme l’auteur semble l’indiquer ici. Le thermomètre monte dans les sables des. tropiques h une très-grande élévation. Ou l’a trouvée de 2 5 centigrades au fond du puits de Joseph en Égypte, à plus de 200 pieds de profondeur. A Paris , dans les cave3 de l'Observatoire , il se tient à 12. 0 centigrades, environ io.° de Réaumur ; et enfin il y a des lieux dans la Sibérie , où la terre , dit-on, ne dégèle jamais , de sorte que la température des souterrains n’y est pas au-dessus de o. On voit donc que la température de la terre , ou du moins de ses couches extérieures, que nous appelons souterraines, va en diminuant graduellement de l’équateur aux pôles. Voyez à ce sujet les Elérnens d' Astronomie physique de Biot , chap. de la température de la Terre , 2.e édit. • a Nous devons surtout indiquer le Traité élémentaire de physique de M. Vesprets , pag. G92 et suiv. où on trouve présentés en tableaux les résultats des observations sur les températures des différens climats, sur les lignes isothermes ou de même température, sur les températures des deux hémisphères , sur celles qui ont lieu à différentes profondeurs du globe ou à différentes hauteurs au-dessus de sa surface , sur la température des mers, etc. »

8o TROISIÈME SECTION.

thermomètre à mercure dont la marche serait exactement proportionnelle à la chaleur, et qui pourrait ainsi servir sous toutes les températures. Cette mesure idéale de la chaleur s’accorde assez bien avec le véritable thermomètre à mercure, entre les points de congélation et d’ébullition. Au-dessus du point d’ébullition, le vrai thermomètre a une marche plus rapide* au-dessous du point de congélation, il a une marche plus lente. Mais on peut comparer cette mesure fictive avec le pyromètre pour les degrés de chaleur très-élevés; et, pour les degrés plus bas que la congélation, peutêtre la comparaison avec le thermomètre à alcool , serait-elle plus convenable. Il est donc possible, en effet, de mesurer tous les degrés de température, quoique l’estimation des degrés extrêmes de froid et de chaud, doive être soumise à beaucoup d’incertitude. En terminant ce chapitre, nous rapporterons les résultats de quelques expériences que l’on a faites sur la dilatation des différens corps par la chaleur.

$ 12. Les corps de nature différente , soit solides , soit liquides , sont inégalement dilatés par la chaleur; la marche de ces dilatations est même inégale pour un même corps , selon les divers degrés de chaleur auxquels on l’expose. On trouve cependant, qu’à quelques exceptions près, ils se dilatent généralement davantage à mesure qu’ils approchent du point oh ils doivent perdre leur état d’agrégation. Mais on ne peut pas dire, jusqu’à présent, que pour aucun corps, à l’exception peut-être du mercure, la marche de la dilatation ait été obsevée assez exactement , pour qu’on puisse en déterminer précisément la quantité à chaque température (i). On se borne ordinairement à fixer la dilatation entre les points de congélation et d’ébullition , et d’après cela on l’évalue proportionnellement pour chaque degré du thermomètre. On a rassemblé dans la table suivante, les dilatations linéaires de diverses substances, depuis o° jusqu’à 8o° du thermomètre de D élue , ou, ce qui revient au même; depuis o° jusqu’à ioo° du thermomètre centésimal. Par dilatation linéaire on entend celle que l’on mesurerait dans le sens d’une même dimension du corps

(i) Depuis que l’auteur écrivait ceci, la détermination dont il parle , a été obtenue par MM. Petit et Didong, avec une exactitude qui ne laisse rien à désirer.

BE LA CHALEUR

St

échauffé; par exemple, celle qui s’opérerait sur k longueur d’une règle qui à o° serait supposée égale à l’unité (i).

Acier non trempé 0,001079^

Argent de coupelle 0,0019097

Cuivre 0,00171 73

Cuivre jaune ou laiton 0,0018782

Etain de Falmouth . . . . ; 0,0021780

Fer doux forgé 0,001220$

Fer rond passé à la filière o,ooi235o

Mercure 0,0615910

Flint-glass anglais 0,00081 17

Or de départv • . . * 0,00 1 466 r

Or au titre de Paris V. ... . . o,ooi55i5

Platine o,ooo8565

Plomb • . 0,0028484

Verre de Saint-Gobin. . % 0,0008909

§ i3. Deux habiles observateurs , Dalton , à Manchester, et Gay- Lus sac , à Paris, ont dernièrement fait, en meme temps , des expériences très-rigoureuses sur la dilatation des fluides élastiques , tant des vapeurs que des gaz permanens , et ils ont tous deux trouvé que tous les fluides élastiques , sous des pressions égales 3 se dilatent çuussi également par la chaleur. Cette dilatation , depuis o jusqu’à 8o°, est, selon Gay-Lussac , de 0,37 5 du volume primitif, représenté par l’unité à o° ; selon Laiton , ce serait 0,898. ( Gilbert , XIII, 3 1 4 )- Le premier nombre paraît s’approcher davantage de la vérité , parce qu’il s’accorde parfaitement avec des expériences très-exactes sur l’air atmosphérique, faites plus anciennement par le célèbre astronome Mayer, On est autorisé par là à conclure que la dilatation des gaz est un effet simple , uniquement dû à la cha-

(1) I.es dilatations du verre et des métaux solides, rapportées dans le tableau précédent , ne sont pas celles qu’avait données l’auteur. J’y ai substitué les résultats que MM. Lavoisier et Laplace ont obtenus par une longue suite d’expériences qui ont été publiées pour la première fois dans mon Traité de Physique . J’y ai joint la dilatation du platine, déterminée par Borda } dans son travail pour la mesure du pendule.

lï

leur ; mais que ia dilatation des autres corps est le résultat composé de plusieurs forces. Comme la dilatation des gaz est exactement proportionnelle à la chaleur; on a lieu d’espérer qu’on pourra mesurer exactement cette dernière, en faisant usage de cette propriété (1).

La table contenue dans la page précédente, ne donne la dilatation des corps que dans une seule dimension ; si l’on voulait avoir la dilatation du volume, il faudrait tripler les nombres exprimés dans la table. Nous donnerons deux exemples à l’appui de cette règle.

i.° La dilatation du mercure depuis o jusqu’à ioo° du thermomètre centésimal, est exprimé par 0,061691 ; prenant le centième de ce nombre , on aura la dilatation linéaire pour un degré centésimal, égale à 0,00061691 de la longueur primitive à o°; en doublant ce nombre, on aura da dilatation superficielle , égale à 0,00 1 23 182, et en le triplant, on aura la dilatation cubique égale à 0,00184773, ou du volume primitif à o°, comme cela résulte des expériences de MM. Lavoisier et Laplace.

2.0 La dilatation linéaire des tubes de verre ordinaire, depuis o° jusqu’à ioo°, estrrr 0,00087682 selon MM. Lavoisier et Laplace : le centième de ce nombre, est 0,0000087672, dilatation linéaire pour un degré centésimal : on la triplant , on aura 0,00002627 16 pour la dilatation cubique (* *).

(1) Voyez sur les expériences de Gay-Lussac , les Annales de chimie , thermidor an 10 : Essai de Statistique chimique de Berthollet ; Biot, Traité de Physique. Annales de Gilbert, XII, 255. Sur les expériences de Dalton , Gilbert y XII, 3io. Biot, Traité de Physique.

Voyez aussi la note de la page 7 5.

(*) Cette règle se démontre comme il suit : soit a la dilatation linéaire d’une substance pour îoo0 (Th centig.) et l’unité de longueur ; pour une variation de t centigrades, la dilatation sera donnée par cette proportion : si îoo0 produisent et , combien t degrés ? On trouve 0,01 cet ; en sorte qu’une longueur l éprouvera une dilatation = 0,01 ctil : ainsi pour t degrés, Z est devenue

* — l{ 1 +0,01 X ut) V. (1).

Si 1 on considéré Une surface s ; comme ses deux dimensions éprouvent la dilatation linéaire , il en résulte une aire s' semblable à la première : ces aires s et s sont entic elles comme les carres des dimensions Z et .t; savoir s * s' ssr- Z* * x 2 *

PE LA CHALEUR

ADDITION

La plupart des données relatives à la dilatation des corps, qui manquaient à l’époque ou M. Fischer a composé son Livre, ont été depuis déterminées avec un soin et un précision extrêmes par MM. Petit et Dulong , dans un travail couronné par l’Institut de France, dont je rapporterai ici quelques-uns des résultats.

i.° En comparant la dilatation absolue de l’air sec à la dilatation apparente du mercure dans le verre, ils ont trouvé celle-ci croissante , quoique d’une quantité peu considérable. Le thermomètre du mercure marquait 3oo°, quand le thermomètre d’air corrigé de la dilatation du verre, en manquait 292,70; au point de l’ébullition du mercure, le premier marqua 36o°, le second 35o°. L’erreur n’était donc que de io°; les deux échelles partant de la glace fondante.

Ce peu de différence tenait, comme nous l’avons dit plus haut, à une compensation produite par la dilatation aussi croissante de l’enveloppe du verre; car, les auteurs ayant observé, par un moyen particulier , la dilatation absolue du mercure, comparativement à celle de l’air , trouvèrent qu’elle croissait beaucoup plus vite; en effet, deo à 100, elle futy—du volume par degré centésimal; de o à uoo,^^; de o à 3oo, Les températures étaient comptées d’après la dilatation de l’air; de sorte qu’un thermomètre fondé sur la dilatation absolue du mercure, aurait marqué, à ces diverses températures, o; ioo° j

or, en négligeant le carré de e» qui est fort petit, on a*ä = iä(i -f-o,o2<*0 : ainsi la proportion, précédente donnera S * S* 1 * — * S =- x* — » ia “ ls =3 0,02 ut l3 1 1 i ; d’où l’on tire

On trouvera de même qu’en négligeant a 3 et tf3, on a

En comparant les résultats (2) et (3) avec (1) , on reconnaît que la formule de dilatation des lignes, est applicable aux surfaces et aux volumes représentées par

l , pourvu qu’on remplace la quantité observée as par et 3<a. L’inégalité de la dilatation des métaux , est une propriété qui sert de base à la construction des

thermomètres métalliques et des compensateurs d’horlogerie. Le changement do

volume, quoique fort petit , est capable d’effets puissans : c’est ainsi qu’on a vu redresser une muraille par les contractions et extensions de barres de fer , soumises aus successions de froid et de chaud. ( Dict. Tech tom. IV, pag. 336.)

2o4°,6r ; 3i4°,i5 ; et ainsi à la dernière, il se serait trouvé en erreur de i4v5, lesquels se seraient réduits à io° seulement, si Ton eut pris la dilatation apparente dans le verre.

MM. Petit et Dulong ayant aussi comparé la dilatation de l’air à celle des solides , ont trouvé celle-ci semblablement croissante, meme à «les températures bien éloignées du terme de fusion. Ainsi , aux termes de ioo°; 2oo°; 3oo°, mesurés par la dilatation absolue de l’air, un thermomètre construit d’après la dilatation d’une lame de verre supposée uniforme , marquera i oo° ; 2 1 3°, 2 ; 352°, 9 : avec le fer on aurait , pour les deux extrêmes, ïoo°;372°,6: avec le cuivre , ioo°; 328°, 8: avec le platine; ioo°; 3n°,6. Ces résultats extrêmement remarquables, suffisent pour corriger les températeures qui seraient calculées sur la supposition jusqu’alors bien vraisemblable , d’une dilatation sensiblement uniforme. (Royez les Annales de Chimie pour l’année 1818.)

a En réunissant un très-grand nombre d’observations du thermomètre et en les comparant entre elles, M. sirago en a déduit Ses conséquences suivantes : i.° Dans aucun lieu de la terre et en aucune saison, un thermomètre élevé de deux ou trois mètres au-dessus du sol, et à l’abri de toute réverbération, n’atteindra le 3^.eme degré de Rèaumur, ou le degré de l’échelle[centigrade : en pleine mer, quelques soient le lieu et la saison , la température de l’air ne dépasse pas 24° Rèaumur , ou 3o degrés centigrades. 20 Le plus grand froid qu’on ait observé sur notre globe, avec un thermomètre suspendu dans l’air, est de 4o°R., ou 5o° centigrades. 3.° L’eau de la mer, sous aucune latitude et en aucune saison, ne prend une température supérieure à 24° lv.; ou 3o° centigrades. »,

DE LA CHALEUR