DU THERMOMÈTRE

Toute variation de la température d'un corps quelconque, solide, liquide ou gazeux, est accusée par une variation correspondante de son volume. Parmi les effets si nombreux et si variés qui traduisent l'action de la chaleur sur la matière pondérable, le changement de volume des corps, à cause de sa généralité et surtout du haut degi*é de précision dont son appréciation est susceptible, a été choisi comme moyen de mesurer et de comparer leur température. La science possède des thermomètres fondés sur la dilatation des liquides, d!autres sur celle des gaz, d'autres enfin sur celle des solides ; tous ont leur utilité incontestable, et, parmi ces divers instruments, Tobservateur doit savoir choisir celui qui convient le mieux au genre de recherches qu'il a en vue. Dans les études de physiologie on a, avec raison, donné la préférence aux

thermomètres construits avec des liquides, et, parmi ces derniers, au thermomètre à mercure, dont la marche est parfaitement régulière dans les limites de température . que comporte ce genre d'observations; c'est donc le seul dont nous ayons à nous occuper dans ce travail.

Les divers thermomètres, fondés sur la dilatation du mercure, ne diffèrent en réalité que par le mode o de graduation de l'échelle qui sert à mesurer la dilatation apparente du liquide contenu dans Tenveloppe de verre; nous passerons successivement en revue ceux qui ont été et ceux qui sont encore employés : il est nécessaire de les comparer pour se faire une idée juste de la valeur relative de leurs indications.

§ Z. — Thermomètre centigrade.

Dans le thermomètre centigrade, le point fixe inférieur ou zéro correspond à la température de la glace fondante ; le point fixe supérieur marqué 100" correspond à la température de leau distillée bouillante sous la pression normale de 76 centimètres de mercure (fig. 1). L'intervalle qui sépare les deux points fixes est divisé en 100 parties égales, et chacune de ces parties est

I appelée degré; la division delà tige en parties égales aux précédentes est ensuite continuée au-dessus et au-dessous des points fixes. La tem- Fig. i. pérature, marquée par l'instrument, est traduite par le nombre de degrés dont la colonne de mercure s'est

THERMOMBTRIB. 3

élevée au-dessus ou abaissée au-dessous du point ûxe inférieur ou zéro de l'échelle. Dans le thermomètre centigrade, le degrés ou unité de température^ est donc la centième partie de la dilatation apparente qu'éprouve le mercure de l'instrument quand il passe de la température de la glace fondante à celle de l'eau distillée bouillante sous la pression normale de 76 centimètres de mercure.

§ II. — Thennomètre Héaumur.

Dans le thermomètre Réaumur, les points fixes correspondent aussi à la température de la glace fondante et à celle | de l'eau distillée bouillante sous la près- '^ sion normale de 76 centimètres de mer- | cure (fig. 2); le point fixe inférieur est | également marqué 0% mais le supérieur | est marqué 80° : l'intervalle entre les deux points fixes est donc divisé en 80 parties égales, tandis qu'il l'est en 100 dans le thermomètre centigrade. Il en résulte que le degré Réaumur est plus grand que le degré centigrade. Dès lors, une même température mesurée successivement ou simultanément avec un thermomètre Réaumur et avec un thermomètre centi- ^^6- 2. grade sera traduite par un nombre de degrés plus petit dans \q premier cas que dans le second. Il est donc important de savoir ramener les indications de l'un de ces

instruments à celles que l'autre aurait fournies dans les mômes circonstances.

Pour cela, il suffit de se rappeler qu'unemême quantité^ Tinter val le qui sépare la température de la glace fbndante de celle deTeau bouillante, comprend 80 degrés Réaumur et 100 degrés centigrades. Une température quelconque, mesurée avec un thermomètre Réaumur et avec un thermomètre centigrade, sera donc traduite par des nombres de degrés qui seront dans le rapport de 80 à 100, ou plus simplement de 4 à 5. Amsi, par exemple :

1^ Le thermomètre Réaumur a marqué 32*, on veut connaître x le nombre de degrés qu'aurait marqué un thermomètre centigrade, dans les mêmes circonstances. Nous aurons, pour déterminer x, la proportion suivante :

32 : X :: 80 : loo , oa 32 : a? :: 4 : 5; d'où a? = 32 X ^/i = ^O** centigrades.

Ainsi, en multipliant par 5/4 l'indication fournie par un thermomètre Réaumur, on obtient le nombre de degrés qu'aurait marqué un thermomètre centigrade, dans les mêmes circonstances.

2" Le thermomètre centigrade a marqué 45°, on veut connaître x le nombre de degrés qu'aurait marqué un thermomètre Réaumur, dans les mêmes circonstances. Nous aurons, pour déterminera;, la proportion suivante :

45 : X :: lOO : 80, ou 45 : os :: 5 : 4 ; d'où fc =^ 45 X Vs = 3ô° Réaumur. ..

Ainsi, en prenant les 4/5*' de l'indication fournie par un thermomètre centigrade , on obtient le nombre de

TBBRM0MÉTR1B. 7

degrés qu'aurait marqué un thermomètre Réaumur, dans les mêmes circonstances.

I HZ. — Thermomètre Fahrenheit.

Cet instrument, adopté en Angleterre et en Allemagne, a servi à faire de nombreuses observations de température animale, il est fort important de le comparer à notre thermomètre centigrade (fig. 3). Dans le thermomè tre Fahrenheit, le point fixe inférieur ou zéro ne correspond pas à la température de la glace fondante, mais à celle d'un mélange réfrigérant composé de proportions déterminées (le sel marin et de neige ; le point fixe supérieur , marqué 212°, correspond à la température de Teau distillée bouillante sous la pression normale de 76 centimètres de mercure. L'échelle Fahrenheit diffère donc considérabfemerit de celles des deux autres thermomètres déjà étudiés. Faisons d'abord remarquer que le 32* degré de l'échelle Fahrenheit correspond exactement à la température de la glace fondante ; de sorte que, entre lé zéro du thermomètre centigrade et la température . ^»8-'-

de l'eau bouillante, il y a 212 — 32, ou 180 degi^és Fah-

renheit. Il résulte de là qu'un intervalle quelconque (le température, exprimé en degrés Fahrenheit et en degrés centigrades, sera toujours représenté par des nombres dont le rapport sera le môme que celui de 180 à 100, ou plus simplement de 9 à 5. Cela posé, il devient très facile de convertir une indication du thermomètre Fahrenheit en l'indication correspondante du thermomètre centigrade.

Premier cas. — La température mesurée est supérieure à 32" du thermomètre Fahrenheit.

Le thermomètre Fahrenheit a marqué 10^% on veut connaître x le nombre de degrés qu'aurait marqué un thermomètre centigrade, dans les mêmes circonstances.

Du nombre iOU^ on commence par retrancher 32", le reste 72° indique de combien de degrés Fahrenheit la température mesurée est supérieure à celle de la glace fondante ou au zéro centigrade. Il suffit maintenant de chercher combien 72° Fahrenheit valent de degrés centésimaux. Pour cela, nous avons la proportion suivante :

9:5 :: 72 : a? » le nombre de degrés ceDtésimaux ; d'où a; B 72 X °/e = ^0** du thermomètre centigrade.

Ainsi la température évaluée à lO/i* Fahrenheit, ou supérieure de 72* Fahrenheit à celle delà glace fondante, correspond à UO"" au-dessus du zéro du thermomètre centigrade.

Deuxième cas. — La température mesurée est inférieure à 32" du thermomètre Fahrenheit.

Le thermomètre Fahrenheit a marqué l/i'*, on veut

TflERMOMBTRiE. 9

connaître x le nombre de degrés qu'aurait marqué un thermomètre centigrade, dans les mêmes circonstances. Cette température est évidemment inférieure à celle de la glace fondante. Si de 32° on retranche H**, le reste IS"* indique de combien de degrés Fahrenheit la température mesui*ée est inférieure au zéro centigrade. Il suffit maintenant de chercher combien 18" Fahrenheit valent de degrés centésimaux. Pour cela nous avons la proportion suivante : .

9 ; 5 :: 18 : a? = le nombre de degrés centésimaux; d*où a; = 18X ^U~ — 10** du thermomètre centigrade.

Ainsi la température évaluée 1^" Fahrenheit, ou inférieure de 18» Fahrenheit à celle de la glace fondante, correspond à 10" au-dessous du zéro du thermomètre centigrade.

Quel que soit le thermomètre employé dans les recherches de physiologie, l'instrument doit satisfaire à deux conditions importantes: d'une part, il doit se mettre rapidement en équilibre de température avec la partie explorée, et, d'autre part, le degré doitavoir assez d'étendue sur la tige, pour qu'à l'œil nu il soit toujours facile d'apprécier directement au moins un dixième de sa valeur.

Pour remplir la premièrecondition, il suffit d'employer un thermomètre dont le réservoir soit très petit. Plus, en effet, la capacité du réservoir sera faible, moins sera considérable la masse de mercure à échauffer ou à refroidir, et plus vite l'équilibre s'établira entre l'appareil

indicateur et la partie explorée. Les thermomètres à petit réservoir ont encore un autre avantage. L'instrument emprunte toujours aux corps avec lesquels il est en contact, ou leur cède une certaine quantité de chaleur pour se mettre en équilibre de température avec eux. Pour que l'indication thermométrique finale soit bien la traduction fidèle de la température du corps au moment de Tobservation, il faut de toute nécessité que la quantité de chaleur ainsi empruntée ou cédée par l'instrument soit négligeable par rapport à celle que possède le corps lui-même, et ne puisse pas sensiblement changer sa température. Sous peine de s'exposer à des erreurs d'observation très graves, il est donc indispensable de proportionner les dimensions des réservoirs des thermomètres au volume des animaux ou des portions d'animaux soumis à l'exploration.

Mais, si le calibre intérieur de la tige restait le même, évidemment l'étendue du degré diminuerait à mesure que la capacitédu réservoir serait réduite à de plus faibles dimensions. En effet, le coefficient de dilatation apparente du mercure dans le verre, mesuré au thermomètre centigrade, étant de 1/6480, dans un instrument quelconque de ce genre le degré représentera toujours un cylindre de capacité égale à la 6Zt80* partie du volume du métal contenu dans le réservoir et de même section transversale que le calibre intérieur de la tige. Ainsi, avec une tige de calibre invariable, la longueur du degré est directement proportionnelle à la capacité du réservoir. Il résulte aussi, des considérations précédentes, que, pour un réservoir de capacité donnée, la longueur du degré est en raison

THERMOMÉTRIB. 11

inverse de la section du calibre intérieur de la tige ou <lu caiTé du rayon du cercle qu'elle représente. On peut donc, en associant une tige extrêmement capillaire à un réservoir de petites dimensions, avoir un thermomètre très sensible; c'est-à-dire qui se mette très rapidement en équilibre et dont les degrés aient assez d'étendue pour être divisés sur la tige même en au moins dix parties égales. On s'arrange de manière à donner au degré ciytq millimètres et mêmeMu centimètre de longueur ; et, comme à l'œil nu on distingue très facilement des traits qui sont à un demt--miiiimètre de distance, il s'ensuit que la graduation de l'instrument peut donner directement la dixième ou la vingtième partie d'un degré centésimal.

S 1^. — Thermomètre à éohelle fraotionnée.

Pour ne pas donner à ces instruments très sensibles des dimensions en longueur qui les rendraient trop incommodes, on les construit (le manière que la tige ne contienne qu'une portion très restreinte de l'échelle thermométrique (flg. k). Supposons qu'il s'agisse de mesurer la température des animaux supérieurs , mammifères et oiseaux , dans l'état physiologique. On sait à l'avance que la température de ces animaux est toujours supérieure à 35*, et n'atteint jamais /i5°. Après avoir choisi un tube suffisamment ^*'* * capillaire et lui avoir soudé un réservoir de dimensions

12 PHYSIQUE MÉDieALK.

convenables , on introduit la quantité de mercure nécessaire pour que le ^5^ degré corresponde à la partie inférieure, et le 45* à la partie supérieure de la tige de l'instrument. On procède ensuite à la graduation en plaçant le thermomètre ainsi préparé à côté d'un thermomètre étalon, dans un bain dont la température est successivement élevée et maintenue constante à tous les degrés compris entre les deux extrêmes choisis. Dans les tubes très capillaires, le calibre intérieur peut être considéré comme exactement cylindrique; lorsque les degrés sont marqués sur la tige, il suffit donc de diviser par des traits successifs l'intervalle correspondant à chacun d'eux, en 40 ou 20 parties égales, pour que l'instrument donne directement, à 1/10* ou 1/20" de degré près, toutes les températures comprises entre les limites adoptées. La graduation de ces thermomètres à échelle partielle est une opération très délicate, les constructeurs très habiles savent seuls en surmonter les difficultés. D'ailleurs, avec un thermomètre tel que celui dont nous venons de parler, il serait impossible de suivre toutes les variations de température qu'éprouvent les animaux inférieurs; il est nécessaire, pour des recherches de ce genre, d'avoir une collection d'instruments dont la tige compreime, dans sa graduation, des portions différentes de l'échelle thermométrique.

§ ▼. — Thermomètre métasiatique.

M. Walferdin a imaginé un thermomètre à mercure, extrêmement ingénieux, qui permet d'apprécier les lem-

THBRMOMÉTRIE. 13

pératures avec une très grande précision, et qui, à lui tout seul (fig. 5), quoique ayant une lige de ti'ès faible longueur, peut remplacer tous les thermomètres . à échelle fractionnée dont nous venons de iijû parler.

Dans cet instrument, à échelle complètement arbitraire, la tige est divisée en parties d'égale capacité. Le réservoir est très petit, et le calibre intérieur du tube est tellement capillaire, qu'une variation de température de 3" à 4" suffit pour faire parcourir à la colonne menîurielle toute l'étendue de la tige. A la partie supérieure de l'instrument est une ampoule B ; le tube capillaire porte un étranglement au point C, tout près de Tampoule. Il y a, dans l'instrument, assez de mercure pour remplir le réservoir, le tube capillaire et une partie de l'ampoule, même à la température la plus basse qu'on se propose d'apprécier.

Supposons qu'il s'agisse de mesurer les ditférenc^s qui existent entre les températures «§. s. des diverses parties d'un même animal. On sait, d'ailleurs, à l'avance que ces températures ne s'abaissent pas au-dessous de 37° et ne s'élèvent pas au-dessus de 39°. On chauffe le réservoir au-dessus de 40", le niveau du mercure s'élève dans l'ampoule B ; puis on place l'instrument dans un bain de liquide à 40' : par l'effet du refroidissement, une partie du mercure de l'ampoule redescend dans la tige et dans le ré-

\U PHYSIQUE MÉDICALB.

servoir. Quand l'équilibre est bien établi et que la teni- [)érature est fixe à /ïO% on retiré le thermomètre du bain en lui imprimant une secousse brus- ^ que; la colonne niercurielle se brise en C au niveau de l'étranglement (fig. 6) ; le mercure situé au-dessous se sépare complètement du métal placé au-dessus, et celui-ci reste immobile dans sa position et ne peut plus se réunir au reste du mercure, tant que l'instrument est maintenu à des températures inférieures à Z^0^ Le thermomètre est alors préparé par l'observation; les indications seront fournies par la dilatation du mercure qui occupait le réservoir et le tube capillaire jusqu'en C, au moment où la séparation a été opérée.

L'instrument est ensuite employé comme un thermomètre ordinaire, et l'on a soin, à chaque observation, de noter celle des divisions marquées sur la tige qui correspond à la position Il d'équilibre du sommet de la colonne mercu- II rielle. Pour transformer les indications ainsi ob- ^ tenues en degrés centigrades, on commence par ^*^' ®' chercher, à l'aide d'un bain d'eau convenablement échauffée et d'un thermomètre étalon, à quelle division de l'échelle du thermomètre métastatique cor respond la température 38% puis on laisse l'eau se refroidir d*un degré et l'on note de combien de divisions s'abaisse la colonne mercurîelle. Connaissant ainsi le nombre de divisions qui représente la valeur d'wn degré centigrade et la position sur la tige du 38« degi^ de tem*

THBRMOMÉTME. 15

pérature, une proportion suffit pour obtenir, en degrés centésimaux, la valeur réelle de chacune des indications de rinstrument. Il est évident, d'ailleurs, qu'une opération semblable peut être effectuée pour tous les degrés de réchelle thermométrique,, et que, par conséquent, un seul thermomètre métastatique peut remplacer avec avantage tous les thermomètres à échelle fractionnée.

Pour donner une idée de l'excessive sensibilité qu'un tel instrument peut atteindre, nous dirons que M. Walferdin a employé des thermomètres métastatiques pour lesquels le degré centésimal avait un décimètre de lon- 'gueur. Une division en millimètres donnait donc directement un centième de degré, et la division en demimillimètres, qui se lit sans peine à l'œil nu, donnait un demi'Centième de degré ; avec une faible loupe il est très facile d'apprécier un dixième de millimètre et l'instrument pouvait indiquer un millième de degré. Sans aspirer à atteindre une aussi grande précision dans les mesures de température en physiologie, on pourra, à volonté et en choisissant convenablement son instrument, obtenir directement à l'œil nu un vingtième, un quarantième^ un centième de degré ; il suffira pour cela que la tige soit divisée en demi millimètres, et que le tube soit assez capillaire pour que le degré occupe une longueur de wn, deux ou cinq centimètres.

Dans les recherches thermométriques, il est nécessaire de disposer l'instrument de manière que les parties explorées enveloppent exactement son réservoir et même sa tige jusque dans le voisinage du point où doit monter la colonne mercurielle; le thermomètre doit, d'ailleurs,

être rigoureuseraent maintenu en place, jusqu'à ce que l'équilibre soit établi et que la lecture de Tindication soit achevée. Sur des animaux d'un certain volume, en choisissant un thermomètre de dimension convenable, on peut l'introduire dans quelque cavité naturelle, ou le loger dans une incision faite aux téguments, ou encore le placer dans le pli d'une articulation ; on satisfait alors à toutes les conditions d'une bonne observation, et Ton obtient d'excellents résultats. Avec des thermomètres à réservoir de très petite capacité, il est possible de mesurer les températures de parties de l'économie très limitées, et même celle de l'intérieur d'une veine et d'une artère, sans arrêter le cours du sang. Il^est des parties profondément situées qu'on ne peut atteindre sans de grandes mutilations préalables; dans ce cas il faut opérer très vite et employer des instruments très sensibles qui se mettent très rapidement en équilibre, car leur température s'abaisse rapidement sous la triple influence du contact de l'air, de l'évaporation et de l'affaiblissement progressif ou même de la mort de l'animal. Quanta la température du cœur, on peut toujours et l'on doit l'explorer sur l'animal vivant, sans ouvrir la cavité Ihoracique en poussant successivement un même thermomètre très sensible dans les cavités gauches et droites de cet organe, à travers les gros vaisseaux du cou.

Au contact du corps des animaux, le réservoir du thermomètre est habituellement mouillé ; il faut, avec grand soin, le mettre à l'abri des courants d'air ; sans cette précaution, les liquides chauds, accumulés à sa surface, le refroidiraient par leur évaporation, et maintiendraient

THBRMOMÉTKIR. 17

rinstrument à une température notablement inférieure à celle de la partie explorée. Nous insistons sur ces détails, \ysLVce que trop souvent ils ont été négligés par des physiologistes inexpérimentés, qui ont ainsi introduit dans la science des résultats de nulle valeur. Du reste, no\is ne voulons pas ici passer en revue toutes les précautions à prendre pour obtenir de bonnes indications thermométriques. Nous aurons très souvent occasion de revenir sur ce sujet, et ces réflexions trouveront naturellement leur place dans cette partie de notre travail où nous analyserons les recherches entreprises pour déterminer la température des animaux et des végétaux. Alors aussi nous dirons dans quels cas le thermomètre à mercure doit être complètement abandonné et remplacé par les aiguilles thermo-électriques.

A cause de la température très élevée à laquelle ont été soumis les réservoirs des thermomètres pour être soufflés en sphère ou en cylindre, il se passe dans la matière qui les compose des changements moléculaires très lents. Ce travail intime dure quelquefois des années entières; il modifie le coefficient de dilatation du verre postérieurement à la graduation du thermomètre, et détermine une détérioration de Tinstrument bien connue des physiciens, signalée depuis longtemps, et qui consiste en un déplacement du zéro de l'échelle. Il est donc nécessaire de vérifier de temps en temps les thermomètres à échelle fixe employés dans les recherches de physiologie. Comme généralement ces instruments n'ont que quelques degrés de course, et que leur échelle ne contient pas les points fixes, la vérification se fait en les comparant à de

bons thermomètres étalons. Quant aux thermomètres métastatiques de M. Walferdln, Véchelle étant complètement arbitraire et la valeur du degré centésimal étant directement déterminée dans chaque série d'observations, nous n'avons pas besoin de dire qu'ils ne sont pas exposés à ce genre de détérioration.

ARTICLE II

APPAREILS THERMO-ÉLEGTRIQUES.

Nous ne voulons pas ici envisager, dans toute son étendue, la question de la chaleur considérée comme source d'électricité, cette étude trouvera naturellement sa place dans un travail que nous publierons bientôt sur les phénomènes électriques observés chez les êtres vivants. Il nous suffira, pour le moment, de rappeler succinctement les principes sur lesquels repose la construction des appareils destinés à mesurer les variations de température par Tobservation des courants électriques qu'elles développent dans des circuits métalliques de forme déterminée.

Si aux deux extrémités d*un barreau d'antimoine A on soude deux barreaux de bismuth* B, B (fig. 7), et qu'autour des bouts M et N du barreau ainsi composé on enroule les fils d'un galvanomètre G, tant que les soudures C et Ci' sont à la même température, l'aiguille aimantée reste ifhrtiobilë sur le zéro de l'iïistrument. Mais si, pour une cause quelconque, la température de Tune des soudures est supérieure h celle de l'autre, immédiatement

THERMOMÉTRIE. 19

un courant électrique prend naissance et est traduit par une déviation de Taiguille aimantée. Ce courant est, d'ailleurs, toujours dirigé de manière à traverser la soudure la plus chaude, en cheminant du bismuth à Tanti moine. Par conséquent, si la soudure G est échauffée, le

Fîg. 7.

courant, dans le fil du galvanomètre, marche de N en G, et de G en M ; si, au contraire, la soudure C est la plus chaude, le courant se dirige en [sens inverse, et marche (le M en G et de G en N dans le fil du galvanomètre.

Les barreaux de bismuth et d'antimoine peuvent être associés en plus grand nombre, et de manière que toutes les soudures de rang pair regardent d'un côté, tandis que

Fig. 9,

toutes les soudures de rang impair sont tournées en sens inverse (fig. 8). Si Ton vient à chauffer toutes les sou-

dures situées d'un même côté, immédiatement un courant électrique prend naissance, et il est dirigé de manière à traverser toutes les soudures chaudes en marchant du bismuth à l'antimoine. Si, par exemple, on chauffe toutes les soudures de rang impair, le courant, dans le fil du galvanomètre, se dirige de N eu G et de G en M; si, au contraire, on chauffe les soudures de rang pair, le courant est de sens inverse, et il marche, dans le fil du galvanomètre, de M en G et de G en N. Les phénomènes observés sont donc les mêmes que ceux du cas précédent, seulement l'intensité du courant produit augmente en raison du nombre de soudures chauffées. L'ensemble des barreaux ainsi soudés deux à deux constitue une vraie pUe thermo-électrique, dans laquelle le courant électrique est développé par le fait de la différence de température qui existe entre les soudures de rang pair et les soudures de rang impair. Chaque paire de barreaux bismuth et antimoine soudés ensemble est un couple ou élément de cette pile.

§ I. — Pile thermo-électrique.

Pour plus de commodité dans l'observation, on forme avec les barreaux un faisceau prismatique, en les disposant parallèlement dans des rangées superposées, de manière que Tensemblè représente une chaîne métallique semblable à la précédente et repliée plusieurs fois sur elle-même (fig. 9). Les extrémités du prisme G et D qui contiennent, l'une toutes les soudures de rang pair, et l'autre toutes les soudures de rang impair, sont appelées

THERMOMETRIE.

faces de la pile. D'ailleurs, chaque rangée est séparée de celle qui la précède et de celle qui la suit par une lame (le papier verni, et, dans chaque rangée, tous les barreaux sont également isolés les uns des autres, afin qu'il n'y ait de contact métallique qu'aux soudures. Cette pile étant mise en communication avec les fils d'un galvanomètre, il suffit d'échauffer une face ou l'autre pour faire naître un courant électrique dont le sens est connu à l'avance, puisqu'il traverse toujours les soudures chaufft'es en se dirigeant du bismuth vers l'antimoine. Ces piles étant destinées à étudier les lois de la chaleur rayonnante, on a soin de recouvrir leurs faces G et D, d'une couche de noir de fumée, pour augmenter le pouvoir absorbant et le rendre indépendant de la nature de la source d'où émane le flux (le chaleur incidente.

Enlin la pile, ainsi disposée en faisceau prismatique, est mastiquée dans un anneau de cuivre, de manière que ses faces C et D, enduites d'une couche de noir de fumée, débordent un peu.

A la partie supérieure de l'anneau sont deux petites colonnes métalliques isolées P, F (fig. 10), qui commu- ng. ,o.

niquent aux extrémités de la chaîne des barreaux bis-

muth et antimoine, et servent à mettre la pile en rapport avec les fils du galvanomètre. Pour garantir les faces de l'appareil contre tout rayonnement latéral , on se sert de deux tubes prismatiques de cuivre T, T', noircis sur leur face intérieure, de 4 à 5 centimètres de longueur, qui coiffent exactement les deux extrémités de la pile. Chacun de ces tubes, d'ailleurs, est muni d'un opercule mobile S, S', qui tantôt obture complètement, tantôt laisse ouverte son extrémité libre.

Quand on veut faire une observation de chaleur rayonnante, on abaisse ces deux opercules et l'on attend que l'aiguille du galvanomètre se fixe au zéro de la graduation ; cela indique que les deux faces de la pile sont en équilibre de température. Alors on relève l'opercule du côté de la source de chaleur rayonnante, et la face correspondante de la pile est seule échauffée par le flux de chaleur incidente, tandis que l'autre est tenue k l'abri de tout rayonnement. De cette manière, l'effet traduit par la déviation de l'aiguille du galvanomètre est dû tout entier à la chaleur rayonnante émanée de la source qu'on se propose d'étudier.

Dans les limites dans lesquelles sont comprises les observations faites avec les piles thermo-électriques, les différences de température des deux faces de l'instrument sont directement proportionnelles aux intensités des courants électriques produits. Pour comparer entre elles les diverses températures observées, il suffit donc d'avoir un moyen d'apprécier, dans chaque expérience, Vintensitr du courant électrique. Sans doute les déviations de l'aiguille du galvanomètre sont d'autant plus considérable.'^

THSftMOMBTftIE. 23

(|ue le couiunt a plus d'intensité, mais il n'y a pas exacte proportionnalité entre ces deux éléments : une aiguille s'étant écartée , par exemple, «le 10" de sa position d'équilibre sous l'influence d'un courant donné, s'écartera de moins de 20 et de moins de 30" sous l'influence d'un courant d'intensité double ou triple. Il faut donc, expérimentalement et pour chaque galvanomètre, étudier les rapports qui existent entre les intensités du courant et la marche de l'aiguille influencée. 1^ science possède des procédés exacts pour dresser des tables qui permettent de déduire Vintemité du courant électrique du nombre de degrés dont l'aiguille s'est écartée de sa position d'équilibre. Ce n'est pas ici le lieu d'exposer ces moyens ; il nous suffit de dire qu'à l'aide de ces tables une fois construites, on parvient à établir rigoureusement les rapports qui existent entre les températures des divers flux de chaleur rayonnante reçus sur une des faces de la pile, puisque ces rapports sont les mêmes que ceux des intensités des courants observés. La pile thermo-électrique n'étant pas employée pour la détermination de la température des êtres vivant), nous ne pousserons pas plus loin l'étude de cet instrument ; ce que nous en avons dit nous parait suffisant pour comprendre la tliporie d'un appareil du môme genre, qui a rendu de grands services à la physiologie expérimentale: nous voulons parler des aiguiltes thermo-électriques.

5 ZZ. — Aiguilles therino^leciri<{ues.

Tous les autres métaux jouissent, comme l'antimoine cît le bismuth, de la propriété de devenir le siège de cou-

rants électriques, quand ils sont accouplés deux à deux et que leurs soudures sont maintenues à des températures différentes. Nous devons ici nous borner à l'étude du trr et du cuivre, qui seuls ont servi à la construction d'instruments employés dans les recherches de physiologie. Si aux deux bouts d'un barreau de fer F (tig. 11) on soude deux barreaux de cuivre C, G, et si les extrémités

Fig. H.

M et N de l'appareil sont mises en rapport avec le fil d'un galvanomètre G, tant que les deux soudures B, B' seront à la même température, l'aiguille aimantée restera immobile, aucun courant électrique ne se manifestera . Mais, du moment qu'une des deux soudures est chauffée, l'aiguille du galvanomètre est mise en mouvement par un courant dirigé de manière à traverser la soudure la plus chaudcî, en marchant du cuivre vers le fer. Si la soudure B est chauffée, le courant se dirige clans le (il du galvanomètre de N en G et de G en M ; si, au contraire, on chauffe la soudure B', le courant marche en sens inverse et parcourt le fil du galvanomètre de M en G et de G en N. Cette propriété a été mise à profit pour construire des aiguilles, composées de deux métaux, assez déliées pour être enfoncées dans les tissus des êtres vivants, et destinées tantôt à donner leur température absolue, tantôt simplement la

THERMOMÉTRIE. 25

différence de température de deux points de leur corps. L'appareil se compose de deux aiguilles, dont chacune constitue un véritable couple d'une petite pile thermoélectrique. Elles ont, d'ailleurs, été employées sous deux formes différentes.

M. Becquerel (1), qui le premier a introduit ces appareils dans les recherches de physiologie, s'est surtout servi iVaiguiWiiS k soudure médiane (fig. 12). Chacune d'elles est

Fig. 12.

composée d'un iil de fer et d'un lil de cuivre, de même diamètre et de môme longueur, soudés bouta bout ; elles sont unies par leur extrémité fer au moyen d'un til de même métal, assez long pour permettre de les écarter considérablement l'une de l'autre ; par le bout opposé elles sont fixées au fil du galvanomètre.

Les aiguilles à soudure termino- latérale ^ plus spécialement employées par M. Dutrochet{2), se composent d'un fil de fer F (fig. 13) recourbé sur lui-même, soudé par chacune de ses extrémités et latéralement avec un fil fie cuivre C de même diamètre. Lorsque lu soudure est faite, on a soin de recouvrir les deux fils d'un vernis, tant pour

(1) Annales de chimie et dephysique^ 2* série, t. LIX, p. J13.

(2) Annales des sciences naturelles , 2* série, Botaniqite, t. XUl, p. 5.

26 PUYSIODB MÉDICALE.

les isoler Tun de Vautre que pour les mettre à l'abri de l'action des agents chimiques que peuvent contenir les

corps dans lesquels ces aiguilles sont plongées. Cette petite pile thermo-électrique est mise en communication avec le galvanomètre, par les extrémités des fils de cuivre. Dans Tappareil de M. Becquerel comme dans celui de M. Dutrochet, l'égalité de température des soudures est indiquée par Vimmobiiité de l'aiguille du galvanomètre au zéro de la graduation ; la déviation de l'aiguille et le sens de cette déviation annoncent l'existence d'une différence de température, et font connaître celle des deux soudures qui est la plus chaude ; enfin, à l'aide d'une étude préalable de la marche de l'instrument, rétendue de la déviation donne, en degrés centigrades, la valeur de la différence de température des deux soudures.

Pour construire la table indicative de la valeur, en degrés centésimaux, de la déviation de l'aiguille du galvanomètre, on peut employer un procédé fort simple. L'une des soudures est placée dans un bain d'huile à la température de l'air ambiant, l'autre dans un second bain d'huile dont la température est un peu supérieure à celle de l'atmosphère et qui se refroidit très lentement; deux

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thermomètres très sensibles donnent à chaque instant la température de chacun de ces deux bains. L'aiguille, d'abord écartée de sa position d'équilibre, rétrograde vers le zéro de la graduation du galvanomètre à mesure que le second bain d'huile se refroidit et tend à se mettre en équilibre avec le premier. On note alors avec soin les diverses positions successivement occupées par l'aiguille aimantée, on place en regard la différence des indications fourniesparlesdeux thermomètres, et Ion dresse ainsi une table qui fournit directement, en degrés centésimaux, l'estimation de la différence de température des deux soudures correspondant à une déviation donnée de l'aiguille du galvanomètre. Pour donner une idée de la sensibilité de ces instruments, il nous sulfira de dire que, dans l'appareil à soudures termino-latérales, employé par M. Dutrochet, une déviation de 16" de l'aiguille du galvanomètre correspondait à une différence de un degré centigrade, entre les températures des deux soudures. Et, comme on peut facilement apprécier 1/5" de degré de la graduation du galvanomètre , il en résulte que les observations des différences de température étaient faites avec une approximation de 1/80* de degré centigrade.

Les aiguilles tliermo-électriques ont encore d'autres avantages qui doivent les faire préférer au thermomètre à mercure dans certaines recherches de physiologie. Leur forme linéaire permet de les introduire dans l'intérieur des tissus et d'explorer la température de parties profondément situées , sans causer de délabrement, et sans qu'il soit besoin d'aucune mutilation préa-

lîible : on peut ainsi, par exemple, très facilement constater la température du sang dans les artères et dans les veines, sans causer le moindre trouble dans la circulation. A cause de leur faible volume elles peuvent être mises en contact avec des corps de très petite dimension, sans que Ton ait à craindre que la température de ces corps soit altérée par la quantité de chaleur cédée ou absorbée par l'instrument. Enfin, les aiguilles thermoélectriques se mettent si vite en équilibre de température, leurs indication^ sont si rapides, qu'elles sont aptes à accuser les variations de température les plus soudaines dans les parties au milieu desquelles leurs soudures sont plongées. Cette propriété précieuse a été mise à profit par M. Becquerel, pour mesurer l'influence exercée par la contraction violente d'un muscle sur son état thermique. Lorsqu'on veut, avec les aiguilles thermo- électriques, mesurer la température absolue d'un corps, on enfonce la soudure de l'une d'elles dans le corps lui-même, etl'on place l'autre soudure dans un appareil à température constante et connue. La déviation observée au galvanomètre indique la différence de température des deux soudures, et comme la température absolue de Tune d'elles est déjà connue, on en déduit celle du corps en expérience, par une simple addition ou par une soustraction, suivant le sens de la déviation observée. Dans ses recherches de physiologie, M. Becquerel (1) avait d'abord adopté Vappareil Sofel, pour maintenir l'une des soudures à ime température constante; plus lard, dans ses recher-

(I) Annales de chimie et de physique^ 2* série, t. UX, p. 113.

THBRMOMBTRIE. 29

ches sur la température des mammifères, il abandonna Vapjjoreil Sorel, et plaça la soudure d'une des aiguilles <lans la bouche d'un homme, tandis que Tautre était enfoncée dans la partie du corps des animaux sur laquelle il voulait expérimenter. En introduisant un petit thermomètre sous la langue, on peut mesurerexactement, et aussi souvent qu'on le veut, la température de la bouche et de la soudure qu'elle contient ; on peut ainsi s'assurer que cette température reste sensiblement constante pendant le peu de temps que dure chaque observation, à la condition toutefois que la respiration s'exécute exclusivement par le nez. Quel que soit, d'ailleurs, l'appareil à température constante que l'on emploie, il faut toujours le choisir de telle façon que sa température ne diffère que très peu de celle du corps que l'on se propose de soumettre à l'expérience. Cette condition est une consé- (|uence nécessaire de la sensibilité extrême de l'instrument.

Les aiguilles thermo-électriques sont surtout appliquées avec succès à l'appréciation de la différence de température qui existe entre deux parties d'un même corps A cet effet, on les dispose de manière que, chacune des rleux parties à observer contienne une des soudures; le sens de la déviation de l'aiguille aimantée indique de quel côté existe l'excès de température, et l'intensité de la déviation fournit, au moyen de la table de réduction, l'estimation, en degrés centésimaux, de la valeur de cet excès. On procède de la même manière quand on veut constater une faible différence de température entre deux corps voisins. Nous reviendrons avec détail sur ce sujet,

oO PHTSIQOE MKDICALB.

quand nous exposerons les recherches à Taide desquelles M. Dutrochet a déterminé Texcès de température des animaux inférieurs et des végétaux sur l'air ambiant. Nous dirons aussi alors pourquoi, dans la majorité des cas, les aiguilles à soudure termino-latérale doivent être préférées aux aiguilles soudure à médiane.

% m. — Biiqiiei themio-élMlriqaefl.

La détermination exacte de la température des diverses portions de leur enveloppe cutanée est certainement un des problèmes les plus difficiles et les plus intéressants soulevés pour Tétude de la distribution de la chaleur chez les animaux. Le thermomètre à mercure ne peut pas être employé à cette recherche, parce que son réservoir ne serait en contact que par une portion de sa surface avec la partie explorée. Les aiguilles thermo-électriques à soudure médiane et à soudure termino-latérale^ merveilleusement disposées pour prendre la température des parties profondément situées, ne peuvent pas non plus servir à explorer la surface extérieure de la peau. Longtemps préoccupé de la solution de ce problème, et convaincu -de l'importance qu'il y aurait à d'éterminer exactement la température des diverses portions de la surface cutanée, surtout dans le cas où ejle devient le siège d'une inflammçition, nous avions résolu de nous servir, à cet effet, d'une petite pile thermo.-électrique, construite sur un nouveau modèle (fig. U). Bien que nous n'ayons jamais eu occasion de nous en servir, nous croyons cependant

THtRMOMiTME. 31

que son emploi peut conduire à de très bons résultats, et nous en donnons ici la description.

Chacun des deux couples de la pile se compose d'un

Fig. U.

cylindre de bismuth B, étalé à sa partie inférieure de manière à former un disque mince de 1 centimètre au plus de diamètre. A la face inférieure du disque de bismuth est soudée une lame de cuivre très mince CC et de môme diamètre. A la partie supérieure du cylindre de bismuth est soudé un cylindre de cuivre C terminé par une poupée à vis à laquelle vient se fixer une des extrémités du fil du . galvanomètre G. Le cylindre de cuivre, le cylindre de bismutli, et la partie supérieure du disque de bismuth, sont mastiqués dans un tube de bois oli d^ivoii'e D, mutii d'un manche M qui permet de manœuvrer le couple, sans que la chaleur de la main puisse lui être communiquée. La

face inférieure du disque de cuivre est recouverte d'une couche mince de vernis, pour la garantir contre l'action chimique des liquides. Les deux couples sont reliés l'un à l'autre par leur élément cuivre, à l'aide d'uti fil de même métal, entouré de soie, et assez long pour permettre de les appliquer sur les parties les plus éloignées d'un animal.

Chaque couple, étant appuyé par sa face cuivre sur une portion dé la peau, se met rapidement en équilibre avec elle, et l'aiguille du galvanomètre indique, par le sens et l'étendue de sa déviation, quelle est la partie la plus chaude, el la valeur en degrés centigrades de Texcès de température. En employant le cuivre et le bismuth, le courant est dirigé de manière à traverser la soudure la plus chaude en allant du bismuth au cuivre. Il serait toujours facile de modifier , dans sa forme et son étendue, la partie inférieure évasée de chaque couple, de manière à pouvoir explorer successivement les portions de peau situées sur les parties les plus anfractueuses.

D'ailleurs, la table à l'aide de laquelle les déviations de l'aiguille du galvanomètre, accusant des différences de température entre les deux soudures, seraient estimées en degrés du thermomètre centigrade, pourrait être construite par le procédé très simple que nous avons indiqué précédemment pour les aiguilles thermo-électriques.

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