partie
extérieur s'y introduira , jusqu'à ce aue la densité soit devenue telle que l'équilibre se rétablisse* Il «xiste des.
Riachines à l'aide desquelles on peut ainsi raréfier on condenser Tair de plus en plus dans un espa£e déterminé : 'i elles portent les noms de machine pneumatique., et de * uiaclùne à compression, ^
On sai t que lorsqu'on jette une pierre dans une eau tran- > quille , réoranlement causé par le choc de cette pierre s en un point de la surface se propage au loin par des ondea s circulaires qui se suivent avec plus ou moins derapidité^ t et qui proviennent des élévations et dépressions succès* i sives que le liquide éprouve tout autour du centre d'é^ \ branlement. Lorsqu'un semblable ébranlement est pro- i duit dans un fluide élastique , tel que l'air , il se propage alors par des ondes sphériques provenant des vibrations de différentes couches d'air concentriques , dont chacune éprouve, en vertu de son élasticité, des condensations et dilatations alternatives. Ces ondes ne sont plus appréciables à la vue , mais elles le sont au sens de l'ouïe , et donnent lieu, par l'impression qu'elles produisent sur la membrane du tympan , au phénomène du son, La droite menée du centre d'ébranlement à Tun des points de l'onde extrême , est la ligne de propagation de cet ébranlement : on lui donne le nom de rayon sonore. On distingue dans un semblable rayon la vitesse avec laquelle le son se propage, son intensité , et la rapidité plus ou moins grande des vibrations du fluide. Be cette rapidité dépend le degré d'aigu ou de grave qu'on observe dans un son. L'intensité du son dépend à son tour de l'étendue des excursions des particules , et du nombre plus ou jnoîns grand de celles qui sont simultanément agitées.
Le son se transmet à travers les corps solides dont les particules sont douées d'une élasticité telle qu'elles peuvent entrer en vibration; et réciproquement le son naît dans Tair d'un mouvement vibratoire imprimé par lo fix)ttement ou la percussion aux particules d'un corps. De là vient qu'on donne aux corps élastiques qui ont reçu un semblable mouvement le nom de corps sonores. Les mouvemens de va et vient que Ton appelle des vibrations sont très-sensibles dans les cordes des instrumensde musique, dans les verges ou les lames métalliques^ droites ou courbes, qui sont fixées par un point et qu*on ébranle par une de leurs extrémités. Lorsqu'on fait vibrer ainsi
ia corps solides , on remartiae ^e ces corps ne ▼ibrent pofBt toat d'une pièce , mais qu*ib se partaffent en par* des qù TÎbrent séparément , ei se joignent les unes aux niticspar des points en repos qu*on appelle nauJs, ou lAusieKraleiiient par des séiies de points appelées lignes Mttr. S^il s'agit de plaques de verre « de métal ou de tet aatre corps élastique , que Ton a fixés par le centre «par un point plus ou moins rapproché du bord, et que Ton ébranle avec un archet, il est facile d'observer les lignes nodales en maintenant la plaque horixontale* JDent pendant ses vibrations y ei en rén»ndant sur la sur* face supérieure on peu de sable fin : dans ce cas, au premier son que rend la plaque , le sable entre en mouvement, et repoussé par les parties vibrantes , il va s*aocamuler sur les lignes de repos , et dessiner les figures que forme le système de ces lignes.
nu AOBHt IMPOHniRABLBi.
Dans ce qui précède , nous avons examiné les phénomènes généraux produits par deux des principaux agcns de la nature , la pesanteur d'une part , et de Tautrc le calorique. 11 nous reste à- traiter maintenant d'une ma* nière plus particulière de ce dernier agent , et de quelques autres , qui , répandus autour de nous concourent avec le principe de la chaleur à entretenir partout le mouvement et la vie.
S I". De la chilear.
dfesure de îa chaleur, — Dn Thermomètre,
L'état d'un corps étant variable suivant le degré de ckaleur auquel on le porte, il importe d'avoir un moyen simple d'apprécier ce degré de chaleur qu'on nomme la température du corps. On y parvient à l'aide de Tinstrument appelé thermomètre, mot qui veut dire mesure de la chaleur. Cet instrument est ordinairement composé d'un tube de verre , d'un très-petit diamètre , fermé par les deux bouts , terminé inférieurcmcnt en forme de boule , et rempli en partie de mercure. Ce liquide , par ses dl*
iatations et ses contractions y qui sont très-promptes et très-sensibles , fait connaître les variations que subit la température du thermomètre , et par conséquent aussi celles des corps en contact avec lui ; car on sait que lorsqu'on met en contact deux corps de température différente , c'est-à-dire un corps chaud et un corps froid , ces deux corps tendent à se mettre au même degré , le plus chaud cédant xle sa chaleur au plus froid , jusqu'à ce qu'il y ait égalité de températures. La colonne que le mercure forme dans le tube s'allonge ou se raccourcit à mesure crue la température s'élève ou s'abaisse. Il suffit donc de mesurer la hauteur de cette colonne , et c'est ce que l'on fait au moyen de divisions marquées sur le tube , c'est-à-dire de petits traits noirs également éloignés les uns des autres , et dont chacun répond à une température déterminée. Ces instrumens sont construits d'après des règles telles qu'ils donnent tous les mêmes indications dans les mêmes circonstauces. L'une des divisions du tube est marquée zéro : elle répond à une température fixe , que tout le monde connaît et peut reproduire à volonté , et que l'on retrouvera la même partout et dans tous les temps : c'est celle de la glace fondante. Une autre division du tube , marquée du nombre i oo dans les thermomètres centigrades, et du nombre 80 dans les thermomètres dits ae Réaumur , répond à une seconde température fixe bien connue , c'est celle de l'eau bouillante. L'intervalle compris entre ces deux points est divisé en 1 00 ou en 80 parties égales , qu'on nomme des degrés ^ la même division se continue audessous du premier point, et au-dessus du second. On voit que les degrés de Réaumur sont plus grands que les degrés centigrades. Quatre de Réaumur en valent cinq de la seconde espèce.
De la dilataùon des corps,
A mesure que le calorique s'accumule dans un corps, il en écarte les molécules , et ce corps se dilate, c'est-àdire qu'il augmente de volume dans toutes ses dimensions. Tous les corps de la nature sont dilatables ; mais les solides et les liquides le sont inégalement , et il n'en ^i aucun dont la dilatation soit rigoureusement uni-
( ig)
(orme ou proportionelle à la temperatore; cette unifor* mité toutefois a lieu sensiblement pour le mercure. Les fja VOL contraire se dilatent tous également et uniformément, cest-à-dire que la dilatation due à un même acooisKiiient de température est absolument la même pour tous. Cette dilatation commune est pour chaque degré du thermomètre centigrade , de -tti du volume du ^ à la température zéro. La dilatation des gaz par Tac* tioa de la chaleur ne dépend donc en aucune manière de leur nature. On a conclu de là que tous les gaz pris «oos le même volume et la même pression devaient con*« tenir le même nombre de molécules.
JDu rayonnement de la chaleur.
Quand deux corps différemment échauffés sont mis en contract, ou placés l'un devant l'autre, à une distance quelconque , même dans une espace vide , on voit la température s'abaisser dans le plus chaud , et s'élever dans le moins chaud , jusqu'à ce qu*il y ait égaUté de température. Il faut donc que les corps aient tous et à divers degrés la faculté , non seulement de contenir la chaleur , mais encore de la recevoir ou de la transmettre à travers leur surface , et de la conduire dans l'intérieur de leur masse. Et puisque cette communication de la chaleur d'un corps à tous ceux qu> l'entourent se fait à toute distance , il faut qu'elle ait lieu par voie de rayonnement , c'est-à-dire que le calorique s échappe en divergeant ou sous forme de rayons comme la lumière , de chaque point de la surface du corps. Ces rayons vont en hgue droite et avec une extrême vitesse , et tantôt ils sont transmis à travers le corps qu'ils viennent à rencontrer ; tantôt ils sont arrêtés ou absorbés par le corps , dont ils élèvent alors la température ; tantôt enfin ils sont réfléchis à la surface , suivant la même loi que les rayons de lumière ; nous verrons bientôt que ceux-ci se relèvent en faisant avec la surface un angle égal à celui sur lequel ils sont tombés.
Tous les corps ne jouissent pas au même degré de la Propriété d'émettre le calorique sous forme de rayons. tetÂe faculté, qu'on appelle le pouvoir rajroftnant ou émissif
(ao)
dépend de la naiare particulière du corps , de l'état de sa surface et de sa température. Les gaz sont les corps qui rayonnent le plus faiblement : les métaux polis ofit aussi un pouvoir rayonnant assez faible , tandis que les substances organiques filamenteuses en ont «in trèë-consîdérable.
Du refroidissement et du réchauffement des corps.
Un corps perd de sa chaleur par voie de rayonne* ment; il en perd aussi par voie de conductibilité, c'està-dire en vertu de la propriété qu'il a de transmettre immédiatement sa chaleur soit d une portion quelconque de sa masse aux autres parties de la même masse , soit d'une de ses parties extérieures aux diffe'rens corps avec lesquels elle est en contact. D'un autre côte, ce corps s'approprie à chaque instant, en vertu de son pouvoir absorbant, une portion de la chaleur totale que lui transmettent les corps dont il est entouré. Il s opère donc à chaque instant des échanges de chaleur , qui peurent avoir lieu d'une manière égale ou inégale. Si les échanges se compensent, le corps conservera sa tempe* rature; il s'échauffera ou se refroidira, si l'échange a lieu à son profit, ou à l'avantage des corps environnans. Les conditions du réchauffement et du refroidissement d'un corps sont en partie dépendantes de sa nature pro-
Ere , et en partie de sa position à l'égard des autres corps, e même corps diversement exposé peut se réchauffer ou se refroidir très-inégalement , et deux corps de nature différente, placés dans les mêmes circonstances, Ï meuvent se réchauffer ou se refroidir beaucoup plus vite 'un que l'autre.
De la chaleur latente , et de la chaleur spécifique.
Le calorique engagé dans l'intérieur d'un corps est en partie libre , en partie retenu ou fixé par les molécules du corps. On n'a aucun moyen de connaître la quantité absolue de calorîque*, soit libre , soit combiné , que contient un corps dont la température est connue. On sait même par diverses expériences que cette quantité peut
(al )
mier , saos qu'il en résulte un changement dans la tein« Doaliure; mais alors il s*en produit nécessairement un dans \a densité , dans l'état ou la constitution niolécu- Uie da corps. Dans tous les cas de ce genre y où la chaleur çoe reçoit un corps n'affecte aucunement le ther^ mHDélre , disparaît ou demeure pour ainsi dire cachée mur lai , on dit que cette chaleur est devenue latente. Pendant tout le temps qu'un corps solide se fond , ou j qo'on liquide se vaporise , la chaleur qu'on lui ajoute pour produire cet effet, devient latente, c'est-à-dire in* sensible au thermomètre ; mais cette même chaleur re- ! parait , lorsque le corps revient à son premier état. Bans 1 acte de la combinaison chimique entre deux corps différens , il y a de même des quantités de chaleur qui disparaissent ou redeviennent sensibles au thennomètre. Les corps de nature différente n'ont pas la même capacité pour la chaleur , c'est-à-dire qu'il faut leur 6ter ou leur ajouter des quantités de chaleur différentes pour produire un même effet , tel qu'un changement de densité ou de température , sur ces corps placés d'ailleurs dans les mêmes circonstances. Nous avons dit que la quantité totale de chaleur contenue dans un corps ne pouvait être connue : mais ces quantités additives ou soustractives de chaleur sont susceptibles d'être comparées entre elles , et mesurées ; et c est ce qu'on nomme des chaleurs spécifiques. La chaleur spécifique d'un corps est la quantité de chaleur qu il fau<lrait comnmniquer à un poids donné de ce corps pour élever sa températare d'un degré; elle est représentée par un nombre, lorsqu'on représente par i celle de l'eau, prise pour terme commuu de comparaison.
$ U. De rÉlectricité.
Un autre agent matériel , qui concourt avec le principe de la chaleur à entretenir autour de nous le mouvement et la vie, est celui que l'on désigna par le nom ^électricité ou Ae fluide électrique. Ses effets ne sont pas moins importans que ceux de la chaleur ; mais, parce qu'ib se dérobent plus facilement à l'observa lion, ou qu'ils ne se montrent dans les corps que quand on a
C aa )
placé ceux-ci dans des circonstances particulières , nous n'en parierons ici que d'une manière générale. Tous les corps de la nature peuvent être mis dans un état tel qu'us manifestent entre eux des phénomènes très-re« inarquables d'attraction et de répulsion. Un corps qui se trouve dans cet état , purement accidentel et passager , est dit être électrisé; u possède alors la propriété d'attirer à lui les corps légers qu'on lui présente et qui sont dans leur état naturel. Tous les corps peuvent acquérir cette propriété par le frottement. Si on frotte un morceau de soufre ou de résine avec du drap , et qu'on le présente à de petits morceaux de papier, il les attire à lui. Au lieu de soufre ou de résine on pourrait choisir d'autres corps , et l'on aurait en général le même r^ultat ; seulement , s'il s'agissait d'un métal , il y aurait quelcrue précaution à prendre pour que la propriété se manifestât.
U existe encore d'autres moyens de rendre un corps électrique : l'un d'eux consiste à soumettre le corps à l'action de la chaleur. Plusieurs substances , qui font partie du rè^ne minéral, donnent, après avoir été chauffées , des signes évidens d'électricité par les attractions et répulsions qu'elles exercent sur (vautres corps. On peut aussi , par le simple contact, faire naître dans les corps la propriété dont il s'agit. Deux disques métalliques dénature différente , l'un de zinc , l'autre de cuivre , par exemple , que l'on met en contact , acquièrent l'un et l'autre la vertu électrique ; seulement ses effets sont peu sensibles , et il faut des instrumens particuliers pour tes apprécier ou pour en augmenter l'énergie. On peut les rendre beaucoup plus sensibles j en superposant entre eux plusieurs couples de disques semblables à celui dont nous venonis de parler ; et telle est l'origine de la pile de F'olta , instrument précieux dont les cnimistes tirent un grand parti pour la décomposition des corps.
On a reconnu que les corps pouvaient s'électriser de deux manières différentes. En effet, si l'on présente successivement différens corps électriques à un autre corps déjà électrisé , celui-ci sera attiré par un certain nombre de corps et repoussé par tous les autres. Ces corps se pmrtBgeiki donc (m deux séries , et l'on ne peut pas re*
garder les corps de Tune et de l'autre série comme étant électrisés de la même manière ; et parce qu'à l'une d'elles appartient la résine et à l'autre le verre , deux des substances les plus £au:iles à électnser , on dit que les corps de la jxremière série s'électrisent à la manière de la ré* ùitf OU résineusement , et ceux de la seconde à la matière du verre , ou vitreusement.
Pour expliquer ces phénomènes , on a supposé que les deax électricités, développées l'une dans la première série de corps et l'autre dans la seconde , ne sont autre diose que deux fluides très-subtils, que l'on appelle fiuide résineux ou négatif , et fluide vitré ou positif, et oui sont tels, que les molécules de l'un attirent celles de l'autre , tandis que les molécules de chacun se repousseDt entre elles. Ces deux fluides , quand ils sont séparés, ont des propriétés particulières qui les distinguent , et ils produisent alors les phénomènes électriques ; mais <{iiand ils sont réunis et combinés ensemble , ils se neu« tralisent et composent un troisième fluide , qu'on nomme \d fiuide neutre ou naturel j et qui existe dans tous les corps , ou bien est répandu partout autour d'eux dans l'espace.
L'électricité, soitpositive, soitnégative, peut se transmettre à travers certains corps , tels que des fils métalliques, à des distances considérables dans un temps inappréciable. Les métaux sont donc des corps conduoteurs de l'électricité. Il est au contraire d'autres corps , tek que la soie , le verre , la résine , qui s'opposent à cette transmission du fluide électrique , et qu'à cause de cela on nonune corps isolans ou non conducteurs,
Noos avons dit que le simple contact entre deux disques métalliques de nature différente suffisait pour les constituer l'un et l'autre à l'état électrique. Ce contact fait naître une action qu'on nomme électro-motrice, parce
S 'elle tend à séparer et à refouler en sens contraires deux électricités dont le fluide naturel du couple est formé. Cette action se développe avec bien plus d'énergie dans les assemblages de couples , dont se compose la pile de Volta. Si les extrémité de la pile sont isolées, c'est-à-dire ne communiquent qu'avec des corps isolans ou non-çoçd^ct^^rs , il s'é^blit dan* la pile un ét^
( aa )
placé ceux-ci dans des circonstances particulières , nous n'en parierons ici que d'une manière générale. Tous les corps de la nature peuvent être mis dans un état tel qu'us manifestent entre eux des phénomènes très-re* marquables d'attraction et de répulsion. Un corps qui se trouve dans cet état , purement accidentel et passager , est dit être électrifé; u possède alors la propriété d'attirer à lui les corps légers qu'on lui présente et qui sont dans leur état naturel. Tous les corps peuvent acquérir cette propriété par le frottement. Si on frotte un morceau ae soufre ou de résine avec du drap , et qu'on le présente à de petits morceaux de papier, il les attire à lui. Au lieu de soufre ou de résine on pourrait choisir d'autres corps , et l'on aurait en général le même r^ultat ; seulement , s'il s'agissait d'un métal , il y aurait quelque précaution à prendre pour que la propriété se manifestât.
Il existe encore d'autres moyens de rendre un corps électrique : l'un d'eux consiste à soumettre le corps à l'action de la chaleur. Plusieurs substances ^ qui font partie du règne minéral, donnent, après avoir été chauffées , des signes évidens d'électricité par les attractions et répulsions qu'elles exercent sur ctautres corps. On peut aussi , par le simple contact, faire naître dans les corps la propriété dont il s'agit. Deux disques métalliques de nature différente , l'un de zinc , l'autre de cuivre y par exemple , que l'on met en contact , acquièrent l'un et l'autre la vertu électrique ; seulement ses effets sont peu sensibles , et il faut des instrumens particuliers pour les apprécier ou pour en augmenter l'énergie. On peut les rendre beaucoup plus sensibles^ en superposant entre eux plusieurs couples de disques semblables à celui dont nous venonÏB de parler ; et telle est l'origine de la pile de yolta, instrument précieux dont les chimistes tirent un grand parti pour la décomposition des corps.
On a reconnu que les corps pouvaient s'électriser de deux manières différentes. En effet, si l'on présente suc*cessivement différens corps électriques à un autre corps déjà électrisé , celuin^i sera attiré par un certain nombre d€ corps et repoussé par tous les autres. Ces corps se pmrtagent àfitM en deux séries , et l'on ne peut pas re*
garder les corps de Tune et de l'autre série comme étant decthsés de la même manière ; et parce qu'à l'une d'elles ippaiûeiil la résine et à l'autre le verre , deux des subtluices les plus faciles à électriser , on dit que les corps de la première série s'électrisent à la manière de la résia^i ou résinetÂsemeni , et ceux de la seconde à la maixre du verre , ou viireusement.
hpoa expliquer ces phénomènes , on a supposé que les deu électricités, développées l'une dans la première série de corps et l'autre dans la seconde , ne sont autre diose que deux fluides très-subtils, que l'on appelle jkàdt résineux ou négatif, et fluide vitré ou positif, et oui sont tels, que les molécules de lun attirent celles de l'autre , tandis que les molécules de chacun se repousseat entre elles. Ces deux fluides , quand ils sont séparés, ont des propriétés particulières qui les distinguent , et ils produisent alors les phénomènes électriques ; mais quand ils sont réunis et combinés ensemble , ils se neu« tralisent et composent un troisième fluide , au'on nomme leyZaûie neutre ou naturel, et qui existe aans tous les corps 9 ou bien est répandu partout autour d'eux dans l'espace.
L'électricité, soitpositive, soit négative, peut se transmettre à travers certains corps , tels que des fils métalliques, à des distances considérables dans un temps inappréciable. Les métaux sont donc des corps conduoteurs de l'électricité. Il est au contraire d'autres corps, tels que la soie , le verre , la résine , qui s'opposent à cette transmission du fluide électrique, et qu'à cause de cela on nomme corps isolans ou non conducteurs.
Nous avons dit que le simple contact entre deux disques métalliques de nature différente suffisait pour les constituer l'un et l'autre à l'état électrique. Ce contact fait naître une action qu'on nomme éleetro^motrice, parce
S 'elle tend à séparer et à refouler en sens contraires deux électricités dont le fluide naturel du couple est Comié. Cette action se développe avec bien plus d'énergie dans les assemblages de couples , dont se compose la pile de Volta. Si les extrémités de la pile sont isolées , c*e$t-à-dire ne communiquent qu'avec des corps isolans ou non-coj;idqLcteius , il s'é^Uit dan* h pile un état
dVquilibre ou de teusion électrique, Faction que les couples exercent pour séparer les deux électricités étant parvenue à contreDalancer leur tendance à se réunir. Les surfaces des deux disques extrêmes de la pile sont celles où l'électricité est le plus accumulée : on les nomme les poUs de la pile ; Tun de ces pôles est chargé d'électricité vitrée ou positive , c'est le pôle positif,; l'autre est chargé d'électricité résineuse , c'est le pôle négatif. Si l'on établit une communication entre les deux pôles par an conducteur formé d'un fil métallique et faisant un circuit non interrompu avec les difierens couples, il n'y a plus alors de tension électrique aux deux pôles ; les deux fluides dégagés par l'action continue de la pile se répandent eu sens opposés dans le fil conducteur, et donnent naissance à cet état de mouvement , que l'on désigne sous le nom de courant électrique, et qui est caractérisé par des phénomènes extrêmement remarquables.
L'action du fluide électrique se manifeste dans uu
grand nombre de phénomènes naturels ; il nous suffira e dire, pour rappeler l'importance de cet agent, qu'il est la cause unique du tonnerre, et qu*il joue le plus grand rôle dans les phénomènes chimiques comme aans ceux de la vie végétale et animale.
% ni. Da Magnétisme;
Le magnétisme ^ ou la cause qui communique au fer et à quelques autres substances métalliques la propriété d'attirer un autre fer , a été considéré aussi comme un des agens propres de la nature ; mais on le regarde au-> jourahui comme un effet particulier de l'électricité , parce qu'on est parvenu à produire avec des instrumens électriques des phénomènes semblables à ceux que l'on avait d'abord attribués à l'action d'un fluide magnétique. Parmi les diflérens minerais de fer que le globe recèle dans son sein , il en est un qui possède naturellement les propriétés magnétiques ; il porte dans le langage vulgaire le nom à& pierre et aimant. On distingue dans un aimant deux points opposés où la propriété attractive est plus énergique : si l'on coupe dans une pierre d'aimant une Jbune mince , allongée , dont l'axe passe par ces points ,
ei qu*on la suspende librement par son milieu sur un myot, de manière qu'elle puisse s'y mouvoir liorizontaiemeni^on formera ainsi ce que Ton appelle une aiguille émaxoét, ou aiguille de boussole. Supposons maintenantgueTon choisisse à volont«2 une des extrémite's d*un aimfft et qu'on la présente successivement aux deux otr^mités d'une pareille aiguille , il y aura attraction JW part et répulsion de l'autre entre les deux aimans. Ed général , il y a dans chaque aimant deux points opposés qui manifestent des actions contraires , et auxquels 00 a donné le nom de pôles.
Lorsqu'on présente ainsi un aimant un peu fort à une iig:nille aimantée , on voit ceiie-ci se détourner de sa première position , et après plusieurs oscillations , se fixer dans une direction déterminée. Or, ce qui est extrêmement remarqustble , ime aiguille aimantée , abandonnée librement à elle-même , exécute les mêmes mou- ▼emens , et finit toujours par se diriger sur une ligne qui Ta du nord au sud ; le globe terrestre fait donc àVégard de celle aiguille la même fonction que Taimant dont nous venons de parler^
Les aimans naturels que l'on retire du sein de la terre ne manifestent ordinairement qu'un léger degré de magnétisme ; mais on augmente beaucoup leur vertu en leur associant des lames de fer doux nommées armures , qui , étant sotimises continuellement à Taction des pôles auxquels elles sont appliquées , exercent sur ceux-ci une réaction qui tend à conserver et même à accroître leur force. A l'aide d'aimans naturels on parvient à communiquer la vertu magnétique à des barreaux d'acier , dont OD fait ainsi des aimans artificiels ; on les compose quelquefois de baguettes d'acier réunies en faisceaux par des ligatures de cuivre.
Les fils métalliques traversés par des courans électriques manifestent , comme nous l'avons dit plus baut, des propriétés remarquables qui semblent les transformer en véritables aimans. Si l'on rend mobiles deux portions quelconques d'un même circuit voltaïque , et qu'on les fasse agir l'une sur l'autre, on observe qu'elles s'attirent mutuellement , quand elles sont placées de manière que kars courans respectifs aient lieu dans le même sens , «t
u'elles se repoussent quand les courans ont lieu dans es directions opposées. Un fil conducteur supposé fixe, i et une aiguille aimante'e suspendue librement à un fil i s'attirent quand l'aiguille est par rapport au fil dans onei certaine position, et se repoussent quand l'aiguille esti dans la position contraire. jDans le cas où l'attraction a ^ lieu y si le conducteur et Taiguille Tiennent à se toucher ^ i ils restent attache's l'un à l'autre comme le feraient deux i aimans. Enfin , si l'on introduit dans un tube de verre une partie du fil conducteur , et qu'on roule l'autre partie en spirale autour du tube , en suspendant le tout sur un pivot , comme une aiguille aimantée , on a un appareB. qui exécute, à l'approche d'un aimant, les mêmes mouvemens que fait cette aiguille dans les mêmes circonstances. Le globe terrestre , faisant lui-même la fonction d'un véritable aimant , dirige par son action cet appareil mobile de la même manière qu'il dirige une aiguille magnétique ordinaire.
S rV. De la Lnmièrç.
Il nous reste à parler d'un quatrième agent, non moins important que la chaleur et l'électricité; c'est la lumière, ou la cause qui rend les objets visibles à nos yeux , qui les pare des plus brillantes couleurs , et qui joue en outre un si grand rôle dans les phénomènes chimiques , comme dans ceux de la végétation. Le soleil est Eour notre globe la principale source de la lumière ; car i lune et les planètes ne font que nous renvoyer celle qu'elles reçoivent de cet astre. Les corps en combustion produisent aussi de la lumière , qui ressemble par seç propriétés à celle qui nous vient direct€^ment du soleil.
Les corps lumineux, de même que les corps sonores^ sont des corps qui ont la propriété d'agir à distance sur un de nos sens particuliers , à l'aide d'une matière subtile qui s'interpose entre eux et l'organe propre à ce sens. La lumière est pour les corps lumineux cette matière subtile; mais, suivant quelques physiciens, c'est une omission de particules déliées que le corps lumineux lance sans cesse de tous côtés , à la manière des corpus» cules qui s'échappent des corps odorans ; et selon d'au-
tres, c*est an fluide élasUqae très-subtil, que Ton nomme è<W, qai remplit toute la sphère de l'univers , et auquel la corps lumineux impriment un ébranlement qui se ^pageensuite de proche en proche, comme celui d*une eu (Raquille dans laquelle on jette une pierre , ou plus eBdement comme celui de Tair agité par les vibrations • /b corps sonore. Cette seconde manière d'envisager la fltfore de la lumière est aujourd'hui la plus vraisembla^ ile, parce qu'elle explique seule la totalité des phéno« tténes connus. Au reste , quelle que soit celle de ces deux opnions que l'on adopte , la transmission de la lumière, depuis le point éclairant jusqu'à notre œil , a toujours liea en ligne .droite ; et l'on peut considérer un rayon de hunière comme une pareille ligne sur laquelle l'impressioode l'objet lumineux se propage, non instantanément, mais avec une vitesse considérable, que l'observation a fait connaître. On sait que la lumière emploie environ huit minutes treize secondes à franchir la distance moyenne delà terre au soleil, c'est-à-dire 34 millions de lieues de a, 25o toises, ce qui fait 68 mille lieues par seconde. Le son ne parcourt que 1 75 toises par seconde ; il marche donc 900 mille fois moins vite aue la lumière. C'est pour cela qu'on aperçoit toujours de loin le feu d'un fusil avant d'entendre le bruit de l'explosion , et que Ton juge de l'éloignement d'un nuage orageux par le temps qui s'écoule entre l'apparition de l'éclair et le coup qui la suit.
La lumière qui émane de chaque point d'un corps lumineux s'élance au loin en divergeant , ou sous la forme de rayons , qui occupent un espace de plus en plus grand à mesure qu ils s'éloignent de leur point de départ ; aussi répandent-ils d'autant moins de lumière sur une surface d'une certaine étendue , que cette surface se trouve à une plus grande distance du point lumineux. Un corps opaque, placé dans l'espace qu'occupent les rayons , détermine une ombre derrière lui , c'est-à-dire que les objets situés au-delà , sur le prolongement de la ligne qui joint le corps opaque et le corps lumineux , sont privés de lumière. Ce fait prouve d'une manière évidente que la lumière se propage en ligne droite.
Quand un rayon de lumière tombe d'un certain côté
9ur la surface d'un corps opaque , qui a e'te' polie , comme la surface d'un miroir , il est réfléchi, c'est-à-dire qu'il se relève du côté oppose' , en faisant un angle égal à celui tous lequel il est tombé. C'est ce que l'on exprime en disant que Y angle de réflexion de la lumière est égal à celui d^ incidence. Si un rayon de lumière tombe obliquement sur la surface d'un corps transparent , il pénètre dant Tintérieur en changeant de direction; et parce qu'il pa* raît comme brisé àson entrée dans le corps, on donne à cette déviation le nom de réfraction , et l'on dit de ce même rayon qu'il est réfracté. C'est par suite de cette réfraction d'es rayons lumineux , qu'un bâton plongé eu partie et obliquement dans l'eau, parait brisé à l'endroit où il y entre. Il est des corps transparens qui, en raison d'un certain arrangement qu'ont pris leurs molécules , ont la singulière propriété de forcer les rayons qui lea traversent à se partager en deux faisceaux qui suivent des routes différentes. Il en résulte que si l'on regarde un objet assez mince , comme une épingle , à travers deux faces opposées de l'un de ces corps , on le voit doubU moyennant certaines conditions. C'est en cela que consiste le'phénqmène de la double réfraction.
Il n'est personne qui, se trouvant dans une chambre fermée , où le soleil ne pénétrait que par les trous des volets , p'ait remarqué que la lumière formait dans l'intérieur de la chambre des espèces de rayons ou de traits lumineux , qui allaient tracer sur le mur ou sur le plancher des plaques rondes , blanches et brillantes. Si l'on présente perpendiculairement à l'un de ces traits de lumière un, carton blanc , il y dessinera un cercle blanc qui sera l'image du soleil. Mais si l'on fait passer ce même trait à travers un morceau de verre taillé en forme de coin allongé (ou de prisme à trois faces), de manière qu'entrant par l'une des faces du prisme^ il sorte par une autre face non parallèle à la première , on s'aperçoit alors
3u'il se dilate dans l'intérieur du prisme et à sa sortie ans l'air; et au lieu d'avoir sur le carlon une image du soleil , blanche et circulaire , on a une image beaucoup
5 lus longue que lar<>e , arrondie à ses deux extrémités et iversement colorée. Cette expérience a conduit les ]diysicicQs à découvrir qu'un faisceau de lumière blanche ,
qaelqae délié qa'il soit , est toujours composé d'une infioilc de rajons différemment colore's , qui se séparent les uns des autres en passant pnr le prisme , parce qu'ils > sont inégnleiTient réfractes. Parmi cet assemblage dr rayojïs on distingue sept couleurs princi]>ales qui sont , \ftmiti, V indigo^ le bleu, \e vert, le jaune, V or ange et knmge. Le mélange de toutes ces couleurs , c'esl-à-dirc des sept espèces de lumière qui en donnent la sensation, foraie celle qu« nous appelons blanche ; et si l'on supprime dans cette lumière quelques-unes des couleur^ qui la composent , ou produit une couleur particulière , qui Tarie suivant le nombre et l'espèce de celles qu'on laisse 5QbsisteT. La décomposition de la lumière solaire se manifeste dans un grand nombre de phénomènes où se produisent des couleurs, principalement dans Varc^n-ciei ; c'est parce qu'elle a lieu dans les gouttes d'eau comu)o dans autant de petits prismes de verre , que nous admirons les couleurs de Tiris sur les nuages qui se résolvent eu pluie, sur les jets d'eau de nos jardins, et sur les cascades des montagnes.
La diversité des couleurs que présentent les substances uaiiirelles est encore un phénomène qui prouve la composition de la lumière solaire. Ou sent en effet que les corps de nature différentepeuvent nepasagir delà même manière sur les différens rayons qui par leur assemblage fonnent la lumière blanche. L'expérience nous apprend «jue parmi les corps opaques les uns absorbent ou eleigtient en quelque sorte une portion de ces rayons, et nous réfléchissent le reste ; le mélange des seuls rayons réfléchis détermine alors la teinte particulière de chacun de «•es corps. Un corps qui réfléchit tou*> les rayons simples, sins en absorber aucun, nous parait blanc; celui, au coutraire , qui les absorbe tous , sans en réfléchir aucun, est un corps noir. Le noir résulte donc de l'absence de toute couleur, et n'en est pas une.' Un corps noir n'est ^isible pour nous que par le contraste que forme Tespacc obscur qui l'occupe avec l'espace éclairé qui le limite.
Un corps est opaque lorsqu'il ne laisse passer à travers sa masse aucun rayon de lumière ; il est transparent lorsque les rayons qui le pénètrent sont assez abondant pour qu'on puisse distinguer un objet à travers son épak-
seul* avec plus ou moins de netteté'. Il est des corps qui sont opaques quand ils ont. une certaine épaisseur , et ' qui deviennent transparens lorsqu'on les réduit en lames ] minces. Parmi les corps transparens , il en est dont la | couleur , vue par réflexion , est exactement complémen- ' taire de celle qui est produite par la lumière transmise ' à travers le corps ; c'est-à-dii-e que les rayons qui don- ' nent Tune et Pautre couleur , étant réunis , recomposa raient de la lumière blanche ; ce cas est d'ailleurs celui ' de tous les corps que l'on réduit en lames d'une très^ grande ténuité. La lumière qui tombe sur une pareille ' lame se décompose en deux parties différemmeait colo-» rées , dont l'une est réfléchie , et L'autre totalement transmise ; et c'est l'épaisseur de la lame qui détermine la manière dopt cette décomposition a lieu, et par conséquent la nature des couleurs auxquelles elle donne naissance. On remarque cet eflet dans les lames minces d'air qui occupent les fissures de certains corps transparent (du gypse , par exemple) , et qui font voir ordinal*rement une série d'anneaux diversement colorés , autour de taches noirâtres qui répondent aux points où l'épai»" seur de la lame est sensiblement nulle. La même cnose 1^ voit dans les lames minces de certaines substances minérales , telles que le gypse et le mica , dans les pellicules d'eau qui forment les bulles de savon , etc. Il est des corps transparens dont les couleurs produites par la lumière réfléchie et la lumière réfractée ne sont pas exactement complémentaires Tune de l'autre ; et d'autres aui présentent sensiblement la même couleur par réexion et par transparence.
De même que certains corps opaques , tels que l'or , deviennent transparens lorsqu'on les réduit en lames d'une certaine épaisseur , de même certains corps qui sont transparens en masse , comme l'air et l'eau, lorsqu'on augmente considérablement leur épaisseur, perdent de plus en plus de leur transparence , et tendent vers l'opacité, j^ussi Tair , considéré en grande masse , parâît-il bleu par diminution de transparence, comme l'eau de l'océan paraît vert-bleudtre par une raison toute semblable.
Il est des couleurs qu'on appelle changeantes, parce
qu'elles changent en effet dé teinte , comme celles des plumes de certains oiseaux , suivant qu'on les regarde nos tel on tel degré d'obliquité. Ces plumes sont formées par de petites lames de substance transparente, qà décomposent la lumière, comme fait une lame d'air 01 une balle de savon ; or, suivant que les rayons trans- ■ ta par une de ces James parviennent à l'œil dans une direction plus ou moins oblique , la couleur qu'ils apj portent change de nuance , parce qu'ils ont traversé une qnisseur de lame plus ou moins grande , et que la nature de la teinte varie en raison de cette épaisseur. On (èserve aussi des couleurs changeantes ou irisées sur la surface de certains corps épais ou opaques , comme sur la nacre de perle, sur le minerai de fer de l'île d'£lbe, sor une lame d'acier que l'on a marquée de stries fines et régulières avec la pointe d'un diamant. Ces couloius dépendent de la texture des surfaces réflécliissanlcs ; elles sont dues à ce que ces surfaces ne sont ))as parfaitement planes , et qu elles offrent des inégalités formées par des saillies et des renti*ées alternatives. Quelquefois aussi elles sont dues à ce que le corps a éprouvé une altération à sa surface qui a déterminé la formation de petites pellicules analogues aux petites lames d'air qui produisent les anneaux colorés , danft l'exemple cité précédemment.
Nous avons dit que la lumière blanche , qui nous vient directement du soleil , n'est point une lumière homogène , c'est-à-dire une lumière composée de rayons identiques par la couleur , la réfrangibilité et les autres propriétés physiques; mais qu'elle est la réunion d'une multitude de rayons différens , ayant chacun leur nuance et leur degré propre de réfrangibilité; et qu'en cherchant à simplifier le plus possible cette lumière composée ou à séparer les rayons élémentaires de nature diverse , Newton était parvenu à distinguer sept couleurs principales. Une lumière parfaitement homogène ou simple serait celle dont tous les rayons élémentaires auraient exactement les mêmes propriétés ; mais la lumière la plus simplifiée qu'on puisse obtenir est toujours composée de rayons hétérogènes , dont les propriétés physiques sont seulement peu différentes.
tJne lumière , soit simple , soit composée , est dite nc^ turelle, quand elle pre'sente absolument leS mêmes caractères tout autour du rayon ou de Taxe du faisceau qu'elle forme , et qii'ellé se comporte dans les phénomènes de réflexion , d'absorption ou de transmission ^ comme le ferait un rayon de lumière directe. Mais il est possible d'imprimer à un rayon de lumière naturelle diverses sortes de modifications , par lesquelles ce rayon perdra un ou plusieurs de ses anciens caractères , et acquerra, des propriétés nouvelles; et parce qu'en général ces propriétés ne sont pas les mêmes pour tous les points du contour , comme dans la lumière naturelle , mais n'existent que pour certains points seulement , qui sont par là distingués des autres , et qu'on peut ap->
Îyeler des pôles , par comparaison avec ce qui a lieu dans es aimans, on a donné à ces modifications très-remarquables le nom de polarisation , et aux rayons qui les ont reçues celui de rayons polarisés. Celle de ces modifications qui est la plus simple et la plus commune , est la polarisation ordinaire que la réflexion et la réfraction produisent toujours , soit complètement , soit au moin» partiellement ou pour une partie seulement des rayons dont se compose le faisceau réfléchi ou transmis. Un rayon polarisé de celte espèce est un rayon de lumière simple, qui manifeste des propriétés particulières et symétriques à droite et à gauche d'un certain plan , passant par son axe , et qu'on nonune le plan de polarisation. Ce rayon a des côtés qui jouissent de propriétés dissemblables; ct^ selon qu'il présente tel ou tel de ces côtes au corps qui doit agir sur lui , il se comporte de telle ou telle autre manière, et non comme ferait dans le même cas un rayon de lumière naturelle. Par exemple , il est transmis ou réfléchi en (ptalité , là où ce dernier rayon n'éprouve que des transmissions et des réflexions partielles.
On peut distinguer, dans un rayon polarisé ordinaire, quatre côtés diitérens ou quatre pôles, situés deux à deux dans deux plans qui se croisent à angles droits. Les pôles opposés dans le même plan sont semblables entre eux , mais difl'érens de ceux qui sont contenus dans l'autre plan. Si l'on présente à l'un de ces pôles un miroir réfléchissant sous une certaine inclinaison^
leÛMSir If miroir «ot À som
;ioics.|i*OB peizL coTTÎdruer coombc ks f^£s
fanÂnTOft. ce ^^ snt
cnaa d^âppeUîr If plan <Se
'/a pas 4s tout A
si5m£». sîtvés ifTT le plia f«R^i
bmqK on fascoi et Ibaiim «S a parue re&actê par «a corps traaaywemt , les rar idedûà et n*€rictcs sost toas de«i pobunses d^mmit i im coaspCidùe on particlte, 4aK devE àu\ tu^shires. Si le uîsireaa pnècre «b cotps cfistaUisê « dov de la réfractioii dcsLIe ^ 3 se drrise c» de«x njroat qui soat parnilevaent polirîses à aii^ droit , ci ifÊtt h r^xdoa porHmC à séparer Vun de Taiitre ^. Les i^jvms de fanaioe soat sosceplibles d*agir les
hlmmdte ce nectti^ aàr» TanaâLes d[*ÎBecBsitr, il «t rarocr 3rax «atics crmrc* et pol»risstûa <{■£ «ioammi lico à 4n phfaotf «es de cotoratioa , et qa*<M oppc&Cîoa , Tas ^ pelmr^smdom e^i^rrr , et r;fcDtrr /« /<k iâv>«r« Le prcaker est peodait par vb n^oo poSan«« ocùmaâxm «{Bi a trafvcrac aar Itc Mife de BÛca oa 4e g?pse : dftas ce tiaîet, i h mm poiat ém e<oato«r dn nyoa a pris um carvctere partkalicr ; le layorn a ae^piis ase m^BÎte de pôleft diiTcreBS : il est biane, et m'iiawiiÎMi par la rv&xîo» sar m ■liroîr , soas 1 aiaçle de la yoUrlùatioB rompre, il ifn— f um wvyom réfléchi co!orê, doot b tciole Taiîe seio* le cô>ê du raym ao^od on présente le aiiroir. De plus , ce MÔne rxjcn bCaac dosBC , ea lnTer<aDt le spath d'Islande (tristal tna^iareaty dooêde la dnoMe rêfraetioD) , dcox ûaa^n eoloréea dont les teintes Tarienl de amière à rester toajoors ccMoplemeataires Tune àt Tantre, c'est-à-dire de ■iinièrc qoe Icnr mélange Ibsàe da blanc. Le leccMtd genre de polariiation , la polariaalion circnlaire , est pro« doit par on rayon polarisé nrdinaire qci a traversé perpendiciikûre« aent une plscfoe de cristal de rodie taillé dans on sens coneenaUe. Un rayon pc^arise orcalairement présdite les mêmes propriétés Ukr tous les points de son conloor, et cependant il difTère de la loroière aatnrelle, en ce qne si, après hû avoir hîx traverser une lame cristal* fine y oa fan ^t éprouver la donble réfraction , il se décompose en deox fiaisceanx colorés , tandis qoe dans les méiues circoBstaBccs , uu rayon naturel se dhisc toijoars en deux £iisc«aiix blancs^
sur les autres, et de produire par cette action mutuelle des phénomènes non moins curieux que ceux don^ nous • venons de parler. Par exemple , deux rayons homogènes , sortis d'une même source , et qui parviennent eu un même poipt par deux routes difiérentes et légèrement inclinées , s'ajoutent enti^e eux , et )ar leur mélange , éclairent ce point plus fortement /si a différence des routes a de certaines valeurs ; mais , ce qui est fort remarquable , ils se détruisent et donnent un point obscur pour d'autres valeurs de cette différence, en sorte qu'en ajoutant de la lumière à de la lumière, on «produit alors de l'obscurité. On donne le nom d'e/itcrférence à cette action de deux rayons qui s'entrecroisent sous un très*-petit angle. Les interférences qui , dans le cas d'une lumière homogène , produisent des chan- ' gemens d'intensité , se manifestent , quand on opère avec de la lumière blanche , par des phénomènes de coloration. C'est -par des interférences qu'on explique les anneaux et les taches colorées produites par les lames minces , ainsi que le^ bandes ou franges colorées qui se montrent sur le bord des ombres projetées derrière les corps.
a*. NOTIONS DE CHIMIE.
I)B L& COMPOSITION ET DE L4 DicOM POSITION DBS CORPS.
Nous avons vu quelles sont les principales actions que la chaleur- et rélectricité peuvent exercer sur les corps et quelles sont celles que les corps eux-mêmes peuvent exercer les uns sur les autres > au contact ou à distance, sans altérer leur véritable natui^e ; toutes ce» actions, qui se bornent à produire du mouvement ou un simple changement d'état dans les corps , sont l'objet de la physique proprement dite.. Mais il est d'autres actions que les corps sont susceptibles d'éprouver , et par lesqueUes ils changent complètement de nature et acquièrent de nouvelles propriétés ; ces actions n'ont lieu qu'au contact et s'exercent sur les molécules mêmes <, dont elles altèrent la composition; leur effet, en général, est de
tconir ou de séparer des molécules de nature différente ; eQes soot l'objet de cette partie de la physique généralf qoloii nomme la chimie.
Ciums quelques exemples de la production de nouxean corps par des actions chimiques. Il existe une subttutf rouge que Ton emploie en médecine sous le nom Ande rouse de mercure. Lorsqu'on la soumet à Tac- &0Q de la chaleur dans une petite cornue * de verre , ioùt le col va plonger sous une cloche remplie d'eau , m la voit disparaître peu à peu , et à sa place on obtient deux autres substances ; savoir : un métal Uquide (le mercure} , qui , s'étant vaporisé du fond de la cornue , est venu se condenser dans le col sous forme de gouttelettes ; et un fluide aériforme (roxigène) , qui s est pareillement dégagé , et que l'on a recueilli sous la clocke. Si l'on pèse ce gaz d'une part et de Tautre le mercure qui s'est condensé , les deux poids réunis représenteront exactement celui du corps sur lequel on a opéré. Ce corps a donc été réduit ou séparé par l'action de la chaleur en deux autres corps doués chacun de propriétés difi'crentes.
Une substance soumise à l'action de l'électricité peut pareillement se réduire ou se décomposer en d'autres corps ; c'est ainsi que les chimistes sont parvenus à décomposer l'eau en deux fluides aériformes , qui sont loxigène et l'hydrogène. Enfin , on peut aussi décomposer certaines substances en les mettant en contact avec (1 autres corps capables d'agir chimiquement sur eux. Que l'on prenne , par exemple , un poids quelconque de là substance rouge appelée cinnahre ou vermillon^ et qu'a* près l'avoir mêlée avec une quantité de fer de même poids , on l'introduise dans une cornue de verre ; si l'on chauffe peu à peu la cornue , il arrivera un moment où le fer , par son action , séparera du ciunabre l'un des corps qui le composent , savoir , le mercure y et prendra sa place en s'unissant à l'autre corps , qui est le soufre; le mercure devenu libre se dégagera en vapeurs , qui se condenseront dans le col de la cornue.
' Sorte de Tas« en forme de poire , dont le col très-allongt se recoqfLc CD disant un angle avec la parlie inférieure.
Si Ton considère maintenant tous les corps de là nâ** tKre relativement aux actions chimiques qu'ils peuvent subir , on les divisera en deux classes , les corps compo^ ses et les corps simples. Un corps est composé toutes les fois qu'on peut en extraire plusieurs sortes de matières douées chacune de propriétés différentes. On regarde comme simple celui dont on n'a pu , par aucun moyen , extraire plusieurs sortes de matières , en le soumettant 8oit à l'action de la chaleur , soit à celles de Télectricité , ou d'un autre corps quelconque. On donne aussi aux corps simples le nom ôH^élémens , parce qu'ils entrent dans la composition de tous les autres corps. Les molécules des corps composés sont des combinaisons de diverses molécules de corps simples , réunies entre elles par une force d'attraction. Ce'tte attraction moléculaire, qui s'exerce entre des molécules de nature différente , pour produire leur combinaison et donner naissance à de nouvelles molécules plus composées , a reçu le nom ^affimlé; on la distingue par là de celle qui s*exerce entre les particules de même nature, et qui tend à produire la cohé< sion dans les corps.
L'un des effets les plus simples de l'affinité chimique est la dissolution. On nomme ainsi le phénomène dans lequel un solide , plongé dans un liquide , disparait complètement , parce qu il se fond ou se dissout dans ce liquide , comme le sucre et le sel dans Feau. La précipi" talion est le contraire de la dissolution : c'est l'acte par lequel on sépare un corps solide du liquide qui 1^ tient en dissolution. Gomme au moment où elle se sépare du liquide la substance dissoute est très-divisée, elle .se rassemble ordinairement au fond du liquide , sous forme d'une poudre à laquelle on donne le nom de précipité. L'action d'un liquide sur un solide ne se borne pas toujours aie dissoudre , c'est-à-dire à vaincre la cohésion de ses particules sans altérer leur nature ; souvent elle le décompose ; et alors quelques-uns des élémens mis en liberté se précipitent sous forme solide, ou bien se dé-
Ëgent à travers le liquide sous forme de vapeur ou de gaz. cette vapeur se condense en une matière solide , cette matière est un sublimé. Ce dégagement, qui est plus ou moins rapide , produit souvent une sorte d'ébuUition que
ÏCB nomme effervescence. Les liqueurs mousseuses , telles que le vin ou le cidre , donnent une idée de ce genre de phénomène chimique.
Oa dit en général que la combincUson a lieu entre deux
corps, toutes les fois qu'étant mis en contact ils réagis-
sert l'un sur l'autre de manière à produire un tout en
fparence homogène, et dont la plus petite partie rcn-*
faîne les composans dans la même proportion que la
masse totale. La dissolution est une combinaison qui a
lieu en proportions variables entre un liquide et un so^
lide , ou entre un liquide et un gaz ; le mélange intimt
des métaux fondus, qu'on nonmie alliage, est aussi une
sorte de combinaison en proportions variables. Mais il
est d'autres espèces de combinaisons qui ne se font qu'en
Îtroportions définies , ce qui provient de ce que les moécules des différens composans se réunissent en nombres simples et détermines ; ce sont les combinaisons les plus intimes et les plus fixes, celles dans lesquelles les propriétés du composé diffèrent le plus de celles des composans, qui souvent même ont entièrement disparu. Parmi ces combinaisons, l'une des plus remarquables est l'union d'un corps avec l'oxigène , qui est l'un des élémens de l'air atmosphérique ; celte union a presque toujours lieu avec dégagement de calorique et de lumière, c'est-à-dire en produisant le ])hcnoiiiène du feu, ce qui lui a fait donner le nom de combustion. L'oxifi:ène n est pas le seul corps qui soit comburcnt , ou qui puisse produire ce phénomène en se combinant avec d'autrtt corps., qui prennent relativement à lui le nom de combustibles.
Nous avons vu que lorsqu'on mettait un corps en contact avec un composé de deux autres corps , il arrivait souvent que le prcnâer s'emparait de Tun de ces deux eoips et mettait l'autre en liberté. C'est le moyen que les chimistes emploient pour séparer les principes constituansdes corps , et pour en déterminer la nature et les proportions. S'ils veulent connaître la composition d'un corps binaire AB, ils le mettent en contact avec un troisième corps G , qui s'empare de A et isole B ; puis ils mettent le nouveau composé AC en contact avec un autre corps D, qui s*empare de G et isole A. Ils obtiennent
neuf : X^fer , le plomb > le cuivre , Yétain , le zinc , le mer" tfure, V argent , Vor, le plutirte^ Y antimoine,, le bismuth y le tobcUty \e nickel y Y arsenic^ le chrome, le manganèse ^ le molybdène, \e tungstène ^ le 'Vanadiiim, le titane , le /a/z- <a/e^ le tellure, Yurancy le cérium, le cadmium, Y osmium^ \e palladium, \q rhodium et Y iridium.
Les métaux des teires et alcalis dont au nombre de douze; savoir t six obtenus par la décomposition des terres appçléesa/Mmt/ic> magnésie, gliicfne, zircone, j'ttria et thorinei ce sont Y aluminium, le magnésium, le glucjrnium, lezirconium, Yjrttrium^ et le thorium; et six obtenus par la décomposition des alcalis nommés potasse, soude, iithine, baryte , slrontiane , et chaux : ce sont le potassium le sodium, le lithium, le barium, le strontium et le co/- «mm.
Tous les corps ne se combinent pas les uns avec les autres , mais tous tendent à se combiner. Le nombre des corps composés est cousidérable ; mais il est loin d*être infini , comme on pourrait le croire. Il s'en faut même de beaucoup que toutes les .combinaisons que Ton a reconnues possibles aient été observées dans la nature. Les coi*ps simples qui paraissent avoir eu le plus de tendance à s*unir avec les autres corps sont Toxigène , le soufre , le chlore, le carbone, Tarsenic, etc.
Les composés binaires , formés par l'oxigène uni à un corps simple combustible, sont les plus nombreux. Ils se partagent en deux séries î l'une comprend les acides, ainsi nommés parce qu'ils ont une saveur aigre, et que , comme le vinaigre , ils ont la propriété de rougir certaines couleurs bleues végétales (entré autres la teinture de tournesol). La seconde série renferme les oxides proprement dits, ou les bases s ali fiables ^ corps en général insipides , au nombre desquels sont les alcalis : ces derniers ont bien une saveur , mais qui est caustique et non pas aigre ; et , loin de rougir les couleurs bleues végétales , ils ramènent au bleu celles qui ont été rou<^ gies par un acide. Les acides ne se combinent presque jamais entre eux ; mais ils éotit susceptibles de s'unir chacun à un grand nombre d'oxides , avec lesquels ils forment des composés ternaires (à trois élémens) connus sous le nom de seli.
Lorsqa^un corps simple , en se combinant avec l'oxigène, ne peut former qu'un acide , le nom de ce dernier se compose du mot générique acide , auquel on joint le DODi français ou latin du combustible même, en le ter<minant en ique. C'est ainsi qu*on nomme acide borique le seul que produise To^Ligène par son union avec 1« bore.
Si le corps combustible peut se combiner en plusieurs proportions avec i'oxigène , et former , par exemple , deux acides , le plus oxigéné se termine en ique et le moins oxigéné en eux. Exemple : acide sulfurique , acide sulfureux» Mais si le corps combustible peut se combi* ner en plusieurs proporlions avec Toxigène , et former plusieurs oxides, quatre, par exemple, le premier oa te moins oxigéné s'appelle proloxide ,\e second deutoxide, le troisième tritoxide et le quatrième tétroxide. Le plus oxigéné de tous peut aussi être désigné par le nom da peroxide.
De même , lorsqu'un corps combustible en se combinant avec I'oxigène ne peut foniier qu'un oxidc , on désigne celui-ci en énonçant le mot collectif oxide, puis le nom du corps qui est uni à Toxigcne. Ainsi l'on dit V oxide de carbone , Voxide de bismuth.
Les composés binaires qui jouissent des propriétés acides ne contiennent pas tous de loxigène : il en est qui sont formés de deux autres corps simples. Leurs noms se composent toujours de ceux de leurs principes constituans, et on leurdonnela même terminaison qu'aux autres. C'est ainsi qu'on appelle acide hfdrochlorique l'acide que forment le cLlore et l'hydrogène.
Après les composés binaires dont nous venons de parler , les combinaisons les plus abondantes sont celles qui résultent de l'union de ces mêmes composés pris deux à deux. Ce sont surtout les composés ternaires , formés d'un acide et d'une base saliQable (alcali ou oxide métallique) , qui sont les plus nombreux et les plus importans. Ces composés qui portent en général le nom de sels, se désignent par le nom de l'acide auquel on donne une terminaison particulière , suivi du nom de l'oxide qui entre dans la composition du sel. Si le nom de l'acide est terminé en eux^ on fduinge sa terminaison en ile^
8*il est terminé en ique, on le change «n ate, C^est ainsi que le mot carbonates désigne en général les composés qui résultent de Tunion de l'acide carbonique avec les différens oxides métalliques ; le mot sulfates désigne ceux qui proviennent de l'acide sulfurique ; le mot sulfites ceux. qui sont produits par l'acide sulfureux ; etc. Par exemple , l'on dit le carDonate de protoxide de fer , le sulfate de chaux, le sulfite de deutoxide d'étain.
Mais le même acide peut se combiner avec le même oxidc en plusieurs proportions ; et il faut avoir un moyen de distinguer les espèces de sels qui résultent de ces combinaisons diverses , afin d'éviter la confusion. Or, dans ces variétés de sels , qui sont en général au nombre de trois > les propriétés de l'acide et de l'oxide se détruisent ou se neutralisent en tout ou en partie , de manière que sous ce rapport la combinaison est neutre \ ou bien elle est acide , parce que la proportion d'oxide n'est
Ks suffisante pour neutraliser complètement celle de cide ; ou bien elle est basique , c'est-à-dire avec excès de base, par la raison contraire. L'acide sulfurique , par exemple , peut se combiner avec le deutoxide de mercure , suivant trois proportions : la combinaison neutre porte le nom de sulfate neutre; la combinaison dans laquelle l'acide prédomine celui de sulfate acide ou de sursulfate j et la combinaison qui est avec excès de base celui de sous-sulfate. Au lieu de dire sous-sulfate de deutoxide de mercure, on abrège cette expression en disant sous-deuto-sulfate de mercure , et ainsi des autres.
n existe aussi quelques règles de nomenclature relatives aux combinaisons des corps combustibles entre eux. Lorsque ces corps sont métalliques , le composé prend le nom d'alliage, et chaque alliage se distingue par les noms des métaux qui en font partie. Ainsi l'on dit alliage de cuivre ou de zinc, alliage de plomb et d'étain. On donne particulièrement le nom d^ amalgames aux alliages dans lesquels entre le mercure.
Lorsque le composé est solide ou liquide , et qu'il est formé de l'union d'un métal avec un corps combustible non métallique , on donne à celui-ci une terminaison en urey en le faisant suivre du nom du métal même. C'est ainsi ^ue les combinaisons du soufre avec les métaux se
loomment des sulfures , celles du chlore des chlorures ^ etc. Lorft|ae le composé est gazeux à la température ordinaire » il contieut alors au moins un gaz dans sa composition. On nomme le gaz le premier , et l'on ajoute à ce nom celui de Vautre principe en le terminant en ^; de là l'expression de gaz hydrogène phosphore , pour représenter a combinaison du phosphore avec le gaz hydrogène.
DBS IX>I8 OB X. COMP08ITIOB CHIMIQUB.
On considère les corps simples comme étant compo* ses de particules très-petites et indivisibles , auxquelles on donne le nom à! atomes. Une combinaison chùmque est le résultat de la juxtaposition ou du groupement des atomes des corps simples réunis. Le plus petit groupe fonné par la réunion des atomes simples est ce qu'on nomme Tatome du composé ; chaque corps simple entre dans l'atome du composé pour un nombre déterminé d'atomes simples. Il suit de la qu'une combinaison chimique peut être définie, en faisant connaître le nombre d'atomes simples de chaque espèce qui sont réunis dans mi atome du composé.
Cette manière d envisager les combinaisons chimiques rend parfaitement raison de plusieurs lois importantes que Tobscrvation a fait découvrir. On sait que les combinaisons des élémens ont lieu en proportions définies, c'est-à-dire déterminées et constantes pour chaque espèce de corps composé. Un même élément peut , à la vérité , s'unir avec un autre en plusieurs proportions différentes ; mais chacune de ces proportions est fixe ; elles n'ont pas lieu d'une manière irrégulicre , mais de telle sorte que si la proportion de l'un des corps est fixe et représentée par I , celles de l'autre corps seront multiples de la plus petite proportion , ou varieront dans les rapports simples i , 2,3,49^9 c^c* 9 oi:^ien, la proportion du premier corps étants, celle du second sera 3, ou 5, ou 7, etc.: c'est là ce qu'on nomme la laides proportions multiples. Cette loi se manifeste d'une autre manière dans les combinaisons d'oxides qu'on nomme sels. lei la combinaison e^t toujours telle çuela ijpantité d'oxi^ne conl^uue daus
la proportion, d'acide est un multiple ou un sous-mul^ liple simple de la quantité d*oxigène contenue dans la proportion de base.
C'est parce que les combinaisons chimiques se font toujours suivant des proportions multiples , et le plus souvent très-simples, quon a conclu qu'en remontant jusqu'aux dernières particules des composés, on les trouverait formées d'un ou deux ou trois , etc. , atomes d'un élément combinés avec un ou deux ou trois, etc., atomes d'un autre élément. Celte idée de combinaisons par atomes n'est que la traduction du fait des combinaisons par multiples ; et en même temps c'est l'explication la plus naturelle qu'on puisse en donner. Elle a l'avantage de nous faciliter les moyens d'exprimer les combinaisons chimiques d'une manière très -simple et facile à retenir.
Autrefois, lorsqu'on voulait exprimer la composition d'un corps formé de plusieurs elémens , on indiquait par un nombre le poids de la proportion de chaque élément contenue dans cent grammes ou cent parties quelconques du composé ; ainsi l'on disait : le cinnabre est formé sur cent parties , de quinze parties de soufre et de quatre vingt-cinq parties de mercure. Le calcaire, ou la pierre à chaux , est formé sur cent parties de 43,7 1 d'acide carbonique, et de 56,2() de chaux. 11 était difficile de retenir de pareils nombres. Aujourd'hui , on exprime plus simplement ces combinaisons en atomes, en disant : le cinnabre est formé d'un atome de soufre et d'un atome de mercure ; le calcaire est composé d'un atome de chaux et d'un atome d'acide carbonique. Il est clair que ces dernières expressions ne sont que l'équivalent des précédentes , et que pour repasser facilement des unes aux autres , il n'est besoin que de savoir ce que pèse un atome de chaque élément. Or les chimistes sont parvenus à calculer une table de tous ces poids d'atomes , en partant de quelques combinaisons simples , pour lesquelles le nombre des atomes composans était connu d'à» vancc avec beaucoup de probabilité. On sent bien que le poids de chaque atome est facile à établir ^ quand on connaît le nombre de ceux qui entrent dans une combinaison dont les proportions des élémens sont données en poids.
Ojj a bnagmé de rendre les compositions atomiques,
tû quelque sorte , sensibles à Tceil , en les représentant par des signes de convention. Ainsi , l'on désigne les diffe'rens corps simples par les lettres initiales de leur Dom : le soufre par S , Toxigène par O , le cai bone par C, I le calcium par Ca , etc. ; puis on convient de placer ces lettres à côté les unes des autres pour marquer une cohk binaison , en les accompagnant de cliifTies qui indiquent le nombre de fois que chaque atonie se répète. Par cxem*
§le, SO, SO*, SO^, sont les signes de trois combinaisons u soufre avec Voxigène; dans la première , il y a ua atome de soufre et un d'oxigène; dans la deuxième, un atome de soufre et deux d'oxigène ; dans la troisième ^ un atonie de soufre et trois d'oxigène. Comme Toxigène est , de tous les élëmeiis , celui qui se trouve le plus fréquemment dans les combinaisons connues , on abrège encore les signes en exprimant les atomes d'oxigène par de simples points places au-dessus de la lettre qui désigne la base. Ainsi les con^binaisons précédentes de loxigènc et du soufre peuvent être représentées par ces
formules très-simples S » S , S. La chaux a pour signe
Ga ; l'acide carbonique , G ; et le calcaire qui résulte de
la combinaison de 1 une et de Tautre , a i^oxxv formula
chimique: Ga G *.
Toutes les combinaisons chimiques qui constituent les substances minérales ou inorganiques ont un caractèrt
' n est essentiel de remarquer qne ces fonnalei ne représenti^nt jamais la composiliou cbimiqoe d*one manière absolue. Elles ne font connaître qne les nombres relatifs d'atomes qoi entrent dant la par* ticale da composé. Ainsi, nn corps dont les molécules seraient formées d*oii atome de soufre et de deux atomes d'oxigène, et nn antr« dont les molécules seraient composées de deux atomes de soufre et de quatre d'oxigène, donneraient le même résultat à Tanalyse, et par conséquent conduiraient à la même formule; cependant ils anvaient une constitution moléculaire différente, et par suite|des caraotères physiques également différens. Ceci nons mène à une distin^ tion importante, même pour le cas des cops répqtés simples; c'est . celle de Tatome chimique, et de la molécule physique. L*atomc est U particule la plus petite d*un corps qui puisse entrer comme élément dans les combinaisons de ce corps ayec un autre. La molécule est souvent nn multiple de cet atome, c'ctt-à-dirt nu groap« dt plnsteurs atonea cbimiqoes de mliiw nalart.
qui leur est propre ; c'est de pouvoir être considérées comme binaires , c'est-à-dire comme formées de deux principes immédiats , quel que soit le nombre des corps simples qui entrent dans le composé. Par exemple , le calcaire ou carbonate de chaux , qui est une substance à trois élémens , le carbone , le calcium et l'oxigène , doit être regardé comme formé de deux élémens secondaires (la chaux et l'acide carbonique) , susceptibles chacun de se résoudre en deux élémens simples , savoir : la chaux en calcium et en oxigène , et l'acide carbonique en carbone et oxigène. Des deux élémens dans lesquels toute combinaison chimique peut se résoudre , l'un est appelé élément positif y ou électro-positifs et l'autre élément négatifs ou éleclro'négatif parce qu'au moment où ces deux élémens s'unissent ou se désunissent , ils sont électrisés d'une manière contraire , comme le prouve le fait de la décomposition au moyen de la pile de Yolta ; on Voit en effet 1 un de ces élémens (le négatiO se porter vers le pôle positif de la pile qui l'attire , et l'autre élc-^ ment (le positif) se porter vers le pôle négatif. Dans la décomposition des oxides, des sulfures, des chlorures, etc., c'est l'oxigène ou le soufre , le chlore , etc qui se porte au pôle pçsilif , et qui joue par conséquent le rôle d'élément électro-négatif; dans la décomposition des sels, c'est l'acide qui se porte au pôle positif, et la base au pôle négatif.
La théorie atomique a donné naissance à quelques modifications dans la nomenclature , qui ont mis celleci plus en rapport avec elle. Les composés binaires qui résultent de la réunion d'un atome d'un clément avec un atome d'un autre élément, se désignent par le nom chimique de la combinaison , en ayant soin de placer toujours le premier dans ce nom composé celui de l'élément électro-négatif. Ainsi l'on dit simplement : un sulfure s pour marquer la combinaison d'un atome de soufre avec un atome d'un autre corps. Pour les combinaisons en d'autres nombres, on ajoute au nom chimique une épithète qui marque le nombre d'atomes de Tclement électro-négatif uni avec un atome du second élément. Par exemple, on dit : bisulfure , trisulfure, guadrisulfure , etc. , pour indiquer la combinaison
d'an atome d'un corps simple avec deux , trois , quatre, etc. atomes de soufre. On dit aussi, mais dans on autre sens : sulfate, bisulfate , trisulfate , etc., pour désigner des sels dans lesquels la quantité d'oxigène de lacide est égale à celle de la base , ou en est le double , le triple , etc.
Si c'est la base qui renferme plus d'oxigène que Tacide, Fépithète se place alors devant son nom; Ainsi l'on dit : silicate tri-alumineux^ pour désigner un silicate dans lequel Toxigène de l'alumine est tiiple de l'oxigène de la siUc«.
USI PBIVCITA.UX COBFS SIMPLES ET COMPOSES BIBAIBBt.
Oxigène»
Vo^igène est un gaz sans couleur , sans odeur et sans saveur. Il a été appelé air du feu Qt air ^italy parce que c'est lui qui entretient la combustion des matières inflammables , et qu'il est le seul gaz propre à la respiration des animaux. On lui donne maintenant le nom d'oxigène, qui signiÊe /engendre acide^ parce que la plupart des acides en sont formés. Il peut se combiner avec tous les corps simples et même en plusieurs proportions avec chacun d'eux. Sa combinaison avec la plupart des subs^nces est ordinairement accompagnée du phénomène du feu , c'est-à-dire d'un grand dégagement de clialenr qui rend ces substances incandescentes. La flamme qui se développe souvent en pareil cas n'est autre chose qu'une matière gazeuse , qui est elle-même chauffée au point de devenir lumineuse ; car tous les corps solides , liquides ou gazeux, qui peuvent supporter une haute température sans se décomposer , finissent bientôt par devenir lumineux , lorsqu'on les chauffe de plus en plus. Ce qu'on nomme combustion , dans le langage ordinaire , est la combinaison de l'oxigène avec certains corps, laquelle est accompagnée d un développement abondantde lumière et de flamme. Lorsque la conibinaison est opérée , on dit que le corps est brûlé ou oxigéné.
L'oxigène est Fan des élémens les plus répandus dand la nature. Il fait partie de l'air, et c^est par lui seul que l'air entretient la vie des animaux , fait brûler le bois et tous les combustibles , altère et rouille les métaux. Il ii existe en dissolution dans les eaux qui sont à la surface ^ de la terre ; il est en outre partie constituante de l'eau | elle-même , et il entre dans la composition des plantes, :i des animaux et de la plupart des substances minérales.
Hydrogène,
Uhfdrogène , connu anciennement sous le nom d'air inflammable , est un gaz sans couleur, qui est treize fois
f)lus léger que Tair. Aussi s'en sert-on pour enfler les balons aérostatiques, à l'aide desquels on s'élève dans l'atmosphère. Lorsqu'il est pur , il est impropre à la respiration et à la combustion ; mais lorsqu'il est mêlé d'oxigène , il s'enflamme , s'il e^t suffisamment chauffé, et donne naissance à de l'eau ; de là le nom à^hydrogène , qui veut dire générateur de ïeaiu Le gaz que l'on emploie
Î>our l'éclairage n'est pas de Th^drogène pur, mais de 'hydrogène combiné avec une petite quantité de carbone.
L'hydrogène ne se trouve dans la nature qu'à l'état de tombinaison avec d'autres corps , et principalement avec l'oxigène , le carbone et l'azote. Uni à l'oxigène en deux proportions, il forme l'eau ordinaire et Teau oxigénée. Combiné avec l'oxigène et le carbone , il compose la
Î)lupart des matières végétales ; combiné avec l'oxigène, e carbone et l'azote , il forme la plupart des matières animales. C'est par la décoin])osition de l'eau que les chimîjitcs se procurent de l'hydrogène pur.
Rav,
tà'eau est un oxide d'hydrogène , ou une combinaison d'hydrogène et d'oxigcne, dans la proportion de deux à un en volume, ou de onze à quatre-vingt-neuf en poids. On le prouve soit par la synthèse, soit par l'analyse. On opère l'anal^'^se ou la décomposition de l'eau •n la faisant passer à l'état de vapeur sur du fer porté à
la chaleur rouge ; le fer s'oxide en s^einparant de Toxigène de l'eau , et l'hydrogène est mis en liberté ; on peut le recueillir à l'aide d'un procédé particulier. La synthèse ou recomposition de l'eau se fait en combinant directement , à Taide de l'électricité, l'oxigèue et l'hydrogène , que l'on a mêlés en vase clos dans la proportion convenable. L'eau se trouve dans la nature à l'état liquide , à l'état aériforme ou de vapeur et à l'état solide. Sous ce dernier état elle est appelée glace, neige , ^rile^ gwre , gelée hlanclie.
Carbone. ^
Le charbon , telqu^on l'obtient par la combustion du bois , n*est jamais pur ; il contient de l'hydrogène , qui lui donne la propriété de brûler avec flamme. On donne Ji^donne le nom de carbone àu charbon purifié. C'est alors un corps simple , solide , sans odeur ni saveur , et dont l'aspect extérieur est très-variable. Ordinairement il est noir , sans éclat , et facile à pulvériser comme le charbon lui-même ; quelquefois a est noir, compacte , avec un éclat demr-métallique ; c'est ainsi qu'il se présente dans le minéral appelé anthracite; plus rarement il est limpide comme le verre , doué d'u« vif éclat , et il est si dur qu'il raie tous les corps ; dans cet état il constitue le dianumt.
Le carbone , soumis à la plus forte chaleur que nous puissions produii^, ne se ramollit point; il possède la propriété d'absorber différens gaz dans ses pores : cette propriété le rend capable de prévenir la putréfaction des eaux , des viandes , et de désinfecter celles qui commencent à se putréfier. On l'emploie aussi pour faire des fil très, pour clarifier les liquides. Uni en petite quantité au fer , il constitue l'acier ; avec l'hydrogène , il est la base de toutes les* matières combustibles que nous brûlons pour nous procurer de la chaleur et de la lumière. Le carbone pur brûle dans le gaz oxigène et dans l'air , et se transforme en un gaz, qui est racide carbonique.
