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ifîeï ^sJ^çKalfeu^spécifique d’un
\c> e% irn&«r#T*m ^ t » r ru rVrfci o nrcn h m % «*n acsn
égal volume du corps dont la dilatation est e et le modula m.
Enfin, si l’on nomme S la pesanteur spécifique de la substance , celle de Feau étant l’unité , on
l t\ 'f,ri so 3&S /*08 ;)9 çJ.ionoS'i.; u; j 00 uo/s
aura = la chaleur spécifique d’un poids égal
de cette substance, quand le même poids d’eau est représenté par Funité.
Avant d’essayer d’indiquer les conclusions générales qui se déduisent de ces équations , il est bon de les comparer avec les expériences qu’011 a faites de la manière la plus directe. En premier lieu , Fair atmosphérique à la température de 6o° (120 R.) est dilaté de par un degré de chaleur de la division de Fahrenheit. Ainsi, e = — t*, * et le module est de 1 4, 75 livres, quand le baromètre est à 3o pouces (28 pouces français).
Donc
DE LA CHALEUR ET DE LA LUMIÈRE. 383
84,5 — 84,5 x 5io °j00°342 ,
-ÇJ’ ^S7 ^ 7j - < ' » ff ' T
expression de la chaleur spécifique de l’air , celle d’un égal volume d’eau étant l’unité. Les expériences de Delaroche et Bérard. dorment pour cette chaleur o,ooo32. La pesanteur spécifique de l’air est de 0,0012; ainsi, l’on aura pour l’expression de la chaleur spécifique de l’air, celle d’un poids égal
d’eau étant jgg o,285. Les expé-
rien ces des memes chimistes donnent 0.2660 pour
/ j J ilOlJÊJiSIlD fil JuOD cuIOj IjD BinTli wfijh
cette meme chaleur (1).
En second lieu, la vapeur à 2120 ( 8op R. ) se dilate de par un degré de chaleur de la division de Fahrenheit, et son module est de i4 }nS 1.
n„„„ mt j4.75
84,5 T 84,5 x ~6v ~~ °’00026 > expression
de la chaleur spécifique de la vapeur à 2 1 20, quand
celle d’un volume égal d’eau à 6o° (Fahrenheit)
est l’unité. Et comme la pesanteur spécifique de
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(i) Les recherches de MM. Biot et Arago dorment pour la pesanteur spécifique de l’air o,ooi2g8. Si l’on divise par ce nombre la chaleur spécifique de l’air 0,000842 , le quotient 0,2634 sera l’expression de la chaleur spécifique de 1 air, celle d’un égal poids d’eau étant l’unité, expression qui se rapproche encore plus de celle que donne l’expérience. ( Note du traducteur. )
la vapeur a ai 20 ( Fahrenheit) *st= o,ooo58, on a o,46 = la chaleur spécifique de la vapeur à 2)2° ( Fahrenheit ), celle d’un poids égal d’eau étant l’unité.
La pesanteur spécifique de la vapeur à 6o° ( 12° R. ) et sous une pression de 5o pouces ( 28 pouces de France), en supposant que la vapeur pût exister avec ces conditions, serait de o, 0007053., et la chaleur spécifique de 0,48, celle d’un poids égal d’eau étant l’unité (1),
Enfin, le fer est dilaté de —75 - - par un degré
de chaleur du thermomètre de Fahrenheit, et le module est de aSoooooo de livres; dans ce cas
= 2 à peu près pour la chaleur spécifique du
fer lorsque celle d’un volume égal d’eau est l’unité ; et 0,260 quand celle d’un égal poids d’eau est l’unité; les expériences donnent de o, ï 43 à o, 1 1 .
Je ne cherche point dans ces calculs à prendre en considération la différence qu’une plus ou mains grande affinité avec la chaleur occasionne-
(1) On prétend que M. Watt a fait voir par des expériences directes que la vapeur a d’autant plus de force que sa température est plus basse. (Doct. Young’s, îï at. Phil., vol. II, p. 409-)
DE LA CHALEUR ET DE LA LUMÏÈIIE. 385
rait dans ïa densité; mais je pense que s’il était possible de le faire, la théorie que j’expose ici serait complète, et dans son état actuel elle approche beaucoup de la vérité. Puisque la dilatation de tous les corps gazeux est sensiblement la meme à la même température , et le poids du module est le même sous la même pression, la chaleur spécifique de volumes égaux devrait être égale, saufTinfluence que peut avoir une différence d’affinité pour le calorique ; et nous voyons que les expériences donnent des résultats qui approchent infiniment de l’égalité ( Yoy. art. 217 ).
Comme le poids du module divisé par sa pesanteur spécifique, est une quantité constante dans le même gaz, et que la dilatation est la même à toutes densités (1), la chaleur spécifique de poids égaux doit être la même. Cette conclusion est directement opposée à une opinion très généralement reçue, et qu’on dit être fondée sur l’expé-
(1) En admettant que le volume d’un gaz soit en raison réciproque de ïa pression , on peut prouver que sa dilatation sera exprimée par son volume multiplié par le même nombre sous toutes les pressions- En effet, soit A le volume du gaz à la température T et sous la pression P , alors le volume sous toute au
t sera comme p ; P *,
Lre pression p et à une température ^ ^7|5o —J— f 45o -f-
: A V45YqTÎ7 : T V45YTT/
rience. Si Ton place un thermomètre très sensible dans le récipient d’une machine pneumatique , et que l’on pompe rapidement la moitié de l’air du récipient, le thermomètre s’élève de quelques degrés • si, au contraire, on fait entrer avec rapidité de l’air dans un récipient, le thermomètre baisse de quelques degrés; d’où l’on conclut que la chaleur spécifique de l’air est différente sous des pressions différentes. Mais ces expériences prouvent-elles autre chose, si ce n’est que, pendant un dérangement momentané de l’équilibre, le mercure acquiert ou perd une partie de sa chaleur, suivant l’action des forces perturbatrices ? Et s’il est vrai que la chaleur soit un fluide de la nature que je suppose, il est impossible qu’un pareil dérangement d’équilibre puisse avoir lieu sans produire l’effet qui a été observé. Ce sujet est très important, attendu que la loi que suit la gradation de la chaleur dans l’atmosphère, restera incertaine tant que ce point ne sera pas décidé.
La dilatation par la chaleur n’est pas une quantité égale à toutes températures ; conséquemment la chaleur spécifique doit varier comme la température du corps. Quand un corps n’est dilaté par la chaleur que d’une petite quantité, et que le module est considérable , la différence de chaleur spécifique ne mérite pas qu’on y fasse attention
DE LA CHALEUR ET DE LA LUMIÈRE
dans le calcul ordinaire; mais dans les corps gazeux, la différence est considérable. Suivant ma formule , la chaleur spécifique de Fair à 6o° ( 1 2° R. étant 0,000842 , celle de l’air 0212° (80 R.) , doit être de 0,00026. Dans certain cas, la variation de la chaleur spécifique par suite de la différence de la température , parait avoir produit les effets qui ont été attribués à la pression.
208. En admettant que le calorique soit un fluide matériel, s’il se combine avec d’autres matières, la combinaison peut exister dans trois états, et ces états doivent dépendre des quantités relatives de chaleur qui existent en combinaison avec ces autres matières. Premier état . Quand la quantité de matière est considérable en comparaison de la quantité de calorique, et que l’union des parties, par leur attraction , est de beaucoup supérieure à leur affinité pour le calorique qui les pénètre ; dans cet état, le corps est un solide. Second état . Si la quantité de calorique est augmentée dans les corps environnant, le solide doit aussi en absorber sa quantité spécifique pour conserver l’équilibre , et sa température peut être élevée à un tel degré , que sa force de cohésion se trouve balancée par son affinité pour le calorique : dans cet état, le corps est un fluide. Troisième état. La température d’un fluide peut être augmentée, au point que chaque
o8Ê > -, fanMtèid Ad âa Ta wjüj-^ïq. Aj j i
moleciue se trouve enveloppee par une atino~
^pbêiWde èlalèTiiqjtiè qüi la tienne à un assez grand éloignement des antres, pour que leur force d’attraction soit insensible (i); dans ce troisième état, le corps est un gaz. Il arrive de là que les corps
ne prennent Ces divers états que par des tempéra tdrë^^iffeifêiÉièrëS, et la température particulière à chaque corps doit dépendre du rapport
entre sa force de cohésion et son affinité pour le calorique. Une portion dë ëâlôrtqiië entre en corn-
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lunaison avec le corps, lorsque chacun de ces changemens a lieu. C’est celte portion qu’on nomme calorique latent, ou, peut-être avec plus de raison, calorique combinéldoq ëixfq no brmig etdq hoe %
209. Si deux molécules de la même matière se trouvent à une distance donnée dans l’état de fluidité, et s’attirent mutuellement avec une force variable en raison inverse de la distance, et si le calorique qui les tenait en équilibre dans l’état fluide, est éloigné par l’attraction des corps environ nans, les molécules se rejoindront évidemment.
Par conséquent, la soustraction rapide de la chaleur doit toujours rendre le contact plus in-
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time; et lorsqu’elle se fait avec une certaine éten-
(i)Une explication semblable a été donnée par Piayfair dans son ouvrage intitulé ; Oatlinesof nat. pli il v h art, 33.
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t)K LÀ CHALEUR ET DE LA LUMIÈRE. 38o
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due, iJ est des corps dont FafTmite pour le çplorÀque
n est pas assez grande pour les ramener à leur équilibre naturel, à moins qu-on ne les soumette a une température élevée. La théorie de la recuisv erref ^t gÇ^uJf ^ 1 noiq an
210, Si Euxg^^jt4ldf^n|§^îf^^4^?§riM^f pérature donnée, est convertie eu vapeur pour
supporter une pression donnée, nommant H la chaleur, quand la température de la vapeur est T, et désignant par $ la chaleur spécifique de la vapeur, alors on aura H-f-s/ — sT pour la chaleur requise quand la température sera t , soit que L' soit plus grand ou plus petit que T. - ; i oie Soit premièrement t plus petit que T, et supposons la vapeur formée à la température T, la ehaleur perdue pendant le changement de température de T en (T — t). Par consé¬
quent, la ehaleur dans la vapeur à la tempéra¬
ture t sera H — s (T — sT.
En second lieu , si t est plus élevé que T, la chaleur à ajouter pour produire le changement de tempéra tu re , sera = s (/—T). Ainsi la chaleur dans la vapeur à la température t, sera H +o' (t — T) ~ 11-f-A/- — sT. Donc, soit que la tem pérature de la vapeur se trouve plus ou moins élevée que T, la chaleur nécessaire pour la pro duire sera. toujours H -{- st— /F • quant a la tem-
3gO RECHERCHES SUR LA NATURE
pérature T, la quantité nécessaire sera égale à H.
Si le changement de température était considérable, il faudrait avoir égard à la différence de chaleur spécifique qui en serait la conséquence ; mais cette considération , quoique très importante comme recherche philosophique , n’amènerait pas une grande différence dans la pratique , pourvu que Fon prît un terme moyen entre les deux températures extrêmes, et, en nous renfermant dans cette limite, nous déterminerons facilement la chaleur qu’il faudrait pour produire la vapeur à une température quelconque, si nous connaissons celle qui est nécessaire à 2120 (8o° R.). Or, on a trouvé que de l’eau prise à 5o° (8° R.), exige, pour être convertie en vapeur, autant de chaleur qu’il en faut pour élever la température de cette eau de 1127°. On a donc ici H = 1127°; et si l’on suppose t = go°, et la chaleur spécifique de la vapeur = 0,8/57, &k>rs 2T2°— 90= 122, et 1127 — ( 122+0,847) = 1024°. M- faut donc 1024° de chaleur pour produire de la vapeur à go°.
Ce résultat est, à très peu de chose près, le même que celui que donne l’hypothèse de M. Southern, savoir : que le calorique latent de la vapeur est une quantité constante (j). Car, d’après ses idées, on
(0 Robinson’s Median, phih, vol. II, p. 166.
DE LA CHALEUR ET DE LA LUMIÈRE. 3g I
aurait 90° +967 = 1057°, pour la vapeur à go° et 212-1-967 = 1127° à 2120. La différence 11e pourrait pas s’apercevoir dans des expériences
faites en petite jmnoa ns iup snpïlooqe mohul
2 11. D’après les principes admis dans cette recherche, tonte espèce de matière contient du calorique, et en différentes proportions, suivant ses rapports d’attraction , de cohésion et d’affinité pour la chaleur ; cela nous donne une explication facile des phénomènes de la combustion. Car, si différens corps entrent dans de nouvelles combinaisons d’une telle nature, que la quantité totale de calorique dans les produits soit moindre que celle que contenaient ces corps avant la combinaison , il doit y avoir nécessairement une portion de calorique développée ; ceci s’accorde avec la doctrine du Dr Crawford sur la combustion; mais du calorique, à l’état de lumière, est développé par la combustion ; et c’est ce qui doit arriver, si notre supposition est exacte, toutes les fois que la chaleur se développe dans un état de concentration. ïl faut bien distinguer entre l’intensité et la quantité; une distinction semblable est nécessaire dans la théorie du Son.
212. Enfin, quand il se forme des combinaisons de telie nature, que la quantité de calorique dans la matière avant la combinaison est moindre que »
; iliiCMEHCHES Sllli LA NATURE
cçjle qu’ exigeraient les produits pour être en équîlibre avec la matière environnante, il doit en ré-
lnomoiisiiibao jeo luponomononq
m3. Quand il y a dans une substance une plus grande proportion de calorique que sa quantité spéqi%#^, jfe^bapppi pa© fee&y^JaM
nement, et avec une force proportionnée à la densite ÿ et topte^ les fois quefomdieu environna rit est d’une telle étendue et d’une telle densité que la pression du .calorique qui rayonnerait n’est pas assez forte pour mettre en mouvement le calorique qui est déjà dans le milieu, alors le rayonnement doit être arrêté, et la chaleur ne doit plus sq répandre que par conducteurs. Ainsi, si l’on enferme dans une boîte de matière solide un corps qui développe de la chaleur ? ia température de la surface extérieure peut être limitée par l’épaisseur de la matière. De plus, tout ce qui ferme les pores de la boîte , comme de la polir, de la brunir, etc. retarde la sortie du calorique, tandis qu’au contraire, tout ce qui tend à en ouvrir les pores rend plus facile [’écoulement de la cbaleur. De même qu’en hydraulique, l’addition d’un petit tuyau augmente l’écoulement d’un fluide par une ouverture ; de meme, une couche mince de matière ppre use donne au calorique en mouvement la facilité de s’échapper plus vite.
DE LA CHALEUR ET DE LA LUMIÈRE. 3ç)3
214. Je terminerai celte recherche en appliquant les mêmes principes à l’explication d’un phénomène qui est ordinairement considéré comme étant des plus décisifs contre la doctrine que je soutiens. On m’accordera sans peine que tout solide contient de la chaleur; si l’on en prend un qui soit un bon conducteur et qu’on le mette en contact avec d’autres conducteurs, et qu’aîors on emploie des moyens pour faire sortir le calorique d’une couche mince à î’une des extrémités du corps, sans en altérer la constitution, le calorique s’écoulera des autres parties du solide, jusqu’à ce que la couche ait retrouvé sa proportion spécifique; et, si l’on répétait continuellement cette soustraction de calorique d’uée couche mince, un écoulement continu de chaleur pourrait être établi par un conducteur. Puisque Fécoulement du calorique n’est pas le résultat d oué quantité nouvelle ajoutée, mais qu’il n’est qüe le mouvement de la quantité dont le corps a besoin pour se maintenir en équilibre avec les corps enviionnans , il est évident que la température du solide ne devrait pas etre augmentée ; et même, s’il était défendu contre l’excès de calorique accumulé, sa température baisserait. Quand on aura établi la balance entre la chaleur enlevée et celle qui sera fournie, l’opération pourra être continuée inclé-
Uniment. La production de ]a chaleur par le frottement , est une opération du genre dont il est ici question. Et la tarière émoussée employée par le comte de Rumford, forçait , à chacune de ses résolutions, la chaleur de sortir d’une couche mince
de métal. Il faut que cette opération se continue avec une vitesse telle que l’équilibre de la chaleur dans le solide puisse être dérangé ; autrement on ne réussirait pas à en faire sortir.
ai 5. Si, dans quelque partie de ce chapitre, j’ai exprimé mon opinion d’une manière trop positive, ce n’a pas été mon intention, cela n’aurait pas été convenable en examinant, sous un nouveau point de vue, un sujet de cette nature; mais j’ose croire qu’on la trouvera digne d’attention. Il n’est pas besoin de recourir à de nouvelles propriétés de la matière pour expliquer les phénomènes; et celles nécessaires pour cette explication nous sont déjà parfaitement familières. On n’y trouve rien qui contredise les principes connus de la mécanique, ou qui s’en écarte; et les effets y dépendent de causes capables de les produire. Dans ce siècle éclairé, une hypothèse n’étant plus regardée que comme un instrument propre à faciliter les recherches, ne peut devenir dangereuse ; elle ne lie qu’aussi long-temps qu’elle sert à rattacher des phénomènes connus, et à in-
DE LA CHALEUR ET DE LA LUMIÈRE. 3g5
cliquer de nouveaux objets de recherches, en même temps qu’elle donne un nouvel intérêt à l’étude de la science. En considérant une hypothèse sous ce point de vue, il est infiniment moins vraisemblable qu’elle exposera à des erreurs que la méthode trop ordinaire de généraliser d’après des expériences.
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