CHAPITRE III

Notions élémentaires de Physique.

....Il ne se découvre dans les sciences aucune proposition qui ne puisse être le germe de mille applications usuelles.

(Cuvier, Rapport histor. etc. i3.)

Parvenus à cette époque des études pratiques, les élèves ne sauraient différer plus long-temps de les appuyer sur de saines idées de théorie, et d’acquérir entre autres des

notions élémentaires, mais précises, de physique et de chimie, capables de les guider dans leurs opérations, dans leurs recherches, et de servir d’introduction à l’étude plus approfondie qu’ils en feront à une autre époque. Déjà les moindres travaux doivent être exécutés avec réflexion ; chaque opération manuelle a besoin d’être raisonnée , et tous les phénomènes qui s’offrent à l’observation veulent être saisis et généralisés. C’est dans les traités spéciaux qu’ils trouveront ces détails explicites , à mesure que le besoin s’en fera sentir, en attendant que le moment soit venu de les mettre en ordre et de les compléter. Mais , en général, les élèves tirent peu de fruit de la lecture des traités scientifiques, parce que souvent le temps leur manque pour les lire d’une manière attentive et suivie, ou bien que l’étude d’un ouvrage de longue haleine les fatigue

DE P H A ii M A C E U TIQUE.

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et les rebute. Ces documents isolés laissent donc peu de traces dans leur mémoire , faute d’un cadre bien déterminé qui leur permette de classer les faits et les observations à mesure qu’ils les recueillent. Ce qui leur manque surtout, c’est de se faire, dès le principe, une idée exacte de l’objet d’une science et de ses moyens , d’en saisir le plan général et les principales divisions; enfin, de se représenter en termes clairs et précis les données capitales qui servent de base ou de lien commun h toutes les parties de son système.

Nous essaierons, dans ce chapitre, d’exposer en peu de mots les notions élémentaires de la Physique , réduites aux généralités de cette science les plus applicables aux opérations de fart pharmaceutique. Ces généralités seront assez précises et assez restreintes pour que les jeunes gens, en les fixant dans leur mémoire, puissent acquérir une idée positive de chaque théorème, et en lire avec fruit les détails plus étendus dans les traités ex-professo. Ces premières notions sur une science dont les applications sont si nombreuses et sifréquentes, manquent souvent aux élèves jusqu’au moment où ils suivent les cours des écoles publiques; encore n’est-ce que tout récemment que la physique a été introduite dans l’enseignement des écoles de pharmacie. Que l’on veuille donc me pardonner l’exiguité de ces principes , en considérant que c’est pour la première fois qu’ils figurent dans un ouvrage destiné aux pharmaciens.

§ j . « La physique, dans son acception là plus générale.

] oG PRINCIPES ÉLÉMENTAIRES

est une science qui a pour objet la connaissance des phénomènes de la nature. »

« Les Phénomènes de la nature s’entendent des propriétés générales des corps et des lois qui les régissent. »

« On nomme Propriété générale, le fait qui se retrouve dans tous les corps naturels. C’est un caractère qui leur est propre. Ces propriétés sont sujettes à des lois qui en règlent l’exercice. »

Les propriétés générales qui s’offrent les premières h nos observations , lorsqu’on considère les corps comme de simples assemblages de particules de matière, peuvent se réduire aux suivantes : l’étendue, la porosité, la mobilité, l’impénétrabilité et la divisibilité.

Etendue. « On conçoit l’étendue partout où il y a contiguïté et distinction de parties. »

La manière dont l’étendue d’un corps est bornée en tous sens détermine la figure de ce corps.

Si on considère l’étendue relativement h la grandeur des dimensions d’un corps, on a le volume de ce corps. Mesurer un volume, c’est chercher combien de fois il est plus grand qu’un autre volume que l’on prend pour unité.

Porosité. La contiguïté des parties d’un corps dont en a tiré la notion de l’étendue, ne doit pas se prendre h la rigueur, car il existe dans tous les corps des espaces vides plus ou moins nombreux que l’on appelle des pores ; il ne suffit donc pas de mesurer l’étendue d’un corps pour Connaître la somme de ses parties matérielles. On possède un

moyen de l’apprécier d’une manière exacte par le poids.

La somme des parties matérielles d’un corps se nomme sa masse. En comparant la masse d’un corps à son volume, on obtient pour résultat sa densité , c’est-à- dire le nombre des parties matérielles qu’il renferme dans un volume donné.

On prouve la porosité des corps par leur faculté générale de se contracter en se refroidissant. Oa en conclut que leurs particules laissaient entre elles de petits intervalles, puisqu’elles ont pu se rapprocher et occuper un plus petit espace. On prouve encore cette propriété par diverses expériences, entre autres celle du mercure contenu dans un flacon de cristal, auquel un morceau de cuir de buffle sert de fond , et que l’on place sur un tube de verre dans lequel on fait le vide au moyen de la machine pneumatique. Dès les premiers coups de piston , le mercure tombe dans le tube sous la forme d’une pluie argentée , en traversant les pores du cuir debuffle. L’espèce d’agathe nommée hydrophane devient transparente lorsqu’on la plonge dans l’eau.

Pour estimer la densité absolue d’un corps, on se borne à la comparer à la densité de divers autres corps, ce qui se pratique à l’aide du poids.

Mobilité. « La mobilité est la faculté que possède un corps de pouvoir être tranporté d’un lieu dans un autre, a Cet état, que l’on nomme mouvement , suppose Faction d’une cause à laquelle on donne le nom de force ou de puissance.

Le mouvement est uniforme lorsque le mobile parcourt

ï 08 PRINCIPES ÉLÉMENTAIRES

un espace égal dans un temps égal. Il est accéléré ou retardé lorsque le mobile parcourt, dans des temps égaux , des espacesqui vont successivement en augmenlant ou en diminuant.

Pour comparer entre eux les mouvements de deux corps, dans le cas de l’uniformité , on prend un intervalle de temps pour unité , la seconde , par exemple; on choisit de même une unité d’espace telle que le mètre, et en divisant le nombre qui représente l’espace par celui qui représente le temps, on a la vitesse d’un corps. Ainsi , « la vitesse est égale à l’espace divisé par le temps. »

La force qui met un corps en mouvement imprime une certaine vitesse à chaque particule dont il est composé. On peut, par conséquent, mesurer cette force parla vitesse prise autant de fois qu’il y a de particules dans le corps; c’est ce qu’on nomme la quantité de mouvement , «laquelle est le produit de la masse multipliée par la vitesse. »

Un corps , une fois mis en mouvement , persévère dans

un mouvement uniforme et en ligne droite, à moins qu’il ne soit sollicité par d’autres forces. Lorsqu’un corps en mouvement rencontre un corps on repos, il lui communique une partie de son mouvement, en sorte que si le premier a une masse double de celle du second, ou les deux tiers de la somme des masses , la vitesse qu’il conservera sera aussi les deux tiers de celle qu’il avait d’abord, et comme l’autre tiers sera réparti sur une masse une fois plus petite, les deux corps auront, après le choc, une vitesse égale.

Impénétrabilité. Un corps ne peut prendre la place qu’un antre corps occupait dans l’espace, sans le forcer à la quitter. « Cette faculté qu’a un corps d’exclure tout autre corps du lieu qu’il occupe, se nomme impénétrabilité. »

L’air atmosphérique dont les molécules se rapprochent à la moindre pression lorsqu’il est contenu dans un vase et qu’un autre corps se présente pour prendre sa place, sans lui permettre de sortir, exerce alors son impénétrabilité à la manière des corps solides. Tous les corps que l’on nomme élastiques sont susceptibles d’occuper un espace moindre quand en les soumet h une certaine pression ; mais il arrive toujours un point où nulle force n’est capable de les resserrer davantage, car il faudrait alors que deux molécules fussent pénétrées l’une par l’autre, ce qui est impossible.

Divisibilité. «Tous les corps sont composés de parties que l’on conçoit comme séparables les unes des autres. Celte propriété est plus ou moins^ étendue dans différents corps. » Certaines matières colorantes, comme le carmin, sont divisibles, au point qu’un grain de cette substance peut colorer sensiblement 5o litres d’eau, ou trois cent mille fois son poids de liquide. » Le mica, le musc, l’or, sont susceptibles d’une très grande division, et servent, dans les expériences, à démontrer la divisibilité extrême dont sont doués certains corps.

Indépendamment de ces propriétés, qui sont communes à tous les corps de la nature, il en est qui sont

applicables à un très-grand nombre de corps , sans cire absolument générales. Telles sont :

«L’élasticité s propriété en vertu de laquelle un corps soumis à l’action d’une force étrangère, cède momentanément à son influence, et revient à sa position primitive, lorsque cette force cesse d’agir sur lui. »

Ce retour des corps élastiques à leur forme naturelle se fait par des vibrations qui transportent successivement leurs particules en-deçà et au-delà de leurs premières positions, et qui vont toujours en diminuant jusqu’à ce que ces particules aient repris leurs positions primitives.

«La Compressibilité, qui n’est qu’une conséquence de la porosité, et qui permet aux molécules des corps de se rapprocher, pour affecter un moindre volume, sous l’influence d’une force quelconque , supérieure à celle qui tient ces molécules éloignées les unes des autres.»

«L’imperméabilité, modification de l’impénétrabilité , faculté de n’être point traversé par certains corps, mais de l’être par d’autres. a Ainsi un morceau de cristal est perméable à la lumière et ne l’est point aux liquides. La perméabilité aux rayons lumineux constitue la T ranspa~

rence .

«La ductilité, la malléabilité, la ténacité, propriétés qui appartiennent à la plupart des métaux. C’est la faculté qu’ils possèdent à un degré plus ou moins élevé , d’être tirés à filière, de céder à l’action du marteau, ou de supporter une forte traction sans se rompre. » Dans la ductilité, les particules comprimées glissent les unes

DE PHARMACEUTIQUE. î ï I

sur les autres, de telle sorte que les points de contact, quoique déplacés , restent toujours à des distances assez petites pour que l’adhérence continue d’avoir lieu.

État des corps. Avant de parler des deux forces opposées qui exercent constamment leur action sur tous les corps de la nature, et constituent leur état physique , disons un mot des différents états sous lesquels ces corps se présentent à nos sens.

« Un corps est solide lorsque les particules dont il est formé sont liées assez fortement entre elles , pour ne pouvoir être déplacées sans un effort plus ou moins violent.» Le verre, le bois , le marbre, les métaux, sont des corps solides .

«L’état de mollesse n’est qu’une modification de l’état de solidité. L’agrégation des particules, dans les corps mous , est assez faible pour qu’elles puissent être déplacées par un léger effort ; et, tandis que dans les solides la séparation des particules n’a lieu que par une rupture , dans les corps mous il peut n’en résulter qu’un changement de formes, sans solution de continuité. » Le miel, l’axonge, la cire, sont des corps mous.

«Un corps est liquide, quand ses particules peuvent couler librement les unes sur les autres, et prendre leur niveau sans se séparer. » L’eau et l’alcool sont des exemples des corps liquides.

«Enfin, les corps sont à l’état de fluides aéri formes lorsqu’ils sont légers et transparents, comme l’air. Les particules dont ces corps sont composés se trouvent

placées à une telle dislance les unes des autres, qu’elles semblent ne point adhérer entre elles. » Ces fluides jouissent d’une élasticité considérable. L’air atmosphérique et tous les gaz sont des fluides aériformes ou élastiques.

Les fluides élastiques sont distribués en deux ordres. L’un comprend ceux qui conservent leur élasticité sous les plus fortes pressions et aux degrés les plus bas de re froidissement qu’on puisse leur faire subir; on les nomme fluides élastiques permanents ou gaz. Le deuxième ordre renferme ceux qui perdent, plus ou moins facilement, leur état aériforme par la compression ou le refroidissement, tels que l’eau, l’alcool, etc. On les appelle fluides élastiques non permanents ou vapeurs.

§ 2. De 1’ attraction. Deux corps placés en présence , et abandonnés librement à eux-mêmes dans l’espace, s’approchent F un de l’autre, sans qu’il existe en eux, ni autour d’eux, aucune cause apparente de ce mouvement. Gomme ces corps semblent être attires l’un vers l’autre par une tendance mutuelle, on a désigné ce phénomène par le mot d’ attraction.

11 arrive également, dans certaines circonstances, qne des corps séparés par un léger intervalle s’éloignent l’un de l’autre, aussi , sans cause apparente. On nomme répulsion l’effort qu’ils semblent faire pour se fuir mutuellement.

Quelle que soit la cause de l’attraction , les phéno mènes qui en dépendent sont de deux espèces. Les uns appartiennent h la physique; ils s’expliquent et se calculent à Laide des lois de la pesanteur ou gravitation . Les

autres sont plus spécialement du ressort de la chimie. Ils se rattachent à C affinité ou attraction moléculaire.

Pesanteur. « On nomme pesanteur la force qui précîpite vers la terre un corps abandonné à lui-même. » Cette force doit être envisagée comme agissant également , et l\ chaque instant, sur chacune des molécules d’un corps. La pesanteur se mesure par la vitesse qu’elle imprime à ce corps ; or, cette vitesse , s’appliquant à chaque particule, est indépendante de la masse ou du nombre de ces p articules.

[Jn corps, une fois mis en mouvement, tend, de luimême, à y persévérer avec la même vitesse; mais , s’il est mu par une force qui agisse sur lui sans interruption , et dont les actions soient égales durant des temps égaux , sa vitesse croîtra continuellement et d’une manière uniforme. La formule d’après laquelle on calcule le produit de cette accélération de mouvement, et que l’on nomme loi de la chute des corps graves , se réduit à la proposition suivante : « Les espaces parcourus par le mobile, depuis f origine du mouvement, sont comme les carrés des temps employés à les parcourir. » Ainsi, on a remarqué qu’un corps auquel l’air n’opposait pas de résistance sensible, tombait environ de 5 mètres dans la première seconde de son mouvement. Par conséquent, on détermine la hauteur dont un corps pesant est tombé pendant un nombre donné de secondes, en prenant autant de fois 5 mètres qu’il y a d’unités dans le carré de ce nombre de secondes.

PRINCIPES ÉLÉMEN T A IR E S

C’est à Galilée que Ton doit la découverte de cette lof. Newton l’appliqua au mouvement des astres, et, en généralisant son principe, il le réduisit à l’énoncé suivant :

« Toutes les particules de la matière s’attirent mutuellement en raison directe des masses, et en raison inverse du carré de la distance. » Un autre développement qu’il a donné à cette loi, consiste en ce que si toutes les particules d’une sphère attirent ou repoussent en raison inverse du carré de la distance , la somme des actions qu’elles exercent sur une particule de matière située hors de la sphère, sera la m4ême que si toutes les particules agissantes étaient réunies au centre de la masse.

Poids, balance. Le poids diffère de la pesanteur en ce qu’il se mesure par Feffort qu’il faut faire pour soutenir un corps et l’empêcher de tomber; or, cet effort est d’autant plus considérable qu’il y a dans ce corps un plus grand nombre de particules animées de la même vitesse. Aussi le poids a-t-il pour expression : « Le produit 'de la masse multipliée par la vitesse. »

On détermine le poids des corps à l’aide de la Balance. Cet instrument se compose d’une barre d’acier placée horizontalement, et supportée librement à son centre par un point fixe. Aux deux extrémités de cette barre, que l’on nomme le fléau , sont suspendus deux plateaux d’égales dimensions, destinés à recevoir, l’un les objets que l’on veut peser, et l’autre les poids qui doivent leur faire équilibre. Le lléau est divisé moralement, au point de suspension, en deux parties parfaitement égales que Ton

DK PHAIUlACKUTIQUEc

nomme les bras. Chaque bras étant également chargé, soit par les plateaux , soit par les objets qu’ils supportent , la balance reste en équilibre et sans mouvement; mais si la quantité de particules matérielles est plus considérable dans l’un des plateaux , le fléau penche aussitôt de ce côté. On rétablit l’équilibre en ajoutant du côté opposé une masse de parties matérielles, égale au surcroît qui existe dans le premier plateau. Or, comme il serait souvent impossible de compter le nombre de particules de matière que renferme un corps quelconque, on réalise ce calcul à l’aide des poids qui représentent exactement le nombre de ces particules, et qui , étant ramenés à une unité connue , peuvent être calculés rigoureusement.

Poids spécifique. Des corps de natures différentes renferment , sous un même volume , un plus ou moins grand nombre de particules matérielles. En prenant l’un d’eux pour terme de comparaison ou pour unité, il est facile, à l’aide de la balance ordinaire , d’établir le rapport entre leurs masses, et le résultat de cette comparaison est ce qu’on appelle leur densité relative ou leur poids spéciflfjue.

Si les corps dont il s’agit diffèrent de volumes, mais si ces volumes peuvent être évalués exactement, il suffira de les comparer et de ramener le résultat des différentes pesées à ce qu’elles auraient été dans le cas de Fnnité de volume. Dans le cas contraire on se sert d’un principe d’hydrostatique découvert par Archimède, et dont nous allons donner une idée. Concevons un corps qui, à volume égal, pèse autant que l’eau. Si Ton plonge ce corps dans

l’eau, il sera soutenu par le liquide, qui exercera sur lui le même effort que quand il tenait en équilibre le volume d’eau dont ce corps a pris la place. Si le corps , en conservant son volume, devient plus pesant , feau continuera de faire équilibre à la partie du poids de ce corps qui égale le poids primitif ; de sorte que si l’on pèse le corps ainsi plongé, il n’y aur£ que l’excédant du poids primitif qui agira sur la balance. De là ce principe : « que si l’on pèse d’abord dans l’air, et ensuite dans l’eau, un corps plus pesant que ce liquide, ce corps perdra de son premier poids une partie égale à celle du volume d’eau qu’il aura déplacé. » C’est ainsi que l’on détermine le rapport entre le poids d’un corps et celui de l’eau, à volume égal, et ce liquide sert ainsi de mesure commune pour comparer entre eux les poids spécifiques des différents corps.

Ainsi , supposons qu’une masse de plomb pèse dans fair 256 grammes, et que son poids dans l’eau ne soit plus que de 2 16 grammes. On aura Zjo pour le poids d’un volume d’eau égal à celui du plomb, et par conséquent la proportion suivante : l\o : 206 :: l’unité qui représente le poids spécifique de i’eau : x , quatrième terme qui donnera le. poids spécifique du plomb. On voit que l’opération se réduit à diviser le poids absolu par la perte dans l’eau.

La balance de Nicholson est l’mstrument à l’aide duquel 011 détermine le poids spécifique des corps solides. Il est composé d’un cylindre métallique terminé à la partie supérieure par une tige qui porte un petit disque légèrement

concave. Sur la tige, on trace un trait circulaire que l’on nomme le trait cT affleurement. A l’extrémité inférieure du cylindre est suspendu un petit cône renversé, et lesté de manière à pouvoir maintenir l’instrument en équilibre lorsqu’on le plonge dans l’eau distillée.

Pour se servir de l’instrument, on le place dans une éprouvette remplie d’eau distillée, et l’on met sur le disque supérieur les poids suffisants pour affleurer la tige, c’està- dire pour la faire enfoncer dans l’eau jusqu’au trait d’affleurement. On enlève alors les poids dont on prend note , et on les remplace par le corps que l’on veut peser , auquel on ajoute les poids nécessaires pour le faire affleurer , et l’on a ainsi son poids dans l’air. En second lieu, sans enlever les poids ajoutés dans le disque, on place le corps sur la base du cône, et on le plonge dans l’eau. Alors on ajoute sur le disque les poids nécessaires pour rétablir l’affleurement. Ces poids représentent la perte que le poids du corps a éprouvée dans l’eau, et celui d’un volume de liquide égal à celui du corps dont on cherchait le poids spécifique,

Nousparlerons plus loin des instruments et des procédés h l’aide desquels on détermine le poids spécifique des liquides et celui des fluides élastiques.

§5. Du Calorique. On attribue la cause du phénomène connu sous le nom de chaleur , à l’action d’un fluide qui a la propriété de s’introduire , de pénétrer dans tous les corps, en se logeantentro leurs particules , lesquelles, par cette interposition, s’éloignent les unes des autres, mais se

rapprochent aussitôt que le fluide intcrcallé se retire. Ce fluide se nomme Calorique ; c’est l’agent intermédiaire entre le corps chaud et celui qui est soumis à l’impression de la chaleur.

Le calorique doit être considéré comme un fluide subtiL impalpable, éminemment élastique, et tendant h se mettre en équilibre, c’est-li-dire à se répandre également dans tous les corps qui environnent celui qui le recèle en pins grande abondance. Cette tendance à s’échapper ainsi des

corps, à laquelle on donne le nom de température , est d’autant plus forte que le calorique y estplus accumulé. On la mesure à l’aide de divers instruments disposés de manière à s’emparer du calorique qui s’échappe, et à en marquer l’intensité graduelle. Ces instruments sont le tkermoscope , le thermomètre elle pyromètre .

Le T hermoscope a pour objet de mesurer des quantités de calorique sensible extrêmement faibles. Cet instrument consiste en un tube de verre horizontal, gradué, recourbé vers ses deux extrémités, dont chacune est renflée en forme de boule. L’intérieur du tube est rempli d’air, à l’exception d’un petit espace occupé par une bulle d’alcool teint en rouge et que l’on nomme index . A h moindre élévation de température qui frappe l’une des boules, l’air qu’elle renferme se dilate et chasse Y index vers l’extrémité opposée.

Le thermomètre est fondé sur les changements de volume que subissent les liquides, suivant la quantité de calorique qui les pénétre.

DE PHARMACEUTIQUE. 1 ï fj

Le thermomètre de Réaumur est formé d’un tube de verre vertical, bien calibré, terminé en bas par une boule dans laquelle on a mis du mercure en assez grande quantité pour qu’il s’en élève une partie dans l’intérieur du tube. La marche de l’instrument a lieu entre deux points

fixes : l’un est la hauteur à laquelle s’arrête le mercure lorsqu’on plonge le thermomètre dans la glace fondante : c'est le zéro de l’intrument ; l’autre , qui est la limite opposée, est la hauteur à laquelleparvient le mercure lorsqu’on plonge l’instrument dans l’eau bouillante. On divise en 8 o degrés la distance comprise entre ces deux termes fixes, et l’on continue la division au-dessous de zéro. Dans le thermomètre Centigrade , la distance dont nous venons de parler est divisée en 100 degrés.

Le thermomètre de F ahrenheit a pour termes le degré de la congélation forcée par un mélange de glace et de muriate ammoniacal, et celui qui répond à la chaleur de l’eau bouillante. L’intervalle entre ces deux termes est divisé en 21 2 parties. Il en résulte que le 5s® coïncide avec le zéro de notre thermomètre, ce qui donne 180 degrés depuis ce même terme jusqu’à celui de l’eau bouillante. Ainsi, 9 degrés de Fahrenheit répondent à 4 degrés de Réaumur, ou à 5 degrés du thermomètre centigrade.

Lorsqu’on veut mesurer des degrés de chaleur extrêmement élevés , on se sert du Pyromélre inventé par Wedgvood. Cet instrument est formé d’une plaque de cuivre sur laquelle reposent deux autres plaques de métal , placées à angle droit sur le plan, et convergeant dans le

P Kl N C IP E S ÉLÉMENT AIR E S

sens parallèle. L’endroit où les deux plaques s’écartent le plus est le o de l’instrument', et celui où elles se rapprochent le plus est le 240e degré. O11 prend ensuite de petits cylindres formés d’alumine très-pure pétrie avec de l’eau, et qui marquent tous le même degré en s’avançant entre les deux plaques convergentes. On place ces cylindres dans des fourneaux chauffés à différentes températures, et l’on juge de la chaleur produite, par le retrait ou la diminution de diamètre qu’ont éprouvé les petits cylindres; retrait causé par la volatilisation de l’eau qu’ils retiennent toujours.

Ainsi, pour mesurer les moindres degrés de chaleur, on a recours à la propriété de dilatation des corps gazeux; pour les degrés plus élevés, à la dilatation des liquides ^ et pour les températures les plus hautes, à la faculté de rétraction de certains corps solides imprégnés d’eau.

Ce que nous avons dit jusqu’à présent de Fattraction et du calorique peut suffire maintenant pour expliquer à quelle cause il faut rapporter Cétat physique des corps de la nature. La cohésion , qui tient réunies entre elles les particules des corps , est le résultat de la force à laquelle on donne le nom d’attraction. Cette force est constamment balancée par le calorique qui, en s’introduisant entre les mêmes particules, exerce sur elles une force répulsive , et tend à les éloigner les unes des autres. Selon que l’une de ces forces l’emporte, les corps se présentent sous les différents états que nous avons définis : ils sont solides , mous , liquides , ou fluides acriformes «

Lorsqu'un corps a logé entre ses particules une certaine quantité de calorique, la même propriété qui a permis à ce fluide de s’y introduire, laide aussi à le traverser; toutefois, il ne le quitte pas en totalité. La portion qui ne peut s’en échapper, parce qu’elle se trouve placée entre les espaces qu’a produits la dilatation du corps, se nomme calorique latent. L’autre partie, celle qui s’en échappe et devient appréciable par le thermomètre, est le calorique sensible. Comme le fluide, en quittant le corps chaud, suit la direction d’une ligne droite et ressemble à autant de rayons divergents dont ce corps est le centre, on donne à cette partie du calorique le nom de calorique rayonnant. Dans ce cas, s’il rencontre un plan oblique capable de le réfléchir, il se replie vers l’espace qu’il a traversé, en faisant, avec la perpendiculaire élevée sur ce plan, un angle de réflexion égal à l’angle (T incidence ; on dit alors que le calorique est réfléchi.

On appelle, dans les corps, faculté conductrice du calorique, la facilité qu’ils offrent de se laisser pénétrer plus ou moins vite par ce fluide dans toute leur étendue. Les métaux possèdent cette faculté à un degré plus éminent que le bois , le charbon et la pierre.

La capacité pour le calorique s’entend de la propriété qu’ont les corps d’absorber une plus ou moins grande quantité de ce fluide , pour arriver au même degré de température. Ces quantités, comparées entre elles dans différents corps, donnent la mesure de leurs capacités respectives , et les quantités de fluide absorbé par chacune

PRINCIPES ÉLÉ l\IE N T A I R E S

d’elles , sont ce que Ton nomme leur calorique spécifique.

Le refroidissement et la propagation de la chaleur sont soumis à des lois qu’il est utile de connaître, à cause de leurs fréquentes applications. « Lu corps chaud placé dans un espace froid , perd par le rayonnement une partie de sa chaleur qui a toujours le même rapport avec la quantité qui lui en reste. » Par exemple, si, dans le premier instant, il perd un dixième de sa chaleur, il perdra, dans le deuxième instant, nn dixième des neuf dixièmes qui lui restent, et ainsi de suite. Cette proposition se réduit à la formule suivante indiquée par Newton : «Si le nombre des intervalles de temps que met un corps à se refroidir forme une progression arithmétique, les différences correspondantes entre la température du corps et celle de l’atmosphère qui l’environne seront en progression géométrique.»

La même loi, sous une autre forme, peut s’appliquer à la propagation de la chaleur par l’intermède des corps solides.

Si une barre métallique est mise en communication avec une source constante de chaleur, du plomb fondu , par exemple, maintenu au même degré de température, sa chaleur se communique de proche en proche aux différentes parties de cette barre, mais, en même temps, celle- ci en dissipe une partie qui passe dans l’air par le rayonnement. Tant que cette perte est moindre que la quantité de calorique reçue , la température de la barre s’élève, en formant néanmoins une série de termes décroissants qui vont de l’extrémité plongée à l’extrémité supé-

rieure. Or, à mesure que chaque point s’échauffe, il devient moins apte à s’échauffer , et comme il cède toujours à l'air une même quantité de calorique, il arrivera un point où ce qu’il perd égalera ce qu’il, reçoit, et l’équilibre sera établi. « A ce terme , si l’on prend , sur la barre métallique, une suite de points dont les distances à la source de la chaleur forment une progression arithmétique, les excès des températures correspondantes, au-dessus de celle de l’air environnant, seront en progression géométrique. »

Nous reviendrons, dans les paragraphes suivants, sur quelques autres propriétés du calorique et sur certains phénomènes qui en sont le résultat.

§ 4. Des liquides et de l’eau. L’eau est un liquide

inodore, transparent, sans couleur et sans saveur. Le

grand nombre de phénomènes dans lesquels elle joue le principal rôle la rend un sujet important de recherches physiques. On peut la considérer sous trois états : liquide, ou dans son état le plus ordinaire; à l’état de glace; et, enfin , réduite en vapeur. L’eau a été regardée long- temps comme une substance simple. La chimie moderne a mis au jour la décomposition de ce liquide, formé, comme on sait , d’oxigène et d’hydrogène , résultat que nous devons ici nous borner à rappeler.

A. Les propriétés de l’eau a l’état liquide représentent les propriétés physiques des liquides en général ; Lune des plus saillantes est la faculté qu’ont les liquides de prendre leur niveau , c’est-à-dire de présenter toujours une surface plane et horizontale quand ils sont en repos

lî>4 PRINCIPES ÉLÉMENTAIRES

et qu’aucun obstacle matériel ne s’y oppose. Les phénomènes auxquels l’équilibre des liquides donne lieu, forment une branche de la physique que l’on nomme Hydrostatique, et sur laquelle nous ne pouvons nous arrêter. Nous devrons cependant citer et décrire quelques instruments d’hydrostatique, tels que la pompe et le siphon; mais comme ils sont fondés sur l’équilibre de l’eau, balancée par la pression atmosphérique, nous ne pourrons en expliquer le jeu qu’ après avoir parlé des propriétés de l’air.

Les liquides, comme tous les autres corps, se dilatent, c’est-à-dire, occupent un plus grand volume à mesure qu’ils sont pénétrés par une plus grande quantité de calorique, et ils se condensent de plus en plus par le refroidissement. C’est sur cette propriété que repose la construction des thermomètres. Le mercure et l’alcool sont les Üquideslesplus généralement employés pour la confection de ces instruments. L’eau, dont la congélation arrive à zéro, ne pourrait servir au-delà de ce terme pour apprécier l’abaissement delà température; et l’alcool, dont le terme d’ébullition est moins élevé que celui de l’eau, ne pourrait servir non plus pour reconnaître des degrés de chaleur qui dépasseraient celui auquel ce liquide se volatilise.

Le poids spécifique des liquides, ainsi que celui des solides, a pour terme de comparaison celui de l’eau à son maximum de condensation , c’est-à-dire au moment où elle va passer de l’état liquide à l’état de glace. Ainsi, si l’on pèse un flacon rempli d’abord d’eau distillée, à la température de la glace fondante, et ensuite d’un autre

D lï P H A R M A G E V T 1 Q U E .

liquide , on connaîtra les rapports de densité entre Tune et l’autre. Mais cette comparaison se fait pins facilement encore à l’aide de l9 Aréomètre. Cet instrument est fondé sur une proposition qui n’est qu’un corollaire de la découverte d’Archimède, savoir, que « dans un corps plus léger que l’eau et qui la surnage en partie, le poids du volume d'eau déplacé par la partie plongeante est égal au poids du corps tout entier. » L’aréomètre ordinaire, on pèscliqueurs , est fondé sur cette autre application du même principe, « qu’un corps flottant s’enfonce d’autant plus dans un liquide, que celui- ci est moins dense , ou plus léger. » Cet instrument consiste en un tube de verre gradué, terminé par une boule à sa partie inférieure. On le plonge dans le liquide dont on veut connaître la densité: il s’y maintient verticalement à l’aide d’un lest contenu dans la boule, et il s’y enfonce à une profondeur plus ou moins grande, déterminée par le degré du tube qui répond à la surface du liquide.

Ln antre phénomène dont les effets sont très-variés et très-répandus, est celui de la Capillarité. 11 s’agit, en principe , de l’ascension spontanée des liquides dans les vaisseaux ou les tubes extrêmement étroits, et que l’on nomme capillaires parce que leur diamètre est h peu près celai d’un cheveu ( capillus). A ce phénomène se rattachent un grand nombre de faits dont l’explication rentre dans la même théorie. Ainsi, une branche d’arbre plongée dans l’eau par une de ses extrémités, s’imbibe de cette eau jusqu’aux rameaux qui en sont le plus éloignés; un morceau