I. Nous pouvons aisément augmenter à volonté la tempé

Le.o corps . l l ^ pn -r- • ii a- •

eontigus se rature des corps en les chauiiant artihciellement. Ainsi ou mêmeVem- peut mcttrc uuG barrc de fer à l'état de chaleur rouge, eu pérature. [^ tenant pendant un temps suffisant dans un feu ordinaire; mais si ou la retire du feu, et qu'on l'expose à l'air libre, elle ne retient pas le calorique qu'elle avait reçu; elle le perd, et se refroidit par degrés jusqu'à ce qu'elle arrive à la température des corps qui l'environnent. D'un autre côté, si Tious rendons une barre de fer plus froide en la tenant

})endant quelque temps recouverte avec de la neige, et qu'on a porte ensuite dans une chambre chaude, elle ne se maintiendra pas à la basse température quelle avait, mais elle deviendra successivement plus chaude, jusqu'à ce qu'elle ait acquis la température de la chambre. Il paraît donc qu'au-

.*■ Daltou's, New Sj'Slcm of chemicaj pliilosopliy, p. 117.

rmi cofps ne peut conserver une température plus élevée au milieu de corps plus froids que lui, non plus qu'une température plus basse, lorsqu'il est environné de corps plus chauds. Le calorique, en quelque quantité qu'il se soit d'abord combiné, finit par se répartir de lui mêaie entre tous les corps contigus , de telle manière , qu'étant mis en contact avec le thermomètre , cet instrument indique pour lous la même température. Cette distribution égale du calorique s'opère plus ou moins promptement suivant la dimension, ou la nature du corps; mais à la liu elle a toujours lieu. Celle loi est gériéralemcni connue. Lorsque nous voulons chauffer telle chose que ce soit, nous la ].laçons près du feu ; lorsque nous cherchons à la refroidir, nous l'entourons de corps froids. Le calorique, dans ce dernier cas. n'est pas perdu, il est seulement distribué d'une manière égale entre les corps. Lorsqu'on mêle ensemble plusieurs substances dont quelques-unes sont froides et d'autres chaudes , elles acquièrent toutes la nsème température, et cette température est celle moyenne de toutes les températures premières des substances.

Les physiciens oiit désigné cette propriété du calorique par l'expression, équilibre dn caloricjue ^ mais il paraît beaucoup plus convenable d'y substituer celle de distribution égale de température.

2. Ou peut tirer des exoériences de Kraft et de Ricb- Lci mann *, laites avec beaucoup de précision, et sur un grand ment et du rcnombre de substances, la conclusion générale suivante, ^'"^ttcor^f."* « Lorsqu'un corps est suspendu dans un miheu dont la » température diffère de la sienne, cette différence entre » la température du corps et celle du milieu diminue sui- » vaut une progression géométrique, dans des temps qui )) croissent en progression arithmétique )).

Ou « le calorique perdu dans des instans donnés est » trnijours proportionnel au calorique restant dans le corps».

Ce fut Isaac Newton, qui le premier reconnut cette loi, dont il se servit pour calculer plusieurs températures qui ne peuvent être indiquées par l'éclielle thermométrique.

D'après des expériences faites en dernier lieu, et avec une grande exactitude, par Delaroche, il paraît que cette

* l^ov. Comm. Petrop. I, 190.

^O CORPS IMPONDERABLES.

loi, établie par Newtou, n'est qu'une approximation de la vérité. Pour toutes les températures au-dessous de loo^ centigrades, elle peut suffire; mais l'erreur est d'autant plus considérable, que la température augmente, et elle peut devenir très-£;rande.

Le refroidisse- 3. Le calorique quc les corps chauds abandonnent sucnacnidepehd cessivemeut, jusqu'à ce que leur température soit devenue é^ale à celle des substances environnantes, est conduit en partie par le milieu dans lequel ils sont plongés, en partie soutiré par les courans produits dans ce milieu, eu le supposant fluide, et en partie rayonné de la surface du corps chaud. La marche du refroidissement des corps dans l'air et dans l'eau, a été examinée avec beaucoup de soin, et de succès, par IVL Leslie; quoiqu'il ait négligé de faire mention des travaux de ceux qui l'avaient précédé dans ces recherches, les faits suivans ont été bien clairement établis. De la faculté L'cffct dc la faculté conductrice dépend du milieu. Elle coaduc4rice. ^^^ constautc , si Ics températures et le milieu le sont aussi; mais elle diminue par degrés, à mesiire que la température du corps chaud se rapproche de celle du milieu, p^ L'effet du rayonnement dépend aussi de l'état de la sur-

rayonnement. face du corps cliaud. 11 cst coHSîant, lorsque la même surface est chauffée au même degré , mais , ainsi que le pouvoir conducteur, il diminue à mesure que la température du corps chaud se rapproche de celle du milieu,

La portion du milieu en contact avec le corps chaud acquiert, lorsqu'elle en reçoit du calorique, une pesanteur spécilique différente de celle qu'elle avait; elle cède en conséquence sa place à une portion nouvelle qui, étant chauffée à son tour, suit la précédente; et, de cette manière, il s'établit un courant qui accélère de beaucoup la marche du refroidissement. 11 est bon d'observer que la vitesse de ce courant devant être d'autant {)lus grande que la température du corps chaud sera ])lus élevée, l'effet en diminuera à njesure que la différence entre la température du corps chaud et celle du milieu deviendra moindre. En augmentant artificiellement ces couraKS, il est évident qu'on accélérera proportionnellement la marche du refroidissement ; et tel est l'elTet des vents sur le refroidissement des corps chauds. Il paraît résulter des expériences de Leslie, que toutes choses égales d'ailleurs, le pouvoir refroidissant est toujours proportionnel

r?s co;;rans.

icatisa de

à la vitesse du courant, ou, ce qui est la même chose, à la vitesse de mouvement du corps chaud dans le milieu plus froid. Ainsi une boule chaude, dont la température, dans un air calme, s'abaisserait d'un certain nombre de degrés en 120', perd, en l'agiîant dans cet air avec des vitesses différentes , la même quantité de calorique , dans des temps qui diminuent comme la vitesse augmente; c'est ce qvi'oa peut voir dans la table suivante :

Temps Vitesse, du refroidissement.

De 2 mètres par seconde 60'

De 6 mètres 3o'

De 18 mètres 12'

En déduisant, dans les résultats, Tinfluence ordinaire de l'air sur le refroidissement, on le trouve exactement accéléré en raison de l'accroissement de vitesse *.

4. Dès qu'il eut été découvert que les corps contjgus Expi s'établissaient à la même température, les physiciens es- i-^qu ijbre d savèrent d'expliquer ce phénomène. Suivant de Mairan, calorique et d'autres écrivains du commencement du dix-hniliêrae siècle, le calorique est un fluide qui pénètre tout l'espace, et dans lequel les corps ne font que flotter comme une éponge dans Teau, sans avoir aucune afunité quelconque pour lui. La conséquence de cette sup])osition était une Tendance constante à une égalité de densité, en vertu de laquelle, lorsqu'il y avait trop de calorique accumulé dans uu corps, il s'en écoulait. De même, lorsqu'il y en avait trop peu dans le corps, il y en entrait jusqu'à ce que son équilibre de densité fût rétabli.

Cette bypothêse ne peut se concilier avec les phénomènes dont elle avait pour objet de donner l'explication. Si elle était vraie, tous les corps pourraient s'échauffer et se refroidir avec la même facilité, et le calorique séjourner aussi long-temps au foyer d'une lentille que dans un globe d'or de même diamètre. Cette théorie ne s'accorde pas davant?.ge avec ce qui a été dit dans la première section de ce chapitre sur la nature du calorique , que nous y avons con-

* LesliC; p. aoi.

7^ CORPS IMPONDERABLES.

.sidéré comme nu corps très -différent du fluide supposé de De Mairan.

Kypothëse 5, Piciet a donné une autre explication beaucoup plus ingénieuse de la distriijution égale de la température. Suivant lui, la force de répulsion entre les molécules du calorique accumulé dans un corps quelconque, est augmentée en raison de ce que la distance entre ces molécules devient moindre ; elles se repoussent donc entre elles , et sont écartées les unes des antres dans tous les sens, jusqu'à ce que, continuant amsi à se séparer et à s'échapper du corps, elles soient arrêtées })ar le calorique d'autres corps d'une même densité relative, repoussées à leur tour vers le corps d'où elles tendaient à sortir, et forcées dy rester. La distribatiori égale de température dépend donc du balancement de deux forces opposées : la répulsion entre les molécules du calorique dans le corps, qui tend à en diminuer la température, et la répulsion qui s'établit entre le calorique du corps et le calorique environnant qui tend à élever la température. Lorsque c'est la première de ces forces qui l'emporte, c'est-à-dire lorsque la température d'un corps est plus grande que celle des corps euvironnans, le calorique s'écoule du corps, et le corps devient plus froid : lorsque c'est l'autre force qui domine, comme lorsqu'un corps est plus froid que ceux qui l'entourent, les molécules de son calorique sont forcées de se rapprocher les unes des autres, l'espace qu'elles laissent par ce rapprochement est occupé par une nouvelle quantité de calorique qui entre dans le corps, et il devient pluschaud. Lorsque les deuxforces sontégales, les corps sont à la même température ^ et il ne se produit entre eux aucun changement'*'.

IMais quelque séduisante que puisse paraître cette explication, elle a été abandonnée par M. Pictet lui-même, lorsqu'il a reconnu qu'elle ce s'accordait pas avec les phénomènes de réchauffement et du refroidissement des corps.

Opinion 6. L'opinion la plus erénéralement admise à présent, et qui se conclue de la manière la puis satisfaisante avec Jcs i'aits, est celle de Prévost, publiée d'abord en 1^91 , dans le Journal de Physique, ainsi que dans un Essai sur l'éqi

nu-

Pictet , sur le le.

DU CALORIQUI. ^3

libre du dalorique , et détaillée depuis plus au long dans ses Rechtrches sur la chaleur '.

Pictet adopta bientôt cette théorie % et elle a été dernièrement appliquée avec beaucoup de sagacité, par Prévost, aux expériences de Herschell et de l^ictet ^. Elle consiste à considérer le calorique comme un fluide discret , dont chaque molécule, lorsqu'il est à Tétat de liberté, se meut avec une vitesse extrême. Les corps chauds émettent des rayons calormques dans toutes les directions; mais les molécules de ces rayons calorifiques sont à une distance telle les unes des autres, que les courans de ces rayons peuvent, comme ceux de la lumière , s'entrecroiser sans se troubler mutuellement dans leur route. Si Ion suppose donc deux espaces voisins oii le cabirique abonde , il devra y en avoir un échange continuel entre ces deux espaces. Si dans les deux, le calorique abonde également, les échanges se contrebalanceront, et la température continuera d'être la même; mais si l'un contient plus de calorique que l'autre , il y aura inégalité dans les échanges : l'espace le moins chaud recevra plus de calorique qu'il nen donnera, et, par une répétition continuelle de cet échange inégal , l'équilibre de température se rétablira. Si l'on suppose un corps placé dans un milieu plus chaud que lui, et dont la température est constante, on ]jourra considérer le calorique de ce milieu comme consistant en deux parties, dont Tune est égale à la portion que le corps en contient, et l'autre à celle d'oii résulte la différence de température entre le corps et le milieu; et, comme à l'égard de la première, les échanges entre les corps et le milieu se balancent et sont égaux, c'est la seconde seulement^ ou celle qui produit l'excès de température, qu'il s'agit de considérer. Or, relativement à cet excès, le corps est absolument froid ou dépourvu de calorique. Si l'on suppose que dans une seconde le corps reçoit o.i de cet excès de calorique, cet excès ne sera plus, à la fin de la première seconde, que de 0.9, il en passera encore 0.1 dans le corps pendant la seconde suivante, et l'excès à la fm de cette seconde ne sera plus que des o 9 des 0,9 ou de ( 0.9 ) ^ ;

* Genève , 179'i.

» BIblioth. britan. IV, 3o.

' Phii. Trans. 1802, p. 4<53.

74 COBPS IMPONDÉRABLES.

à k r,„ de la troisième seconde cet excès sera réduit à la

FeroX i • '^',°" " ^°'?)S à la fin de la quatriè,ne ervèe ; Tl " '""',' ^^ sorte que, suivant l'a loi obseivee par Richmann, les temps croissant en progression anthmét„,ue, les différences d'excès dim^ueZ^t en progression géométrique. luiuiieroni en

On voit, par cet exposé de la théorie de Prévost au'elle est em,èrement fondée s.r le rayonnen.ent d» cat'iqTe et que a fac„l,e des corps pour le conduire n'y entre point en çons deration. On ne peut, à-la-vérité, révoquer en doute

wSr""'" ^" ''"!■"!'"=' '■' «' '"ême extrêmement probable que c est par lu. que s'opère la distribution é-ale de température, qui n'aurait lieu que très-lentement, etpeut- «re même jamais complètement par la seule faculté couducince du calonque; mais en même-temps, on ne peut disconvenir que cette dernière propriété des corps n^nflue d'une manière sensible sur la durée du temps nécessaire pour

L bjpolhese de Prévost pourrait donc être regardée comme imparfaite en cela seul qu'il n'y a pas eu e'gard à cet e circonstance. '^ <> i-eue

SECTION IV

Des Effets du Calorique.

Après avoir considéré, dans les sections précédentes, la nature du calorique, la manière dont il se meut à travers les corps et sv distribue de lui-même, c'était ici le lieu d'exammer les effets qu'il produit sur eux, soit qu'il les pénètre soit quil s en dégage. On verra que la connaissance de ces ellels est de la plus grande importance, sous le double ranport, de I immense pouvoir additionnel qu'ils mettent en notre possession, et , le la facilité qu'ils nous présentent pour comjirendre et expliquer un grand nombre des plus intéressons phénomènes de la nature. Les effets du calorique sur !»s corps peuvent se réduire aux troisprincipaux suivans, savoiri.» changement dans leur volume; 2.0 changement dans leur elat; j.o changement dans leur combinaison. C'est dans cet ordre que nous allons les examiner séparément.

LU CALORIQUÏ. ^'j

% 1. Des cliajigemejis dans le volume.

On peut établir comme règle géuérale, à laquelle on ne Expansion connaît point encore d'exception , que toute altération de calorique dans un corps produit un changement correspondant dans son volume. En général, ce volume augmente si le corps reçoit du caWique en plus: il diminue s'il lui en est soustrait. Mais il n'en est pas toujours uniformément ainsi, quoique les exceptions à cet égard soient rares-, elles n'ont en effet lieu que pour un très -petit nombre de corps, et encore à de certaines températures particulières, tandis que dans toutes les autres températures, ces corps suivent la loi commune de l'accroissement de leur volume lorsqu'ils sont chauffés, et de sa diminution par le refroidissement. On peut donc considérer {'expansion comme un des effets les plus généraux du calorique, et même des plus importans, puisqu'il nous fournit les moyens de mesurer tous les autres.

1. Quoique tous les corps soient dilatés par la chaleur yaneot et contractés par le froid , et que cette expansion , dans <^a°s diifëren*

1 A ^ • . ' ' . II ^' 1 p corps.

Je même corps, soit toujours proportionnelle a quelque lonction de la quantité de calorique ajoutée ou soustraite , on a cependant reconnu que différens corps variaient considérablement dans leur degré de dilatation, ou de contraction, absolues. En général, ce sont les corps gazeux qui sont susceptibles de la plus grande expansion. Dans les liquides, cette faculté est beaucoup moindre-, elle est la plus faible dans les solides. Ainsi, un décimètre cube d'air atmosphérique, chauffé de zéro à ioo° centig., produit iSya centimètres cobes, tandis que la même augmentation de température ne porte le volume d'un décimètre cube d'eau qu'à 1045 centimètres cubes, et que celui d'un décimètre cube de fer s'élève à peine à looi centimètres cubes. On voit, par cet exemple, que la dilatation de l'air est de plus de huit fois celle de l'eau, et la dilatation de feau environ quarante-cinq fois celle du fer.