III. Changements dans la composition des corps

I e calorique L'effet clu cilorique n'est pas seulement d'augmenter déiompose les le volumc des corps, de les convertir de solides en liquides, *''"^^'' et de liquides en fluides élastiques; mais encore il opère entièrement la décomposition d'un grand nombre d'entre eux, soit dans leurs éléraens, soit parce que ces élémens se combinent d'une manière différente par son action. Ainsi l'ammoniaque chauffée au rouge, se réduit en gaz, azote ot hydrogène, et Talcool est converti, de la même manière, en hydrogène carburé, et en eau.

1. Cette décomposition est due, dans beaucoup de cas, à la différence de volatilité des parties constituantes d'un composé. Ainsi, quand on chauffe des esprits faibles, ou une combinaison d'alcool et d'eau, l'alcool se sépare, parce qu'il est plus volatil que l'eau.

2. En général, les composés qui ne sont que peu, ou qui ne sont pas du tout susceptibles d être affectés par le calorique, sont les corps qui ont été formés par combustion. Ainsi, ni l'eau, ni les acides, phosphorique ou. carbonique, ne peuvent être décomposés, à quelque degré de chaleur qu'on les expose. ^

3. Presque toutes les combinaisons dans lesquelles entre l'oxigène, sans avoir produit la combustion, sont susceptibles d'être détruites par le calorique. C'est ce qui a lieu à l'égard de lacide nitrique, et de beaucoup d'oxides métalliques.

4* Tous les corps qui contiennent des substances combustibles comme parties .constituantes, sont susceptibles d'être décomposés par le calorique. Peut-être les alliages métalliques forment-ils des exceptions à cette règle; au moins ne pouvons-nous, que dans un petit nombre de cas, produire une chaleur suffisante pour en opérer la décomposition.

5. Les corps qui contiennent, avec l'oxigène, deux substances combustibles, sont toujours très-facilement décoraposables par le calorique. Telles sont, pour la plupart, les substanc«^s animales et végétales.

Mais il n'est pas nécessaire de s'étendre davantage sur ce sujet , parce qu'il n'a point encore été présenté de théorie qui en donne une explication satisfaisante Toutes les décompositions seront notées en décrivant les différeus com-

posés sur lesquels se portera notre attention dans la suite de cet ouvrage.

SECTION V

De la quantité de calorique dans les corps.

Après avoir traité, dans la seconde section de ce chapitre, de la faculté qu'a le calorique de se mouvoir à travers tous les corps, et dans la troisième, de la manière dont il se distribue graduellement de lui-même dans tous les corps contigus, de telle manière qu'ils s'établissent ainsi à la même température, l'objet qui se présentait alors naturellement à considérer était celui de la quantité du calorique dans les corps; et les questions qui s offraient, étaient les suivantes :

Lorsque différens corps sont à la même température, contiennent-ils la même quantité de calorique? La même quantité de calorique est-elle nécessaire pour produire le même changement de température dans tous les corps? Quel est le point auquel un thermomètre s'arrêterait, s'il était plongé dans un corps entièrement dépourvu de calorique, ou quel est le point où commence l'échelle de température? Mais on ne pouvait examiner ces questions et y répondre d'une manière satisfaisante, sans connaître les effets que le calorique produit sur les corps; puisque c'est par eux seulement, que se mesure la quantité qii'ils en contiennent. Il était donc nécessaire d'examiner d'abord ces effets, ainsi que nous l'avons fait dans la quatrième section, afin d'en appliquer utilement la connaissance à la recherche de la quantité de calorique qui peut exister dans les corps. Cet objet de recherche se divise naturellement en trois parties ; lo. la recherche des quantités relatives de calorique dans les corps, ou des quantités nécessaires pour produire dans chacun d'eux un changement connu de température: c'est ce qu'on appelle ordinairement calorique spécifique; 2^, celle de la quantité absolue de calorique qui existe dans les corps; 3<*. celle des phénomènes du froid ou de l'absence du calorique. Nous considérerons séparéoient, et par ordre, ces trois sujets de recherches.

126 CORPS IMPONDÊRABLESo

l". Du calorique spécifique des corps.

Explication Lorsqu'on mêle ensemble deux quaiitités égales en poids fe^id'pïJaio?'- ^^'^^" ^^ d'huile de blanc de baleine à des températures diffé- <iue spécifique, rentes , l'eau à loo^ centigrades, par exemple, et l'huile de baleine à 5o, on doit naturellement s'attendre à trouver que la température de ce mélange, après l'avoir agité, sera celle moyenne de jS» centigrades, et que, par conséquent, l'eau se sera refroidie de ao» centig., et l'huile échauffée de 20. Mais si l'on fait l'expérience, ces résultats seront très-différens, car la température du mélange est de 83<* centigrades -, l'eau n'a par conséquent perdu que l'j^ centigrades de calorique , tandis que l'huile en a gagné 33. D'un autre côté, en mêlant ensemble des quantités égales en poids, d'eau à 5oo centig., et d'huile à loc» centig., la température du mélange, après l'agitation, sera de 6^o centigrades ; de sorte que Thuile aura abandonné 33^ centig. de calorique, et l'eau n'en aura reçu que ly. Cette expérience démontre que Thuile de baleine n'exige pas la même quantité de calorique que l'eau, pour l'élévation de sa température d'un même nombre de degrés. La dose de calorique, qui augmenterait la température de l'huile de 12". 66 cent., n'élèverait celle de l'eau que de 6°. 33, et par conséquent l'augmentation par le calorique, de la température de l'eau étant de I o , celle d'un poids égal d'huile de baleine sera de 2». Si l'on essaie de la même manière d'autres substances, on trouvera qu'elles diffèrent toutes entre elles, relativement à la quantité de calorique qui peut leur être nécessaire pour les échauffer à une température donnée. Il en est qui exigent plus de calorique qu'il n'en faudrait pour le même poids d'eau, et d'autres, moins: mais ponrchacune, on trouvera qu'il est une quantité qui lui convient spécialement. Or, c'est cette quantité, particulièrement nécessaire à chaque corps pour l'échauffer à un certain degré de température, qu'on appelle calorique spécifique de ce corps. Nous ne pouvons, à-la-vérité, connaîtrelaquaniitéabsoluedecaloriquenécessaire pourproduire un certain degré d'échauffement dans un corps quelconque; mais si cette quantité inconnue, nécessaire pour échauffer l'eau d'un degré, f.ar exemple, nous la faisons = i, nous pourrons alors déterminer par expérience, combien cette quantité devra élre plus ou moins considérable pour l'élé*

vation de la température d'autres corps d'un même nombre de degrés. Ainsi le calorique nécessaire pour échauffer l'eau de 1*, produisant sur la leuipérature d'un poids égal d'huile de baleine une augmentation de 2*, il s'ensuit que le calorique spécifique de leau est deux fois plus considérable que celui de cette huile, et que si nous le faisons = i , celui de l'huile de baleine sera = o.5o. On pourra trouver de cette manière le calorique spécifique de tous les corps»

C'est le docteur Black qui, dans ses leçons de chimie Histoire. à Glasgow, de 1760 à 1760*, a le premier fait connaître cette différence de calorique spécifique des corps. Le docteur Irvine fit ensuite, de 1766 à 1770 * de nouvelles recherches sur ce sujet, qui fut également examine par le docteur Crawford, dont les expériences furent publiées dans son ouvrage ayant pour titre: Capacitj of hodies for heat. Ces trois savans désignèrent cette propriété des corps par l'expression de capacité des corps pour le calorique^ mais le professeur \Yilcke de Stockholm y substitua celle de caloriqve spécifique , généralement adoptée comme plus claire €t plus précise ^.

Les expériences de M. Wilcke furent publiées, pour la première fois, dans les Transactions de Stockholm, pour 1781; «llesnous donnent le calorique spécifique de beaucoup de métaux. Ces expériences fureutconduites d'une manière très-ingénieuse. Le métal sur lequel il opérait était d'abord exactement pesé (ce poids était généralement de 4 hectogrammes ). 11 le plongeait ensuite, suspendu par un fil, dans un large vase d etain , rempli d'eau bouillante , et l'y laissait ainsi jusqu'à ce qu'il eut acquis une certaine température indiquée par un thermomètre. Alors il plaçait le métal dans une autre petite boîte d'étain, de capacité à contenir exactement autant d'eau à zéro centig. , qu'il en fallait pour égaler le poids du métal , qu'il plongeait dans le vase y en l'y tenant suspendu de manière qu'il ne pût toucher ni les parois ni le fond; et il remarquait, au moven d'un thermomètre très-exact, ie de£ré de chaleur au moment où le métal et l'eau se

* Black's Lectures , 1 , 5o4.

> Ibid.

' Le terme de calorique spécifique a été employé dans un sens différent, par Seguin. Il s'en est servi pour exprimer la quantité totale dt calorique qu'un corps conticot.

trouvaient réduits à la même température. Il déduisait ensuite du changement de température, et par un calcul ingénieux, le calorique spécifique du métal, celui de l'eau étant considéré comme l'unité.

Le docteur Crawford fit, à-peu-près dans le même temps, et en prenant toutes les précautions convenables pour opérer avec la même exactitude, des expériences analogues, en mêlant ensemble des corps de températures différentes.

Ces expériences furent publiées dans son Traité déjà cité ; mais comme il avait négligé de faire attention aux changemens chimiques produits par le mélange de la plupart des substances dont il s'était servi, la première édition de son ouvrage présentait des erreurs dans les conclusions qu'il avait cru pouvoir déduire des résultats de ses expériences; il les rectifia par des expériences subséquentes, et ces corrections furent insérées dans sa seconde édition.

La méthode qu'employait le docteur Crawford était essentiellement la même que celle qui avait été suggérée par le docteur Black. Deux substances de températures différentes étaient mêlées uniformément ensemble; et le changement de température produit sur chacune d'elles par le mélange ,- était considéré comme étant en raison inverse de son calorique spécifique "*■. C'est aux travaux de ces ingénieux expérimentateurs que nous devons la connaissance des faits les plus remarquables, concernant le calorique spécifique.

Lavoisier et La Place ont fait aussi, sur le calorique spécifique des corps, plusieurs expériences, qui, d'après l'exactitude bien connue de ces savans, ne peuvent qu'être d'une très grande importance ; ils y procédèrent par une méthode aussi simple qu'ingénieuse, imaginée par M. La Place, et au moyen d'un instrument auquel Lavoisier donna le nom de

* Le calorique spécifique de l'eau étant := T , soit W la quantité d'caii qui est ordinairement une des substances mêlées ensemble, et w sa température. Soit B la quantité de Tautre corps dont ou cherche le calorique spécifique, et b sa température ; soit enfin vi la température après le mélange. Le calorique spécifique de B est

7^:- — r OU, lorsque l'eau est la substance la plus chaude de

celles qui forment le mélange, le calorique spécifique de B est

.- ———- . Black's, Lectures f I, 5o6. B X nr=^li

DXJ CAIORIQUE. 129

caiorimàire. Cet instrument consiste dans trois vaisseaux circulaires concentriques, qui en divisent la capacité en trois parties, de manière à former trois chambres ou cavités séparées, qu'on peut distinguer par les noms de capacité intérieure , capacité moyenne , et capacité extérieure, La Capacité intérieure est formée d'un grillage de fil de fer, soutenu par plusieurs raontans du même métal. Sa partie supérieure se ferme au moyen d'un couvercle entièrement ouvert par-dessus, et dont le dessous est un grillage de fil de fer. C'est dans cette capacité que se placent les corps qu'on veut soumettre à l'expérience. La capacité moyenne est destinée à être remplie de glace qui y est supportée et retenue par une grille audessous de laquelle est un tamis. A mesure que la glace est fondue,! eau coule à travers la grille et le tamis; elle tombe ensuite le long d'un petit cône formant entonnoir, terminé par un

Î)etit tuyau auquel est adapté un robinet, au moyen duquel 'eau est reçue dans un vase placé sous la machine. La capacité extérieure est également destinée à être remplie de glace, et l'eau qui en sort est conduite par un tube auquel aboutit un robinet, et de manière à ne pas se mêler avec celle de la capacité du milieu. On a déjà observé que le calorique ne peut passer à travers la glace à zéro, qu'il y entre bien, mais qu'il y reste, et est employé à la fondre. La quantité de glace qui a été fondue est alor3 la mesure du calorique qui y est entré. Lorsque les cappcilés moyenne et extérieure ont été remplies de glace, qu'on a bien laissé égouîter la glace intérieure, et que la température de la capacité intérieure est descendue à zéro, on chauffe à un degré quelconque, à 1 00*^ centig. , par exempL-^, la substance dont on cherche à connaître le calorique spécifique, et ou l'y place immédiatement , renfermée dfins un vase mince. A mesure que la substance se refroidit, elle fond de îa glace dans la rapacité moyenne; et à mesure que cette glace fond, l'eau coule à travers la grille et le tamis; elle tombe dans l'entonnoir conique et le tube auquel est adapté le robinet, et au moyen de ce robinet, dans le vase placé sous l'instrument pour la recevoir. On remplit la capacité extérieure de glace, afin de prévenir tout effet de l'air environnant sur la glace de la capacité du milieu. L'eau, que produit la fonte de la glace dans la capacité extérieure, coule le long d'un tuyau auquel esi adapté un autre robinet pour la faire sortir hors de la ma- L a

lûO COr.PS IMPOXDÉR ABL Es.

cliine, sans aucune comjnunicalion avec l'eau de la gîace fondue dans la capacité du milieu. La température de l'air environnant ne doit jamais être au-dessous de zéro, ni au^ dessus de 5". centig. Dans le prtuu'or cas, la glace, dans la capacité moyenne, peut être refroidie au-dessous de zérQ par l'air environnant; dans le second, il pourrait passer a travers la machine un courapt d air qui porterait du calorique dans la capacité moyenne. En plaçant, dans cet instrument, différentes substances à la même température, et en observant combien chacune d'eljes fait fondre de glace en se refroidissant à zéro, il était aisé de connaître leur calorique spécifique. Si , par exemple, l'eau en se refroidissant de 100°. centig. à zéro, faisait fondre une livre déglace, etlhuile de blanc de baleine, une demi-livre seulement, on en concluait que le calorique spécifique de l'eau étai^: i. et celui de l'huile o.5o. Cette méthode paraît être la plus simple, et en raêrae-teœp? ]a plus exacte d^ toutes celles qu'on a pu employer ppur des expériences sur ce sujet, si fon peut s'assurer que toute h glace fopdne s'est écoulée dans le vaisseau qui reçoit feau qu'elle produit-, mais c'est ce qui, d'après une expérience de M. Wedgewood, semblerait nq pas avoir lieu; car il a reconnu que feau provenant de la ^dace fondue, avant de sortir Pfff iô fobinet, se gèle, de nouveau et obstrue le passage. \ . -, : fc:

M. Kirwan a également formé une table du calorique spécifique de divers corps, que Magellan a insérée dans son î'raité sur la chaleur. M. IMaver a dernièrement publié une suite d'expériences sur le calorique spécifique de bois des^ scchés, et M. Leslie nous a donné, dans son Essai sur /à Chaleur, le résultat de ses expériences sur diverses sub-» stances. Mayer fit les siennes, en s assurant de la marcha que suivaient différons corps à voluiues é^aux dans leur refroidissement : il en. déduisait leur faculté conductncd du calorique, et considérait le calorique spécifique comme; étant réciproquement le produit de la faculté conductrice multipliée par la pesanteur spécilique du corps*. M. Leslie

* Soit L la fiicnUe conductrice, ^ le calorique spécifique, et iJ/

la pesanteur 5[)écili(iue : ou a, suivrai IMaver, A'^Z __J. Ann. dit

Lui €him.XXX, 46-

DTJ CALORIQUE. l3l

cbservaaussi la durée du refroidissement^ à volumes égaux, dans les mêmes circonstances. Il multipliait alors les quantités ainsi trouvées par la pesanteur spécifique des divers corps essayés*.

Dalton a aussi porté son attention sut' cet important objet, <et il a publie une fab'e du caloriqr.e spécifique de difiërens corps. 11 avait suivi la métliode de Leslie, et il annonce avoir reconnu qu'elle était susceptible dune trèsgrande précision.

Le coujte de Rumford, qui s'est attaché particulièrement à la science du calorique , a fait aussi quelqui'^ expériences sur Je calorique spécifique de diiférens corps; mais ses résultats diffèrent tellement de ceux obtenus pai' les savans qui ont fait des recherches 5ur le même sujet, qu'il y a lieu de considérer ses expériences comme n'étant pas aussi exactes *.

MM. Délai oche et Berard publièrent, en i8i3, une suite d'expériences faites avec le plus grand soin, sur le calorique spécifique des corps gazeux , sujet dont s'étaient parlicufièrement occupé Crawford, ainsi que J^avoisier et La Place. Mais les méthodes employées par ces savans n'avaient pas obtenu îa confiance .des chymistes. Le procédé de Laroche et Berard , était d'une exécution un peu difficile; cependant pour des manipulateurs exercés, elle semble susceptible d'une grande précision; et autant qu'on peut en juger , ces expériences furent conduites avec le plus grand soin ^.

Nous présentons ici le tableau du calorique spécifique de différens corps, tel qu'il a été déterminé par les expériences xabie diverses faites jusqu'à présent. '^iéîlK'*