JJe la quantité absolue de calorique dans les corps

On voit que la quantité relative de calorique dans les différens corps, varie considérablement, même quand ils sont, d'après l'indication du thermomètre, à la même température. Cet instrument ne peut donc servir pour donner la mesure de la quantité de calorique contenu dans les corps, puisque ^ sans palier du calorique spécifique, il ne dénote pas du tout la présence du calorique qui occasionne la fluidité. Ainsi la vapeur de l'eau à 1 oc*» ceniig. contient 555° centig. de calorique de plus que l'eau bouillante, et cependant la température de l'une et de l'autre est la même. Ëxiste-t-il alors wn moyen quelconque de connaître la quantité absolue de calorique que contient un corps ? A quel degré un thermomètre feu supposant cet instrument propre a la mesure d'une température aussi basse; s'arrêterait-il, si on l'appliquait à un corps entièrement privé de calorique? Ou, quel est le de^ré du therruomètre qui répond au zéro réel?

Le docteur Irvine de Glasgow, est le premier qui conçut la possibilité de résoudre cette question. Il établit à cet égard une théorie qui, je ne sais par quelle raison, a été attribuée par plusieurs écrivains à Kirwan.

DU CALORIQUE. î6g

1. îl est évident que si le calorique spécifique des corps Hypothèse continue d'être le même à toutes les températures, la quau-docteurVine. tité absolue de calorique dans les corps doit être proportionnelle au calorique spécifique. Ainsi le calorique spécifique

de l'huile de baleine n étant que la moitié de celui de l'eau , Teau doit contenir deux fois autant de calorique que l'huile de baleine à la même température. Supposons l'un et l'autre de ces deux corps entièrement dépouillés de calorique, et que dans cet état on leur applique un thermomètre, dont le point zéro indique le froid absolu , ou l'absence totale de calorique. Pour élever la température de l'huile et de l'eau, d'un degré, il faudra les plonger dans une certaine quantité de calorique qui , pour l'eau, devra être double de celle nécessaire pour produire le même effet sur l'huile ; et comme ce n'est que de cette manière qu'on parviendrait à augmenter la température de ces deux substances de 2,3,4 et d'un nombre quelconque de degrés, il s'ensuit, qn a toutes les températures feau devra contenir deux fois autant de calorique que l'huile.

2. C'est sur cette supposition, que le calorique spécifique des corps continue d'être le même à toutes les températures, que le docteur ïrvine fondait son raisonnement. II avait reconnu que lorsqu'un corps passe de l'état de solide à celui de liquide, son calorique spécifique augmente en même-temps, et il avait observé qu'il en était ainsi lorsqu'un liquide était converti en fluide élastique : mais cette permanence du calorique spécifique des corps sur laquelle il établissait sa théorie, n'avait réellement lieu que pendant qu'ils restaient dans le même état. Le docteur ïrvine supposait également que, lorsqu'un corps solide est converti en un liquide, le calorique absorbé, sans qu'il en résulte auciui accroissement de température, ou le calorique latent, n'est que la conséquence de l'augmentation du calorique spécifique du corps. Ainsi, quand la glace est convertie en eau, il y a absorption de 770 cent, de calorique, parce que le calorique spécifique de l'eau est, comparativement à celui de la glace, assez considérable pour que cette quantité additionnelle de calorique lui soit nécessaire pour la maintenir à la mèFiie température qu'elle avait lorsque son calorique spécifique était moindre. 11 explique, par la même supposition , l'absorption du calorique lors de la conversion des liquides en fluides élastiques.

l4o CORPSIMPONDÉRABLES.

6. La théorie du docteur Irvine sur le calorique absolu des corps, est établie sur ces deux suppositions , qu'il considérait comme premiers principes. Par la première, il trouvait la proportion des quantités absolues de calorique des corps, et par la seconde, la différence entre ces quantités. Avec ces données, il était facile d'évaluer la quantité absolue de calorique de tout corps quelconque. Si l'on suppose par exemple , que le calorique spécifique de l'eau est à celui de la glace comme lo est à 9 , et que par la conversion de la glace en eau, la quantité de calorique absorbé est de yj" centigrades; soit :r la quantité absolue de calorique dans la glace à zéro, il est évident que cette quantité dans l'eau à zéro est ^r-i-ijjo; mais ces deux quantités sont, lune à l'autre , comme 10 est à 9. On aura donc cette proportion , 10 l 9 II ^ -h 77° l ^-i et par conséquent 10 :r = 9 x-\^ 693'' , d'où l'on tire x = 6980 centigrades. On trouvera donc que la quantité absolue de calorique dans la glace à zéro est d environ 693° centigrades. Celle de l'eau à la même température sera par conséquent de 770» centigr.; ou , en établissant la proportion différemment, et en considérant que le calorique spécifique de l'eau est à celui de la glace, comme ioestà9, il est clair que les jr" centigrades de calorique qu'abandonne l'eau, lorsqu'elle passe à l'état de glace, représentent les 0,10 de la totalité du calorique qu'elle contenait. Cette quantité était donc de 77° x 10, ou 770° cent.

Telle était fingénieuse méthode que proposait le docteur Irvine, pour connaître le zéro réel, ou le degré auquel s'arrêterait un thermomètre, s'il était appliqué à un corps entièrement dépourvu de calorique. On voit que, par le calcul cidessus, il serait, à l'égard de la glace, de 693*^ centigr. environ au-dessous du zéro; cependant M. Crawford, qui a fait ses expériences sur un grand nombre de corps différens, le place à — 85 1° centigr. M. Dalton, qui s'est aussi occupé de la même question, a trouvé, pour terme moyen de ses expériences, 335 10 centigr. au-dessous de zéro, comme représentant le zéro réel"*".

4. Malheureusement, la vérité des principes qui servent de base à cette théorie du docteur Irvine, n'est pas bien établie. Loin que sa première proposition, savoir, que le calorique s|)écifique des corps continue d'être le même à toutes les

■^ jNew System of chemical Philosophy, p. 97.

DU CALORIQUE. l4l

températures, soit démontrée par l'expérience, le contraire a lieu dans quelques cas , ainsi que le docteur Irviue luimême l'a éprouvé à l'égard de l'huile de baleine et de la cire, et que l'a observé le docteur Crawford , dans d'autres circonstances *. Mais lors même que cette proposition serait vraie, nous n'en serions pas plus en droit d'affirmer que le calorique spécifique est proportionnel au calorique absolu. Car quoique , par exemple, le calorique spécifique de la glace soit à celui de l'eau comme 9 est à lo , il ne s'en suit pas que leur calorique absolu suive la même proportion-, ou bien il faudra supposer que le calorique est incapable de s'unir chimiquement aux corps. Seul cas où la proposition peut, en effet, être admise.

5. La seconde proposition , consistant en ce que l'absorption du calorique par un corps, pendant qu'il change a état, est due au changement ducalorique spécifique du corps, n'est également appuyée d'aucune preuve directe, et ne peut, en effet, ètreadm'.se, si l'on' considère le calorique comme susceptible de combinaison chimique avec les corps. Elle n'assigne aucune cause au changement d'état du corps, tandisque la théorie du docteur Black en rend raison. La disparition des 555® centigrades de" calorique , lors de la conversion de l'eau en vapeur, suivant le docteur Irvine, n'est que la conséquence de l'augmentation du calorique spécifique de la vapeur sur celui de l'eau. . ^

Mais quelle est la cause qui produit ce changement d'état de l'eau, et qui ^ donne cette tendance que nous lui connaissons, à absorber, le calorique avant qu'elle soit effectivement devenue vapeur, tendance au moyen de laquelle ce liquide exerce une force capable de lui faire vaincre les obstacles*Ies plus puissans? SI ce changement estl'eft'et de la combinaison du calorique, ainsi que l'annoncent tous les phénomènes , alors l'hypothèse du docteur Irvine est inadmissible : car de sa théorie et de celle de Crawford, résulte également cette conséquence , comme axiome , que le calorique est incapable de combinaison avec les corps

6. Lue autre suite de phénomènes, d'où le docteur Irvine tira ses conclusions, mérite plus d'examen. Lorsque deux corps s'unissent ensemble chimiquement, il se produit presque toujours un changement de température j le composé

* On Ileat, p. 478.

^4^ CORPS ISfPONDÉRABLES.

abandonnant , ou absorbant du calorique. Le docteur Irvîne

s'assura, par Uhnrrand nombre d'expériences variées, que cette coaibinaisouestaccomp.iguéed'unchaugemontsemblabledans le calorique spécifique du composé '. Lorsque son calorique spécifique augmente, le couiposé produit le froid; si ce calorique snecjfique dimuuie , il y a dégagement de calorique.

Le docteur Irvine mléra de ces faits conformément à soQ

opuiion, que le calorique dégagé, ou absorbé, dans ces cas,

était proportiounel au changement de calorique spécifique,

et la conséquence de ce changement. Ainsi, ii était facile,

d après cette hypothèse, en conn:âissant le calorique spéci-

iique de deux corps avant leur combinu*son. Je calorique

spécifique du composé, et le calorique dég-iiié ou absorbé,

de déterminer la quantité absolue de calorique que ce corps

contenait. Soit, par exemple , le calorique s|>écifique dé deux

-corps avant leur combinaison =;= 3, et après la combiflaisoa

— i.ll est évident que, pendant leur combinaison, ils doi^

vent avoir cédé la moitié de leur caWi.que absolu; et en

supposant la quantité de calorique dégagé égale à 4oo«> cent.,

on aura, pour celle totale coiUen^^e .^ans ks deux corps.

2 fois 400 ou 8ooocent.Si l'on suppose les deux corps ^et5

combines ensemble à poids égaux, le calorique spécifique de ^

çtant Cet celui du corps B^cj ^ij-Ji^ calorique spécifique,

^près la combinaison ^^4^ij-, klob^' Suiyant le docteiir Ir-

vine ^C^c-K-^kl ^^ k \ \ /, = le calorique dégagé :

5 = le calorique absolu, d'où on ^ iS = — ,il£-ijlL-. Si

les poids des corpsj combinés pe sont pas égaux , alors soit Q le poids du corps A^ et q celui du corps 5, on aura , comme ci-de$siis ,' ÇQ -h aj — KQ ^ kq \ KQ^kq

:: / : >^ , et par coB^équent $ ^ ; J"]^^ ^^ ^J^

C.ette hypothèse ne peut être vraie, que dans la supposition que la quantité <$•. trouvée pa^- le mélange des substances dans àes proportions différentes, est toujours la même: que dans le cas, par exemple, ou eu mêlant ensemble, en diverses proportions, de J'eau -et de l'aeide sulfuriquç concentré , le

• Cr^tvford , on HcQt, \t. ^5ô.

» Sc-uin, .-iu!,. de Chmi. V, 2ju

DU CALORIQUE. l43

caiorique dégage à chaque essai de mélange, comparé avec le thaiigemérit de calunque spécifique, donnerait la même valt^iiF dp S. Mais les résuliats des expériences faites sur ce sujet n'offrent point ime semblable valeur constante de «S. Celles de Gadoliu s'en rapprochent bien un peu ; mais les expériences de Lavpisier et Laplace présentent de grande? anomalies, ainsi qu'on pourra le voir par les résultais qu'ils obtinrent.

D'après ces expériences :

1°, Un mélange d'eau, et de chaux vive, dans la pro-. portion de9ài6,doimç le zéro réel, à iQ^iocentig. au^ dessous du zéro thermoraétrjque ;

2°. Un mélange d'acide sulfurique et d'eau , dans la proporlinn de 4 à 3 , le fixe à /^oct'io centigr.

3^. Le même mélange , dans le rapport de 4 à 5, le place à i^6i° centigr.

^ 4°' Enfin par un mélange d'acide nitrique et decbau^, dans le rapport (le r).3 3 à 1, il se trouve être d e ^ ^ Y.W » 'J ».oVy t v^ i

Le résultat moyen des expériences de Gadolin, §ur de^ mélanges dacide sulfurique et d'eau , place le zéro réei à 12950 centigr. au-dessous du zéro thermométrique. - .

Les résultats des expériences de Dalton, font varier çç terme du zéro réel de — 2323*^ à — ^129*^ centigrades^ Le résultat moyen de ces expériences, le porte à — •34-^4'^ centigr. *.

Les expériences du docteur Irvine, fixent le zéro réel ^ — 5 180 centigr. et les expériences du doçteuj:, ,C4'^>Yf9rdj l'établissent à — 85i^centigr. ~'\..', ■. : ;^i-. .

Les résultats de ces expériences différent si* considérablement les uns des autres, qu'ils doivent suffire, si nous les supposons exacts, pour prouver combien les suppositions avancées sont peu fondées, et pour nous convaincre que l'hYpothèse du docteur Irvine ne peut être admise, tant qu'on n'y trouvera pas îes moyens d'expliquer les anomalies que ces résultats présentent.

7. M. Dalton ^ a proposé dernièrement une autre méthode Hj'potf'èse )K)ur déterminer la quantité absolue de calorique dans les ^^ *^- ^*^'oa. corps, Ce savant suppose que la force de répulsion, qui existe

"'Seguin, j4nn.de Chim. V, 23 1, '!\'ew System ofchemical Philosophy , p. 97. 'ManctiesU'i's /^îémoirs. V.

l44 CORPS IMPONDÉRABLES.

entre les molécules des fluides élastiques , est due à la combinaisou du calorique avec ces molécules, et qu'elle est toujours proportionnelle à la quautité absolue de calorique ainsi combiné. Maintenant le diamètre de la sphère d'étendue de l'influence d'une molécule est la mesure de la répulsion , et il est proportionnel a la racine cube de toute la masse. La répulsion exercée par les molécules d'un fluide élastique à différentes températures, est proportionnelle à la racine cube du volume du fluide à ces températures-, donc, suivant cette hypothèse, la quantité absolue de calorique dans les fluides élastiques à différentes températures , est proportionnelle aux racines cubes de leurs volumes à ces températures. Ainsi, par exemple, le volume de l'air à i3o centigr. étant looo, il sera de i'i25 à i ooo centigr. Donc le calorique absolu dans

Vair à iS® centier. , esta celui dans l'air à 100° centi^r.

comme yj 1000 est à J 1 3-^5 ou à-peu-près, comme 10: 11.

Soit j: le calorique absolu de l'air à ,i3o centigr., alors le calorique absolu de l'air à ioc<^ centigr. est x 4- 8 jo cent. ; ce qui donne la proportion 1 0 * \\\\ x\x-^ 8jo : d'où l'on tire ri :r=io x^ 87ooet^ = 87oo ceut. Eu retranchant de cette quantité absolue du calorique de l'air à 1 3o centig- , le nombre des degrés de sa température, on aura pour terme du zéro réel 85^° centigr. au-dessous du zéro therniçmé-î trique '. ,

Ces résultats, d'après riiypotbèse de Dalton. correspondent, à-peu-près, à ceux que le docteur Crawford obtint de quelques-unes de ses expériences ; mais en appliquant cette hypothèse à d'autres températures , on ne trouvera plus la même coïncidence, ainsi que l'a fort bien fait remarquer un écrivain anonyme, dans le journal de Nicholson ^. Il paraît, d'après les exemples qu'on y cite, que plus la température à laquelle la comparaison se fait est 'élevée, et plus le point obtenu, comme terme du commencement de léchelle du calorique, est bas; mais il est probable, ainsi que l'a observé Dalton, que cela provient de ce que le thermomètre n'est pas une mesure exacte de l'échelle de température ^ : car en la corrigeant d'après les expériences de Deluc, l'anomalie disparaît dans un des exemples présentés.

« Manchester Mc'moirs. V, 601.

» i8o3. IV, 2a3.

' Ibul. V, 34.

DU CALORIQUr. î45

Quoique cette hypothèse de Daiton soit étabUe sur une insumsante. supposition dout la vérité ne peut être démontrée, elle n en parait }3as moins extrèmeinent probable jusqu'à un certain point. Si en effet les fluides élastiques doivent leur état particulier de fluidité au calorique, et si leur éhisîicité augmente comme leur quantité de calorique s'accroît, je ne vois pas comment on pourrait nier que la répulsion entre les molécules de ces corps, est 'proportionnelle au calorique qui v est combiné ; non pas cependant à la totalité de leur calorique , mais à cette portion seulement qui occasionne leur élasticité, et qui l'augmente. On est généralement d'accord à présent, que par la soustraction du calorique, les fluides élastiques peuvent être convertis en liquides , et même en solides. Daiton lui-même est un des partisans de cette opinion; mais loin que la répulsion existe entre les molécules des licpiides et des sohdes , elles jouissent d'une propriété contraire; elles s'attirent, et cependant on ne peut disconvenir qu'elles ne contiennent toutes rme grande quantité de calorique. Lorsqu'on convertit des fluides élastiques en liquides, en leur enlevant du calorique, on détruit dans leurs molécules la force répulsive , et néanmoins on leur laisse encore une quantité considérable de calorique. Ce n'est donc pas alors de la totalité du calorique combiné avec les molécules des fluides élastiques, que provient leur force de répulsion, mais seulement d'une portion de ce calorique. On ne dira pas, sans doute, que la force répulsive des molécules des fluides élastiques est proportionnelle à la quantité de calorique qui n^a aucune action pour produire cet effet, et qui resterait en combinaison , lors même que la force de répulsion serait anéantie ; elle ne peut donc être proportionnelle quà la portion du calorique qui Toccasionne , et c'est cette quantité seulement que l'hypothèse de Daiton peut nous donner les moyens de connaitre. Pour avoir celle totale de calorique que les fluides élastiques contiennent, il faudrait supposer qu ils continuent d'être à cet état tant qu'ils ne sont pas entièrement privés de leur calorique, excepté dans la dernière molécule, et une telle supposition lie peut avoir heu. L'hvpothèse de Daiton ne nous donne même aucune notion précise du calorique de fluidité élastique d'un corps, qu'autant que le calorique spécitiqne du corps étant d^-terminé ,

* 3TaDcliestcr'i Memoin. i8o3, V, 34,

l46 CORPS IMPONDERABLES.

on réduit la quantité du calorique de fluidité à un terme connu, comme à celui du nombre de degrés dont il élèverait la température de l'eau, en supposant qu'il ne lui fît pas changer d'état. Cela est en effet absolument nécessaire dans tous les cas de recherches du zéro réel; car comme il faut plus de calorique pour élever la température d'un corps d'un certain nombre de degrés , que pour produire le même changement sur un autre , si l'on suppose ces deux corps entièrement privés de calorique, et élevés ensuite l'un et l'autre à une certaine température, le nombre des drgrés de calorique ajouté à chacun des deux serait égal; cependant la quantité absolue de calorique qu'ils auraient reçue l'un et l'autre serait très-différente. Le terme de zéro réel ne peut donc avoir de signification, pour exprimer la quantité de calorique dans les corps, qu'autant qu'on la rapporte à quelque corps particulier, comme l'eau, dont ou fait un objet de comparaison.