CHAPITRE PREMIER

Notions préliminaires.

(i). L’hypothèse qui fait dépendre les phénomènes de la chaleur, des ondulations d’un fluide stagnant, n’a conduit, jusqu’à présent, à aucun résultat précis et conforme à l’expérience; c’est pourquoi j’adopterai dans cet ouvrage la théorie beaucoup plus féconde , qui attribue ces phénomènes à une matière impondérable, contenue dans les parties de tous les corps aussi petites que l’on voudra, et pouvant s’en détacher et passer d’une partie à une autre, ce qui fait varier avec le temps la quantité de cette substance renfermée dans chaque partie.

Cette matière s’appelle calorique; on la nomme aussi matière de la chaleur, ou simplement chaleur.

On regarde comme inépuisable la chaleur renfermée dans un corps, en sorte qu’il en contient toujours la quantité nécessaire pour balancer l’attraction mutuelle de ses molécules , et les maintenir à distance les unes des autres. Nous ne pouvons donc pas connaître la quantité totale de chaleur contenue dans un corps ou dans une de ses parties; mais il est possible de comparer entre elles, d’après les effets qu’elles produisent, les quantités de chaleur qu’un corps perd ou acquiert pendant un temps donné ; et en prenant pour unité la quantité de chaleur correspondante à un effet constant et déterminé, ces quantités variables se mesurent et s’expriment en nombres rapportés à cette unité de leur espèce, comme les quantités de toute autre nature que l’on soumet au calcul.

(a). L’effet le plus général de la chaleur et le plus indépendant de nos sensations, est la dilatation des corps où elle est introduite.

Si deux corps sont en contact, ou seulement assez rapprochés, une partie de la chaleur de l’un passe dans l’autre, et réciproquement.

Celui de ces deux corps qui reçoit plus de chaleur qu’il n’en émet éprouvé une dilatation, en même temps l’autre se contracte; au bout d’un certain temps ce double effet cesse, et les deux volumes demeurent constans. L’un de ces deux corps étant un thermomètre , c’est-àdirc un instrument formé en général d"un fluide, afin que les dilatations ou condensations soient plus sensibles, les parties de son volume, à l’époque où il est devenu constant, marquent ce qu’on appelle la température de l’autre corps au même instant. Ainsi la température est un effet de la chaleur indiqué par les parties du volume ou les degrés d’un thermomètre formé d’un fluide déterminé.

Les indications de plusieurs thermomètres formés de fluides différons peuvent être différentes; et cela arrivera, en effet, si ces fluides ne se dilatent pas suivant la même loi, pour des accroisscmens égaux de chaleur. Dans les températures ordinaires, depuis zéro jusqu'à cent degrés, par exemple, la marche du thermomètre à mercure est la même que celle du thermomètre à air; mais ces deux instrumens s’écartent notablement l’un de l’autre dans les hautes températures; et l’expérience ayant fait voir que les lois du refroidissement des corps, et généralement celles des phénomènes de la chaleur, sont plus simples quand on les rapporte au thermomètre à air, nous supposerons, pour fixer les idées, que toutes les températures sont exprimées en degrés de ce thermomètre centigrade ; en sorte que l’unité de température sera le centième de l’accroissement d’un volume d’air ou d’un gaz quelconque, qui a lieu en passant du terme de la glace fondante à celui de l’ébullition de l’eau sous la pression barométrique ordinaire de oro,76; lequel accroissement est, comme on sait, o,5y5 du volume à zéro pour tous les gaz. Au-dessus du zéro de l’échelle thermométrique les températures seront positives, et au-dessous elles seront des quantités négatives.

Au reste, quelle que soit la matière dont un thermomètre est formé, s’il indique des températures égales pour deux ou plusieurs corps, un autre thermomètre marquera encore pour ces mêmes corps des températures égales entre elles ; et si ces corps sont mis en contact ou en présence les uns des autres, leurs volumes ne varieront pas; car alors chacun d’eux pourra être considéré comme un thermomètre, par rapport à tous les autres.

DE LA CHALEUR. g

(3) . Pour faire passer un corps de l'état solide à letat liquide, ou de letat liquide à l'état de vapeur, saus que sa température soit changée, il y faut introduire une certaine quantité de chaleur, variable d’un corps à un autre, et que l'on appelle chaleur latente. Cette chaleur insensible au thermomètre n’est cependant pas détruite: clic réside dans les molécules du corps quelle maintient aux distances mutuelles où elles doivent être dans le nouvel état, liquide ou gazeux; elle reparaît intégralement lorsque le corps revient de letat de vapeur à l’état liquide, ou de l’état liquide à letat solide.

Ainsi , lorsqu’un poids donné de glace, amené d’nbord à la température zéro, est réduit en eau à la même température, il absorbe , comme on sait, la quantité de chaleur nécessaire pour élever de zéro à 7 5° la température d’un même poids d’eau ; et pour réduire en vapeur à la température de ioo° un poids d'eau déjà parvenu à cette température, on sait aussi qu’il y faut introduire la quantité de chaleur qui serait nécessaire pour élever de zéro à ioo* la température d’un poids d'eau à peu près sextuple. Des pertes de chaleur égales à ccs augmentations ont lieu quand la vapeur d’eau revient à letat liquide, et quand l'eau revient à l’état de glace , sans changement de température, dans l'un et l’autre cas. Les changemens d’état de tous les corps présentent des effets semblables, mais eu proportions plus ou moins considérables.

Je prendrai pour unité de chaleur la quantité de cette substance impondérable , nécessaire pour réduire en eau à la température zéro un gramme de glace à la môme température.

(4) . Depuis long temps les physiciens ont aussi reconnu que les corps différons acquièrent ou perdent des quantités inégalesde chaleur, lorsqu’ils éprouvent , sans changer d’état , des variations égales de température. Cela étant, nous appellerons chaleur spécifique d’un corps le nombre d’unités de chaleur qui sera nécessaire pour élever d’un degré la température d'une unité de volume, remplie de la matière de ce corps, dans son état solide, liquide ou gazeux.

Nous rapportons ai usi la chaleur spccilique à l'unité de volume, parce que cela nous sera plus commode dans nos calculs; mais on peut aussi la rapporter à 1 unité de poids. Si l’on prend pour ces unités le centimètre cube et le gramme, et que l’on désigne par c et y les quantités de chaleur nécessaires pour élever d’un degré leur température,