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Volume atomique et volume interatomique des corps.

Dès que la rigueur de la théorie des proportions chimiques fut mise à l'abri de toute objection par les grands expérimentateurs du commencement de ce siècle, dès que les magnifiques travaux de Berzélius, entre autres, eurent fixé les poids chimiques des éléments alors connus, les chimistes admirent en quelque sorte implicitement l'exis-

tence de l'atome matériel. La découverte de la loi de Dulong et Petit, et celle du corollaire de Wœstyn sont venues mettre pour ainsi dire hors de doute la conception de cette unité matérielle indivise. Dans toutes nos Tables , il n*est plus question seulement de poids chimiques, d'équivalents invariables, qui sont en dehors de toute conception hypothétique et qui constituent un fait pur et simple, mais bien d'atomes définis et en nombre déterminé, ce qui, quoi qu'on fasse, implique au moins un côté hypothétique.

U semble que, pour tous les savants qui admettent la réalité de Tatome, si petit qu'on le suppose d'ailleurs, d'existence d*un t>olume atomique^ immuable pour chaque corps, devrait être une conséquence forcée. Il n'en est pas moins vrai que Tintroduction de ce volume sous forme symbolique dans les équations, et que l'emploi que j'en ai fait sous forme numérique dans les calculs, ont apparu à la plupart des physiciens comme une conception tout au moins hasardée, presque cuidacieuse. Très-peu ont osé entrer dans cette voie, et cependant, tandis que l'atome, dès qu'on vient à en discuter le nombre (relatif), la forme, les propriétés spécifiques, se présente toujours à l'esprit sous un jour douteux, arbitraire, le (ait pur et simple de la constance, de la grandeur immuable de certaines portions de chaque corps, est au contraire des plus faciles à démontrer.

Dans le volume que j'ai consacré à l'étude des conséquences philosophiques de la Thermodynamique ( * ), j*ai indiqué les arguments qu'on a tour à tour fait valoir pour ou contre la divisibilité ilUmitée, pour ou contre l'immuabilité de certaines parties de la matière. Ici je ferai seulement remarquer que la

(') Jnalj'tê éUmemtttire de V Univers,

seule méthode d'investigation qui puisse nous conduire à la solution du problème est précisément celle dont on a fait le moins usage. L'existence ou la non-existence d'un atome fini et indivisible est une question de fait, qui ne peut être abordée en dehors du domaine de l'étude expérimentale des phénomènes. C'est pourtant toujours sur le terrain des conceptions idéales qu'on a transporté le débat. Au lieu de déterminer ce qui est ou ce qui n'est pas, on a prétendu imposer à ce qui existe, à ce qui a une réalité dans Vespace, les lois mathématiques qui ne peuvent convenir qu'à des parties de Tespaa* considéré abstractivement.

Lorsqu'on reste dans l'ordre de raisonnement à la fois expérimental et analytique auquel nous nous sommes astreint dans tout le cours de cet Ouvrage, la question qui nous occupe ici est, je le répète, l'une des plus claires qui se puissent présenter.

On exprime en général, en Physique, les variations de volume des corps en fonction de la température par une équation de la forme

V = Vo(i-f-aO,

dans laquelle a est ce que l'on appelle le coefficient de dilatation^ et Vo le volume qui répond à / = o, ou au zéro de nos thermomètres. On sait que a ne saurait être une constante, et que l'équation ci-dessus ne peut, par suite, être qu'approximativement juste. Le coefficient a diminue en général lentement, mais de plus en plus lentement, avec la température. Quant aux solides, ce coefficient est toujours une très-faible fraction de l'unité.

Parmi les divers corps solides. Veau congelée^ la glace, est celui qui présente le coefficient le plus fort ; il est

a = (o,oooo53) : 3 = 0,0000176 (environ)

fntre — 7 et — 27. Il en résulte, quant à ce corps,

V = Vo (i H- 0,0000176/).

Si, comme on l'admettait autrefois, la valeur de /, la température, pouvait baisser indéfiniment, il est clair qu'il arriverait un degré où l'on aurait

V = Va (i — 0,0000176/) = o.

Il suffirait pour cela qu'on eut

— 0,0000176/ = !, d'où — /=566o°.

Aujourd'hui l'existence possible d'un firoid illimité est

réfutée radicalement; nous savons que le zéro absolu se

trouve à

environ au-dessous du point de fusion de la glace. Le volume apparent minimum de la glace est donc au moins

V = Va (i — 0,0000176.272,85) = o,9567Vo,

puisque a ne peut diminuer à mesure que — / s'approche de — 272,35; mais ce que nous disons de la glace s'applique a fortiori à tous les autres corps solides.

^'oyons maintenant si ce volume minimum, toujours trèsconsidérable, peut être considéré comme une fonction de la pression externe, et comme indéfiniment réductible a laide ^lune pression externe successivement croissante. Voyons, en un mot, si la partie matérielle qui constitue les corps peut être considérée comme élastique. Désignons par œ^ le volume qu au zéro absolu il occupe sous la pression Pq, et supposons que, sous une pression P| > P©, ce volume devienne