S IV
Suite de la digression. Mesure de la grandeur réelle du flux électrique. Facteurs distincts qui constituent la grandeur du mouvement électrique.
On a admis jusqu'ici : i^ que les quantités d'électricité qui passent en un temps donné par un conducteur sont mesurées exclusivement par les quantités d'eau (par exemple) que le courant dissocie dans un seul voltamètre, et qu'elles sont exclusivement proportionnelles aux tangentes des angles de déviation que le courant détermine dans une boussole (de tangentes); a® que, par conséquent, un courant est quantitativement le même, pourvu qu'il donne une même déviation dans une même boussole ; 3** que les quantités d'électricité qui circulent dans un conducteur sont partout identiques à elles-mêmes dans toute l'étendue du circuit. Voyons si ces propositions sont soutenables.
Nous disons qu'un courant qui traverse successivement un voltamètre et puis des solutions de nitrate cuivrique, plombique, argentique, etc., met en liberté des poids d'hydrogène, de cuivre, de plomb, d'argent, etc., qui sont entre eux comme les poids chimiques de ces corps. Il semble donc qu'un même courant puisse nous donner à volonté, soit seulement 12^,5 d'hydrogène, soit en outre 3958*^,69 de cuivre, 1294*^,5 de plomb, i35i8',6i d'argent, etc. Nous pouvons niéme donner à l'expérience un caractère bien plus bizarre :
au nitrate plombique, argentique, nous pouvons substituer simplement du sulfate cuivrique en autant de vases distincts mis en rapport par des électrodes en platine. Lorsqu'il se sera dégagé 1 1^^ 5 d'hydrogène au voltamètre, nous trouverons, dans chacun de nos vases, 395^,69 de cuivre; nous avons donc en apparence triplé, quadruplé le travail d'un même courant.
Analysons cependant les choses plus à fond ; ayons toujours bien présent à l'esprit le principe de l'équivalence des forces, et, au lieu de nous occuper seulement du courant électrique en lui-même, occupons-nous de ce qui se passe dans la pile qui le produit. Nous verrons bientôt combien la question change par cette dernière considération.
Supposons d'abord que le courant d'une pile de Daniell, formée de N couples, traverse : i® le conducteur d'une boussole de tangentes, dont tout l'ensemble soit tel qu'on en puisse négliger la résistance ; désignons par Dq la déviation de l'aiguille de la boussole ; 0? et un voltamètre, dans lequel il se dissocie 11 2^, 5 d'eau et se met, par suite, en liberté ia*^,5 d'hydrogène par heure.
Si, dans cet état de choses, nous ajoutons successivement à notre voltamètre des vases à décomposition reliés entre eux par des lames de platine et contenant des dissolutions de sulfate cuivrique, de nitrate plombique, de nitrate argentique, etc., ou, ce qui est absolument la même chose, si nous ajoutons successivement un, deux, trois, etc., vases contenant tous une même dissolution de sulfate cuivrique, par exemple, il se précipitera dans ces vases des poids de cuivre, de plomb, d'argent, etc., qui seront entre eux comme les équivalents chimiques de ces corps ou, dans le second cas, des poids de cuivre parfaitement égaux entre eux. Mais, à chaque addition d'un nouveau vase à décomposition, la dé-
yiation de la boussole diminuera ; le poids absolu d'hydrogène dégagé par heure au voltamètre diminuera aussi ; il n'y aura de constant que les rapports ou l'égalité (selon qu'on opérera sur des sels différents ou sur un même sel ) des quantités décomposées : les rapports suivront toujours la loi de Faraday.
Pour maintenir la boussole à sa déviation initiale D^ et pour maintenir au voltamètre le dégagement 1 2*', 5 d'hydrogène par heure y il faudra et il suffira qu'à chaque addition d'un nouveau vase à décomposition réponde aussi l'addition d'un nombre x^^ a?,, a?,, a?,,... de couples au nombre initial N de couples de la pile. Dans ces conditions, qui sont absolues, il se déposera dans chaque nouveau vase à décomposition : 395^,69 de cuivre, 1294^,5 de plomb, 1 35 1^,61 d'argent, etc., ou de mêmes poids 395*^,69, 395*', 69, 395*^,69, etc., de cuivre par heure.
Si nous partions de cette idée que la quantité de mouvement électrique qui a lieu dans un conducteur est indiquée exclusivement et intégralement par la seule déviation de la boussole de tangente et qu'à une même déviation répond toujours une même quantité de ce mouvement, on aboutirait à cette conclusion paradoxale au plus haut point, disons absurde et absolument inadmissible, à savoir : qu'un même courant peut dissocier en un même temps une quantité indéfinie de métal dans des solutions salines d'espèces différentes ou semblables.
Mais les additions de couples que nous sommes obligés de faire à la pile pour tenir Do constant ne nous permettent pas d'admettre un seul instant une telle conclusion. Puisque le courant qui détermine la déviation D© traverse toujours tous les N couples présents initialement, il est visible que l'addition de nos a?^, X|, a?,,... couples nouveaux ne peut en aucune
façon modifier les quantités de cuivre qui se précipitent et de zinc qui se dissolvent par heure dans ces N couples; il est tout aussi visible que, quand nous aurons ajouté, par exemple, un nombre (a:© H- ^i 4- a?, -h...) = N de nouveaux couples, ce que nous disions des N couples initiaux sera vrai de cette nouvelle partie identique. Nous aurons doublé l'activité de la pile, mais nous aurons doublé aussi les quantités de cuivre qui s'y précipitent et de zinc qui s'y dissolvent par unité de temps.
Ce qui précède est exact en toute hypothèse sur le rapport qui existe entre ces quantités et celles des métaux dissociés dans les vases à décomposition : je reviendrai plus loin et sous forme expérimentale sur ce rapport. L'accroissement successif de travail chimique que nous faisons exécuter en un temps donné au courant ne s'obtient donc en aucune façon gratis.
Une conséquence des plus importantes se présente maintenant d'elle-même à nous. Puisque, pour augmenter le travail chimique que notre courant exécute en un temps donné, nous sommes obligés d'augmenter la dépense d'activité de la pile, il s'ensuit que l'énergie du courant se trouve accrue aussi, bien que la déviation D soit restée constante, et ce n'est nullement le même courant qui nous donne des effets chimiques simples, décuples, centuples, etc.
La quantité de mouvement électrique que représente un courant donné n'est donc pas uniquement proportionnelle aux tangentes des angles de déviation de la boussole, ni aux quantités d^eau dissociées dans un seul voltamètre, si plusieurs vases à décomposition se suivent : elle est de plus une /onction de la tension de l'électricité.
Cette proposition, sans nul doute, semblera étrange à la plupart de mes lecteurs. En effet elle va droit à l'encontre de
ce qui a été admis jusqu'ici quant à l'intensité des courants électriques et à leur mesure ; elle semble en contradiction avec la loi d'Ohm, avec celles de M. Joule, de M. Lentz, avec les expériences de Pouillet. Si solides que soient les bases sur lesquelles elle repose, je crois donc devoir la démontrer encore sous une autre forme, et puis examiner les points de contradiction bien réels qui se montrent à première vue. >'ous verrons que ceux-ci n'existent absolument qu'en vertu dune définition fausse, et désormais inadmissible, de ce qui constitue la grandeur du mouvement électrique : cette définition, nous allons le reconnaître, est absolument inconciliable avec le principe de l'équivalence des forces et de la conservation du travail.
D'après les expériences très-rigoureuses de M. Joule d'abord, et puis de M. Lentz, lorsqu'un courant électrique, donnant à la boussole une déviation constante Do, a lieu dans un circuit dont la résistance, variable à volonté, est p^ on a, pour une même quantité q^ de chaleur développée dans ce circuit, l'expression
t désignant la durée de réchauffement y© • C'est ce que montre très-bien le petit tableau suivant :
io,53
o,3oo