I. — Remarques préliminaires

Quand on étudie les changements d*état produits dans un corps auquel on enlève ou on fournit de la chaleur, on peut supposer que ce corps soit en repos ou bien qu'il soit en mouvement. Ce mouvement visible ne doit pas être confondu avec le mouvement moléculaire, que nous ne voyons pas, mais qui se manifeste à nous par une production de chaleur, et qui existe même quand le corps est en repos.

Nous supposerons d'abord que le corps soit en repos; son état est alors déterminé par son poids, son volume et la pression qu'il supporte. Pour plus de simplicité, on prendra toujours dans la suite le corps sous l'unité de poids, lorsqu'on n'indiquer.! pas d'autre convention; il restera alors à considérer seulement le volume et la pression pour déterminer l'état du corps. Pour ce qui concerne le volume d'un corps, nous remarquerons seulement ici que nous désignerons par v le volume de l'unité de poids ou volume spécifique, tandis que V sera le volume d'un corps de poids quelconque.

Mais il faut définir exactement ce que l'on entend par pression d'un corps. Nous admettons que le corps en question soit pressé également et normalement en tous les points de ra surface, et nous désignerons par /> la pression sur l'unité de surface ou pression spécifique.

On peut supposer, pour plus de clarté, que le corps soit entouré d'une enveloppe qui presse sa surface. A l'état de repos le corps exerce contre cette enveloppe une pression égale :

de là Texpression abrégée de pression du corps. Pour les gaz, ce sont les parois du vase qui forment Tenveloppe en question; pour les liquides, les parois constituent seulement une partie de Tenveloppe, et la surface supérieure peut être pressée par un gaz ou une vapeur. Les solides sont ordinairement soumis à la pression atmosphérique; il vaut mieux cependant imaginer aussi dans ce cas que la surface soit pressée par une enveloppe.

Supposons maintenant que Ton fournisse à Tunité de poids d'un corps une quantité de chaleur infiniment petite dQ évaluée en unités de chaleur; Tétat du corps subira alors les changements suivants :

1° Il y a accroissement du mouvement moléculaire ; soit dW Taccroissement de la force vive, c est-à-dire celai du travail emmagasiné dans le corps par suite du mouvement oscillatoire de ses particules, quantité exprimée en unités de travail.

2*» Il y a changement des positions moyennes des particules ; mais comme les amplitudes d'oscillation sont considérées comme infmiment petites relativement aux distances des centres d'oscillation des atomes et des molécules, on peut dire qu'il y a changement de position des atomes et des molécules mêmes; ce changement de position correspond à un travail, puisque les particules agissent les unes sur les autres. Soit dJ sa valeur en unités de travail.

3** 11 y a généralement changement de volume du corps. Quand le corps se dilate, il doit surmonter la pression extérieure; soit rfL le travail employé à cet effet.

Ces trois quantités de travail sont en relation simple avec la quantité de chaleur rfQ, d'après le théorème fondamental de la théorie mécanique de la chaleur qui a été établi dans l'Introduction. Tout le travail produit par la chaleur dépensée û^Q est rfW-h ûfJ-hrfL; comme à l'unité de travail correspond

une quantité de chaleur de j-y de calorie (équivalent calorifique du travail), que nous désignerons par A, on a, pour la quantité de chaleur qui équivaut au travail indiqué.

TRAVAIL INTÉRIEUR. iS

A(rfW -h rf J + rfL), ce qui donne finalement Téqualion (i) rfQ=:A(rfW-hrfJ + rfL).

Il est évident que quelques-uns des termes du second membre de cette équation peuvent être nuls ou négalifs; en effet, les trois changements mentionnés n'ont pas toujours lieu toutes les fois que le corps reçoit de la chaleur. Ainsi il peut arriver que le travail d'oscillation, c'est-à-dire la chaleur sensible, reste slationnaire, alors dW = o; c'est ce qui a lieu pendant la fusion d'un solide et l'évaporation d'un liquide sous une pression constante; on peut avoir rfL= o, alors il n'y a pas de changement de volume, ou bien rfL<;o, et alors il y a diminution du volumç, comme cela arrive quand on chauffe l'eau sous la pression atmosphérique entre zéro et 4 degrés centigrades.

Enfin dQ est négatif quand le corps cède de la chaleur.

L'équation (i) n'est vraie que pour un corps en repos. Dans le cas général où il y a mouvement visible, ou mieux mou- y ventent extérieur, et où, par suite, les particules du corps se ^ meuvent pendant l'introduction de la chaleur, cette équation est incomplète; on ne peut pas l'employer sous celte forme, s'il y a à la fois introduction de chaleur et changement dans la vitesse du mouvement extérieur.