PT

1 degré du tube divisé correspond à — - = a ;

a est la constante de V instrument.

3° Opération. — La constante ayant été déterminée une fois pour toutes, il n'y a rien de plus simple qu'une mesure calorimétrique. La colonne mercurielle en S étant de nouveau redevenue fixe, on projette rapidement dans le moufle A le corps soumis à l'expérience, et l'on observe la marche de la colonne mercurielle en S. Soit n le nombre de degrés dont la colonne a avancé ou rétrogradé; la variation de calories est évidemment égale à w«. Si la colonne a reculé, comme dans l'expérience de graduation, c'est qu'il y a eu dégagement de chaleur dans le moufle ; si la colonne a avancé, c'est qu'il y a eu absorption de chaleur.

4° Exemple. — Supposons qu'il s'agisse de déterminer la chaleur spécifique d'une substance solide ou liquide. Soit M le poids de la substance essayée, ï la température initiale où on l'a portée, et c sa chaleur spécifique inconnue. La substance a évidemment cédé un nombre de calories égal à McT en se refroidissant jusqu'à 0°. On a donc l'équation

McT = «a,

d'où

MT

Remarque. — Cette méthode a l'avantage d'éviter les corrections de température, puisque toutes les opérations se font à 0°; mais il y a toujours quelque incertitude sur la température initiale ï du corps soumis à l'expérience.

755. Chaleurs spécifiques des solides et des liquides : Résultats généraux. — Ces diverses méthodes de mesure ont conduit les différents expérimentateurs aux valeurs numériques des chaleurs spécifiques de tous les corps solides et liquides. On a consigné ces nombres dans des tableaux, et de l'examen de ces tableaux on a pu déduire quelques résultats généraux relatifs aux circonstances qui font varier les chaleurs spécifiques.

Ie Voici d'abord, pour quelques substances solides et liquides, le tableau des chaleurs spécifiques moyennes entre 0° et 100°:

NOMS DES SUBSTANCES

1° Métaux et métalloïdes.

Sodium

Magnésium. ...

Aluminium

Soufre ordinaire. . .

— mou, trempe- Phosphore ordinaire, — rouge. . .

Potassium

Fonte de fer

Manganèse

spécifiques.

NOMS DES SUBSTANCES

Corps solides.

Acier . . .

Fer . . .

Nickel. .

Cobalt. .

Zinc. . .

Cuivre. .

Laiton. .

Arsenic .

Palladium Argent. .

Cadmium Étain . . .

CIIALKLRS

spécifiques.

NOMS DES SUBSTANCES

Iode

Antimoine

Or

Platine

Plomb

Bismuth

Mercure solide

2° Oxydes, sels anhydres.

Carbonate de soude . .

Magnésie

Borate de soude . . . .

Sulfate de soude. . . .

Phosphate de soude. . .

Sulfate de magnésie. . .

Carbonate de potasse. .

— de chaux (craie).

Chlorure de sodium . .

Carbonate de chaux (marbre)

Alcool à 85°. . . . . .

Acide chlorhydrique. .

Alcool absolu

Éther absolu

Essence de térébenthine Benzine

spécifiques

NOMS DES SUBSTANCES

Carbon, de chaux (spalh)..

— de chaux (aragonite)

Alumine

Sulfate de chaux . .

Chlorure de calcium Nitrate d'argent. . .

Chlorure de cuivre .

Sulfure de zinc. . .

Bromure de potassium Iodure de potassium Sulfure d'argent. . .

3° Matières diverses

Bois de pin

— de chêne. . . .

Glace (eau solide). .

Charbon de bois. . .

Coke

Verre (crown glassj.

Cristal (flint glass). .

chaleurs spécifiques

Liquides.

Acide sulfurique (à 1,8 Huile d'olive.. . . .

Sulfure de carbone.

Chloroforme

Brome

31ercure

2° Variation avec la substance. — L'examen de ce tableau montre que la chaleur spécifique est un coefficient variable d'une substance à une autre, mais que toutes les chaleurs spécifiques sont inférieures à celles de l'eau, puisqu'elles sont représentées par des nombres inférieurs à l'unité. Cela justilie le choix qu'on a fait de l'eau pour définir la calorie.

3° Variation avec Vétat moléculaire. — La chaleur spécifique varie, pour une même substance, avec son état moléculaire. Le charbon fournit un exemple très net de cette variation. Ainsi la chaleur spécifique du diamant est 0,15 ; celle du graphite, 0,20; celle du charbon de bois, 0,24 ; celle du noir animal, 0,26.

4° Variation avec Vétat physique. — La chaleur spécifique varie, pour une même substance, avec son état physique; en général elle est plus grande à l'état liquide qu'à l'état solide. Ainsi la chaleur spécifique de la glace est la moitié de celle de l'eau. Nous verrons plus loin que la chaleur spécifique à l'état gazeux est également plus petite qu'à l'état liquide.

5° Variation avec la température. — La chaleur spécifique est variable, pour une même substance, suivant les limites de température entre lesquelles on l'a mesurée.

Pour les corps solides, la variation est négligeable entre 0° et 100° ; elle est

notable et va en croissant pour les températures supérieures à 100°. Elle est d'autant plus forte que le corps solide se rapproche davantage de son point de fusion. Par exemple, on a pour la chaleur spécifique du mercure :

de 0° à 100° : 0,033: de G0 à 300° : 0,055; de 0° à 1200° : 0,038.

On a pour le phosphore :

de — 77°,7 à 4- 10°. . . 0,174 ; de 10° à 50°. . . 0,189.

Pour les liquides, la variation avec la température est encore plus accusée. La plupart d'entre eux ont une chaleur spécifique qui n'est même pas constante entre 0° et 100°. Ainsi l'on a pour Valcool :

de — 23° à 0°. . . 0,522" ; de 5" «à 10". . . 0,616 : de 10° à 15°. . . 0,654 ; de 15° à 20°... 0,077, etc.

Pour Veau les variations sont beaucoup plus faibles, mais elles ne sont pas nulles, ainsi que nous l'avions supposé précédemment.

6° Formules empiriques des chaleurs spécifiques. — Chaleur spécifique moyenne et chaleur spécifique vraie. — Il résulte de ces faits que la quantité de chaleur qu'il faut donner à l'unité de masse d'un corps pour élever sa température de 0° à 1°, n'est pas proportionnelle à t. Par conséquent, si l'on représente par Q cette quantité, on ne peut pas l'exprimer par l'équation linéaire, c'est-à-dire du premier degré,

a étant une constante. Comme l'expérience prouve que la chaleur spécifique croit lorsque la température s'élève, la quantité Q pourra être représentée par une formule de deux ou trois termes, contenant les puissances croissantes de t. On aura, par exemple,

[l] Q = al-h $1* -+- Y Z3,

a, pet y étant des coefficients constants, qu'on déterminera à l'aide de trois expériences directes, lesquelles fourniront trois équations du premier degré en a, p, y.

Cette formule empirique étant connue, on pourra en déduire soit la chaleur spécifique moyenne {entre 0° et T°), soit la chaleur spécifique vraie à T°.

La chaleur spécifique moyenne entre 0° et T°, c'est le rapport de la chaleur totale qu'il a fallu donner pour échauffer l'unité de poids du corps de 0° h ï°.

à cette température. C'est donc =• On l'obtiendra en faisant t = T dans l'équation [1] et en divisant ces deux membres par T. On a ainsi