POUVOIRS ABSORBANT ET EMISSIF

rayons incidents ou émis, et enfin par la nature de la source de chaleur, obscure ou lumineuse.

I. Pouvoir réflecteur. — On a longtemps admis qu'en général le pouvoir réflecteur croit et que les autres pouvoirs diminuent avec le degré de poli des surfaces. Mais Melloni a constaté qu'en rayant une plaque métallique polie tantôt on diminuait son pouvoir réflecteur, tantôt on Y augmentait . Ce résultat s'explique par la variation de densité que subit la plaque. Si celle-ci a d'abord été écrouie, l'homogénéité a été détruite; les molécules sont plus serrées à la surface que dans la masse, et le pouvoir réflecteur est augmenté. Alors, lorsqu'on raye la surface, la masse intérieure, qui est moins dense, est mise à nu, et le pouvoir réflecteur diminue. Au contraire, dans une plaque non écrouie et homogène, le pouvoir réflecteur est augmenté lorsqu'on la raye avec un instrument tranchant, parce que cette action mécanique produit une augmentation de densité à la surface.

Le pouvoir réflecteur varie avec l'inclinaison des rayons incidents. Pour les métaux, cette influence est peu sensible; mais, pour les substances transparentes, la quantité de chaleur réfléchie augmente rapidement avec l'angle d'incidence. Pour le verre, le pouvoir réflecteur, qui est 0,05 sous l'incidence de 20°, devient 0,55 sous l'incidence de 80°.

Le pouvoir réflecteur dépend encore de la nature de la source de chaleur celui de l'acier est 0,60 pour la chaleur solaire, et 0,83 pour la chaleur d'une lampe Locatelli (lampe sans verre).

Enfin, le pouvoir réflecteur des métaux est plus grand pour la chaleur obscure que pour la chaleur lumineuse.

II. Pouvoir émissif. — 1° Vépaisseur des plaques rayonnantes modifie le pouvoir émissif de certaines substances.

En effet, Melloni s'est assuré qu'en vernissant les faces d'un cube métallique rempli d'eau à une température constante, le pouvoir émissif croissait avec le nombre des couches de vernis, jusqu'à 16 couches, et qu'au delà il restait constant, quel qu'en fût le nombre. Il a calculé que l'épaisseur des 16 couches était de -~-0 de millimètre. Quant aux métaux, des feuilles d'or de 8, i et 2 millièmes de millimètre ayant été successivement appliquées sur les faces d'un cube de Leslie, en verre, l'émission de chaleur fut la même. L'épaisseur de la couche rayonnante est donc sans influence pour les métaux, du moins dans les limites où l'on peut la faire varier.

2° Vèlat physique d'une substance change aussi son pouvoir émissif. Ainsi les corps réduits en poudre impalpable paraissent avoir tous le même pouvoir émissif. C'est du moins re qu'ont observé Masson et Courtépée pour seize corps sur vingt qu'ils ont soumis k l'expérience. Tyndall attribue ce résultat à la gomme arabique qui servait à fixer les poudres. En les appliquant à l'eau, il a trouvé des pouvoirs émissifs différents.

3° Le pouvoir émissif varie encore avec V inclinaison des rayons sur la surface qui les émet, sauf pour le noir de fumée. Pour le blanc de céruse, par exemple, le pouvoir émissif étant 1U0 dans la direction normale, n'est plus que 66 sous une inclinaison de 80°. Dans les mêmes conditions, le pouvoir émissif du verre est successivement 90 et 54. (Conséquence de la loi du cosinus.)

4° Enfin, pour un même corps, le pouvoir émissif varie avec la température. Par exemple, le pouvoir émissif du borate de plomb diminue lorsqu'on élève sa température. Ainsi, à 100°, il est très approximativement le même que celui du noir de fumée, tandis qu\à 550° il n'en est que les 0,75.

5° Quant aux corps gazeux en combustion, leur pouvoir émissif est extrêmement faible. On le constate nettement en. approchant la pile thermo-électrique d'une flamme d'hydrogène : quoique la température de cette flamme soit très élevée, on n'observe que de faibles déviations. Mais si l'on place dans

la flamme une spirale de platine, cette spirale, prenant la température de la flamme, rayonne fortement. C'est par un effet semblable que les flammes des lampes et du gaz d'éclairage rayonnent beaucoup plus de chaleur que la flamme d'hydrogène : c'est l'excès de carbone non brûlé qui devient incandescent dans la flamme et accroît son pouvoir émissif pour la chaleur comme pour la lumière.

III. Pouvoir absorbant. — Meiloni a constaté que le pouvoir absorbant d'une substance varie avec la nature de la source de chaleur. Par exemple, le carbonate de plomb absorbe à peu près deux fois plus de la chaleur émise par le cube à 100° que de la chaleur émise par une lampe. Seul le noir de fumée absorbe toujours la même quantité de chaleur, quelle qu'en soit la source.

Le pouvoir absorbant varie encore avec l'inclinaison des rayons incidents. Il atteint son maximun pour l'incidence normale, et diminue à mesure que l'incidence augmente. C'est une des raisons pour lesquelles le sol s'échauffe plus l'été que l'hiver, car en été les rayons solaires sont moins obliques qu'en hiver.

En général, toutes les causes qui modifient le pouvoir émissif modifient dans le même sens le pouvoir absorbant.

798. Applications. — La propriété que possèdent les corps d'absorber, de réfléchir ou d'émettre plus ou moins de chaleur dans les mêmes circonstances, a de nombreuses applications dans l'économie domestique et dans les arts.

Usages domestiques. — Par exemple, dans les vases où l'on fait chauffer des liquides, tels que les cafetières, il y aurait avantage à ce que la surface fût noire et dépolie, puisque alors le pouvoir absorbant serait plus grand. Le poli qu'on lui donne habituellement diminue donc l'absorption et accroît la dépense de combustible. S'il s'agit, au contraire, de maintenir longtemps un liquide à une température élevée, il faut le placer dans un vase de métal poli et brillant, comme les théières d'argent; car alors, le pouvoir émissif étant moindre, le refroidissement sera plus lent.

Pouvoir absorbant des diverses étoffes. — 1° Expérience de Franklin. — Franklin, ayant exposé sur la neige aux rayons solaires des étoffes de différentes couleurs, avait trouvé que les étoffes noires s'y enfonçaient plus ou moins profondément, tandis que les étoffes blanches n'enfonçaient pas du tout. Il en avait conclu que celles-ci absorbaient moins la chaleur que celles-là. On a fait longtemps une application de cette expérience au choix des vêtements : on admettait que les vêtements blancs sont plus frais que les noirs pendant l'été, parce qu'ils absorbent moins la chaleur, et plus chauds l'hiver, parce qu'ils en émettent moins.

2° Expérience de M. Tyndall. — Mais M. Tyndall fait observer à ce sujet que, si tous les rayons calorifiques étaient lumineux, nous pourrions, avec certitude, de la couleur d'un corps déduire

POUVOIRS DIATHEKMANES. 1017

son pouvoir absorbant, mais que, la majeure partie de la radiation solaire étant invisible, la coloration et l'absorption sont deux phénomènes distincts. Il a confirmé cette remarque par les expériences suivantes.

Trois des faces d'un cube de fer-blanc étant l'une blanchie à la craie, l'autre rougie au carmin, la troisième noircie au noir de fumée, et le cube étant rempli d'eau à 100°, les trois faces, présentées successivement à la pile thermo-électrique, impriment une égale déviation à l'aiguille du galvanomètre, et si l'on présente la face nue, l'aiguille se rapproche aussitôt du zéro.

On obtient les mômes résultats avec un cube dont trois faces sont revêtues respectivement de velours blanc, rouge et noir, et la quatrième nue.

Enfin M. Tyndall a constaté que deux cartes, Tune blanche, l'autre noircie avec de l'iode, étant présentées à un foyer, la première s'échauffe beaucoup plus que la seconde.

De ces expériences il conclut que, dans nos vêtements, dans la fourrure des quadrupèdes, le plumage des oiseaux, ce n'est pas la couleur qui a de l'influence, mais la texture et le degré de conductibilité.

799. Pouvoirs diathermanes. — T. Définitions préliminaires. — Diathermanéité. — Outre la propriété qu'ont les corps de réfléchir, d'absorber et d'émettre plus ou moins la chaleur, plusieurs la laissent passer à travers leur masse, de même que les corps transparents laissent passer la lumière : tels sont l'air, le sel gemme, le verre. D'autres substances, comme les métaux, sont imperméables à la chaleur.

Melloni a appelé substances diathermanes les premières et substances athermanes les dernières. La propriété elle-même s'appelle diathermanéité : elle correspond à la transparence pour la lumière. Pouvoir diathermane. — On appelle pouvoir diathermane d'une substance le rapport de la quantité de chaleur qu'elle laisse passer à celle qu'elle reçoit.

II. Détermination. — Expériences de Melloni. — Melloni a déterminé les pouvoirs diathermanes à l'aide de son thermomultiplicateur. Il employait cinq sources de chaleur différentes :

1° Une lampe Locatelli, lampe sans verre, avec réflecteur, et à un seul courant d'air (fig. 795);

2° Une lampe d'Argand, lampe à double courant d'air et munie d'un verre;

5° Le platine incandescent, fil de platine contourné en hélice et maintenu au rouge blanc dans la flamme d'une lampe à alcool ("g- 794);

4° Enfin, le cuivre à 400°, plaque de enivre, noircie extérieurement et chauffée à 400° environ par la flamme d'une lampe à alcool (fig. 795) ;

Fig. 793.

Fig. 791.

Fig. 795.

5° Le cube de Lcslie, cube de cuivre rouge, noirci à l'extérieur et rempli d'eau à 100° (fig. 790).

Les trois premières sources donnent de la chaleur lumineuse, et les deux dernières de la chaleur obscure.

Le thermomultiplicateur était disposé comme le montre la figure 797. Les substances sur lesquelles on expérimentait étaient

POUVOIRS DIATIIEIUIASES.

taillées en plaques d'une épaisseur variable, et fixées en o sur un support H. Après les avoir traversées, les rayons calorifiques rencontraient la pile P, et imprimaient à l'aiguille du galvanomètre une déviation qui mesurait la chaleur transmise. En comparant cette déviation à celle qu'on obtient directement quand la plaque est enlevée, on a le pouvoir diathermane de celle-ci.

800. Circonstances qui modifient le pouvoir diathermane. — Ces circonstances sont : 1° la nature de la source de chaleur; 2° la substance des écrans; 3° leur épaisseur.

Influence de la nature de la source et de la substance de V écran. — En représentant par 100 l'intensité de la chaleur incidente, Melloni a obtenu le tableau suivant pour les quantités de chaleur que laissent passer, avec quatre sources différentes, des plaques de diverses substances, mais de même épaisseur.