DE LA CHALEUR ET DE SES PROPRIÉTÉS

Définition. — Lorsqu'un de nos sens, le toucher, se trouve en contact avec un corps chaud, nous éprouvons une sensation particulière qu'on nomme chaleur. Cette sensation est plus ou moins vive, suivant Tinlensité de la chaleur contenue dans le corps que nous touchons, suivant aussi Tétat calorifique dans lequel se trouve Torgane touché.

La chaleur n'est qu'une valeur relative : ainsi tel objet que nous trouvons chaud actuellement, nous paraîtra froid alors que nous aurons touché un corps plus chaud que lui; il nous semblera qu'il s'est refroidi depuis notre première expérience.

Dilatation. — Des nombreux effets de la chaleur, dont l'étude appartient à la physique, l'un des plus faciles à constater et à mesurer avec une très-grande précision, c'est l'augmentation du volume des corps, pour si minime que soit cette augmentation. L'expérience a démontré que tout corps chauffé augmente de volume, et que ce même corps se contracte par le refroidissement. C'est à cette propriété particulière des corps qu'on a donné le nom de dilatation. Les thermomètres à mercure^ à alcool, les pyromètres, etc., servent à mesurer les températures des différents corps placés dans diverses conditions.

On fixe les températures par les dilatations égales d'un corps qui sert à graduer le thermomètre. On peut de même mesurer les dilatations des corps, leurs coefficients de dilatation, c'est-à-dire la portion ou fraction dont ils augmentent pour un degré de température plus élevé. Ce coefficient va en augmentant, des solides aux liquides et des liquides aux gaz; il est variable pour chaque substance, il est plus considérable pour les gaz que pour les solides et les liquides.

La dilatation rend les corps plus légers, la contraction les rend plus lourds. C*est d'après ce principe qu'on étudie la ventilation de nos appartements, puisque l'air est mis en mouvement par suite de la dilatation et de la contraction. L'air chauffé par un moyen quelconque devient plus léger en se raréfiant, s'élève

vers le plafond, et cèJe sa place à une couche plus froide, c'est-à-dire plus lourde.

Chaleurs latentes. — On donne le nom de chaleur latente à la chaleur qui disparaît comme chaleur sensible lorsqu'un corps se transforme.

On dislingue la chaleur latente de fusion et celle de vaporisation. . Si Ton fait fondre des métaux à un foyer très-actif, on observe que leur température reste la même jusqu'à ce que toute la partie solide soit fondue; c'est cet état qu'on nomme chaleur latente de fusion. Au contraire, la chaleur latente de vaporisation est la chaleur qu'absorbe un liquide en é1)uliition avant de passer à l'état de vapeur, avant de se gazéifier.

Regnault a établi par une série d'expériences que toute chaleur ajoutée à l'eau à 0^ pour l'amener à l'état de vapeur, sous pression constante et à la température T, était : L = 606 -f- 0,305 T; ce qui donnerait pour la chaleur totale de l'eau à 100* 637 calories (1), et 537 pour la chaleur latente de la vapeur d'eau.

Propagation de la ehaienr. — Lorsque deux corps sont en présence, ils se transmettent de la chaleur par rayonnement. Cette propagation a lieu en ligne droite. Anciennement, on croyait qu'un corps chaud émettait autour de lui et dans tous les sens des rayons calorifiques; on admet plus généralement aujourd'hui qu'il est un centre de mouvement qui se transmet de proche en proche (2).

La chaleur se réfléchit à la surface des corps absolument comme la lumière, les rayons ou les ondes, qui viennent nous frapper et nous communiquent la chaleur. C'est pour en augmenter Peffet, que l'on entoure les foyers de surfaces métalliques qui renvoient de la chaleur par rayonnement. C'est dans ce but aussi qu'on a ondulé ces surfaces métalliques, pour multiplier les surfaces de chauffey qui augmentent singulièrement la chaleur rayonnée.

Nous venons de dire q^ue la chaleur se réfléchissait comme la lumière; ce fait est démontré à Taide des miroirs paraboliques. Nous avons tous vu, lors de nos premières études en physique, que des charbons incandescents, mis à l'un des foyers de ces miroirs, enflammaient, et cela à une assez grande dislance, des combustibles placés au foyer du second miroir situé vis-à-vis du premier. De même que pour la lumière, il y a, pour la chaleur, des corps transparents et des corps opaques.

Les corps qui laissent passer ou ceux qui arrêtent la chaleur rayonnante ont reçu un nom à cause de celte propriété qu'ils possèdent : on appelle les

(1) On nomme calorie^ la quantité nécessaire de chaleur pour élever d'un degré centigrade un kilogramme d*cau. C'est Vuniié conventionneUe dont on se sert en calorimétrie.

(2) Lorsqu'on considère réchauffement comme produisant des impulsions moléculaires et l'intensité de celles-ci comme croissant avec la température, on peut admettre qu'une production de forces vives apparaît quand disparaît une quantité de chaleur; ce qui explique que Locke a eu raison de dire : Ce qui pour nous est chaleur^ dans le corps est mouvenietit.

premiers dialhermanes et les seconds alhermanes; mais ce serait une grande erreur de croire que la dialhermanéUé est en raison directe de la diaphanéUé et YcUhermanéité en raison de Yopacité; ces propriétés dépendent de la nature des corps. La chaleur ne se transmet pas seulement par rayonnement, elle se trans* met aussi par la conduclibilité.

La rapidité avec laquelle la chaleur se transmet dans les corps dépend de leur nature intime ; de là vient la distinction établie entre les corps par rapport à leur conductibilité; les uns sont dits bom condudeurSy les autres mauvais conducteurs de la chaleur.

Les métaux sont bons conducteurs, les liquides et les gaz mauvais conducteurs.

Dans les usages de la vie, c'est Tair qui est le plus souvent le conducteur de la chaleur : il s'échaufTe au contact de nos foyers, et vient ensuite abandonner aux locaux que nous habitons Texcès de chaleur absorbée. Les poêles et les calorifères à air chaud fournissent à Tair le maximun de chaleur dont il est susceptible de se saturer.

Équilibre dm teoÉpératarea. — La chaleur, ce fluide impondérable, a une propriété remarquable : celle de se mettre toujours en équilibre avec les corps environnants.

Pouvoir rajonaant et poavoir aiMoriiant. — Pour des températures égales, le pouvoir rayonnant ou émissif (qui renvoie) varie suivant la nature des corps; mais tous les corps en général émettent des rayons calorifiques, de sorte que la température d'un corps quelconque dépend de la nature des corps qui Tenvironnent et au rayonnement desquels il est soumis ; mais ces corps eux-mêmes ont un pouvoir plus ou moins absorbant, de sorte que leurs pouvoirs réciproques (rayonnant ou absorbant) se balancent mutuellement; mais dans tous les cas la quantité de chaleur réfléchie est complémentaire de la chaleur absorbée; en d'autres termes, la somme des quantités de chaleur réfléchie et absorbée reproduit toujours la totalité de la chaleur incidente.

DcoBoareeson production de la ehaleur. — On appelle SOUrces de la chdleur

les phénomènes qui donnent lieu à la sensation que nous avons définie au commencement de ce chapitre. Ces sources sont la combustion, le frottement, etc. 11 est évident que ces phénomènes ne peuvent exister sans matière, aussi la chaleur provient-elle toujours d'un corps qui l'engendre et auquel on a donné à tort le nom de source de la chaleur; il vaudrait mieux appeler ce corps producteur de la chaleur. Il existe deux sources de la chaleur :

i"" Les phénomènes physiques et mécaniques;

S"" Les phénomènes chimiques.

Quelques auteurs ont bien indiqué une troisième source de la chaleur : celle qui tient aux phénomènes physiologiques qui, chez les animaux et les végétaux,