COULEUR

de la poussière métallique

recueillie.

Gris peu foncé..

Presque blanc.

Id.

Brun rougeâtre.

Brun tirant sur le pouqjre.

Noir.

Id.

Pourpre brun4lre.

Avec la grande machine du inusée de Teyïèr, à Harlem, Yan Marum est parvenu à fondre un fil de fer de 16 mètres de JongueuK Cette machine est à deux plateaux; chacun d'eux a un diamètriB de i"*,'?5; l'électricité qu^elle fournit a une tension telle, que ni des cordons dé soie de 14 mètres de longueur, ni des supports de verre de i»,53 de hauteur, quoique très-secsj, nç peuvent sufBsammelit

300 • Efl^lTS mjs

isoter une aussi grande quantité d'électricité que celle dont le con* ' ducteur est chargé.

- Guthberson et d'autres- physiciens ont niesuré avec des étectromètires assez grossiers Faction calorifique produite par la décharge d'une^ batterie^ en prenant ponr mesure ta longueur d'un fil fondu d'un diamètre donné; ils ont trouvé que cette action était à peu- (urès comme le carré de laeharge des batteries pour c«rtaine& longueurs de fil. Celte loi cependant varie suivant l'épaisseur des jarres qui composentla batterie, lés plus épaisses produisant , comme on le conçoit très-bien^ des effets calorifiques moindres. Cavendisb A (4)servé que la quantité d'électricité nécessaire pour charger au même degré différentes jarres ^yant même surface armée , était en raison inverse de leur épaisseur.

Vnn Marum^ ayant pris des fils de différents^ métaux et de mente diamètre^ a cherché quelle longueur du même fil pouvait être fondue avec une charge égale; il a trouvé que le fil de plomb était fcurdu sur une longueur de 430 pouces y le fil d^étain iâO pouces, le fer 5 pouces y l'or 3 pouces et demi; les fils d'argent j de cuivre pouge^ ne furent pas fondus à un quart de pouce. En essayant de fondre des fils de plomb d'une plus grande long:ueur^ de 13 pieds (anglais) par exemple, il a réconnii que quelques-uns avaient été fond!us en plusieu1*s morceaux ; l'un d'eux fut réduit en plus de trente parties, et un fit d'étàin^ soumis à la même expérience , en plus décent. Les expériences "de fusion ayant été faites dans l'azote, fe plomb donna une poussière fine ; l'étain et le fer furent réduits en petits globules.

En opérant dans l'eau avec des fils de fer d'une certaine Idagueor, de j^ de pouce (anglais) de diamètre, le fil fut simplement Ibndu; l'expérience ayant été répétée avec un fil moins long^ le fer ftit dissipé en vapeur, et il* se dégagea plusieurs bulles de gai -annonçant que Teau avjgiit été décomposée; le plomb produisit des effets analogues. ^

M. Harrîs, en cherchant les effets des décharges dans le vide ou dans l'afr raréfié, a trouvé que des fils très fins de métal sont fondus plus difficilement dans le vide que dans Tàir à la pression ordinaire : il a fait passer la décharge d'une batterie de 25 pied3 anglais carrés à travers un fil de fer renfermé dans un tube bien épuisé d'aip, sans que le fil fût affecté sensiblement. L'électricité siu?aboiklante paraissait, trouver^ un passage plus facile à travers l'air raréfié à la surface, d'où résultait un effet très-lnrillant^ Ea faisaïit rentrer l'air.

A L*ÉI^EGTAICITÉ. 907

le fil fut au8^itôt fondu , bien que l'on n'employai que le cinquième de la surface armée.

M. AiesSy pour étudier réchauffement des. fils métalliques par suite du passage de décharges électriques^ a introduit ces fils dans l'intérieur d'un thermomètre àair^ et, après la décharge qui avait échauffé le fil, et par conséquent i*air intérieur, il a^ conclu de la dilatation de l'air la quantité de chaleur produite; il est ainsi arrivé aux lois suivantes : • 1 <

al" Quand la même quantité d'électriciié, çompléteqient déchar* gée dans le même intervalle de temps, traverse des fils de même longueur, mais de dimensions différentes, chaque fil éprouve une élévation de température indépendante de sa longueur, ei réciproquement proportionnelle à la Quatrième puissance de son rayon*

a S*' L'échauffement d'un fil par la décharge électrique est réciproquement proportionnel à la durée de la décharge) le retard que la décharge éprouve par Pinsertion d'un fil dans le circuit est elA raison directe de la longueur du fil et en raison inverse du carré d^ son rayon.

. « 3**' ^élévation, de température dans la section normale -d'un til homogène qui est inséré dans le circuit d'une batterie électrique, et qui est en raison inverse de la quatrième puissance de son rayon, est en raison directe de la quantité d'électricité accumulée divisée par le temps de la décharge (') .

(*) M.'Rlena dédott d'expëHenees en apparence coinplfqoées les forraulesgënërafes mr réchavfrement éiectn^. Qu'on imâgloe des lits quelconques sondés bout à bout, qui composent le fil conjonctif constant de la batterie, et qu'on y ajoute un Af qnelconqne, on pourra Tarier les expériences sur réchauffement de ces fils par la décharge de fa batterie de deux manières différentes : premièrement, en laissant le fil ajodté constant, et en examinant réchauffement de chacon des autres fils du circuit; sfcondemest, efl n'examinant que réchauffement d*un. fil déterminé» mais en ràriant le fil ajouté. t['é également fait varier h surifkce dela-batt^rie et la quantité d'étec* tficité qu'on j à lecmnnlée. Tontes ces expériences diverses pt u?ent être embrassées par une seule formule. Soient T, l^éiévation de tenopéjature d'un fil dont l est la longueur et r4e rayon ^ C la chaleur spécifique de son métal , g son poids spécifia que^ et a^sa résistance (égale à la valeur réciproque de ta conductibilité éîectrlque) ; supposons qu'on ajoute un iH conjonctif composé* un fil ^ la longueur l, ayant pour rayon p d'une résistance x; soient enfin la surface-de la batteùe dé«gnéQ par S, et si quantité d'électricité par q; oji aura :

9* aeib sont dMx ftniilialw 4étiraitnéo p«tf dios expériences pvéaéaMes. Bana

808 BFFBTS DUS

Diminution de longueur des fils métalliques soumis à l'action des décharges électriques. Lcvrsque la charçe d'une batterie électrique nVst pas suffisante pour fondre nn fil métallique d'un petit diamètre^ il se produit des effets intéressants à connaître et que nous allons indiquer. Si Ton fait passer une très-forte décharge à travers des fils très-fins de fer et d'ai^ent trop longs pour être fondus, leur longueur' est diminuée sans que leur poids le soit; ce qui semble indiquer une diminution dans le sens de la longueur et une augmentation de diamètre (Naimej.

Au lieu d^étendre cdui-ci entre les deux pinces d'un excitateur

cette formule tout à fait empirique, on distingue deux termes diiTérenfs : le terme .--— , qui donne l'écliauiïement du fil examiné, tout lelil conjonetif restant constant, et le terme — ^, qpi exprime la Tariation que cet échaufremént éprouve par

l'intFoducUon du fi! accessoire. En suirant l'analogie, on peut regarder cette variation comme résultant d*un retard de la décharge de la batterie ; d'après cela , le

bxk terme -y «era le retard produit par le fil ajouté, et la quantité j;, la résistance de

P son métal. En multipliant les deux membres de Téquation précédente piîr lr\Cg, on

obtient, pour la quanUté de chaleur Vf qui est développée dans le fil exaniiné; Fex*

pression très-simple :

De là on tire la conclusion :

« Les quantités de chaleur développées dans les fils divers qui composent le fil M conjonetif sont inversement propoctionoelles aux retards que ces mêmes.fils pro- «ilttisent dans une décharge quelconque, si, on les ajoute un à un et isolément à « un autre fil conjonetif. » , .

On peut appliquer ces deux équations au cas qîii se présente le plus souvent, où l'on se sert d'uu fil unique poiir opérer la décharge de la batterie. Soit un fil de métal de la longueur X du rayon p, ^désignant la force retardatrice, C la chaleur spécifique, g le poids spécifique de son métal, S la surface -de la batterie, q la (Quantité d'électricité accumulé^; U température T c't ia quantité de chaleur <iéveloppée W, ou la quantité de jgUce fondue par le fil, sont données par les équations :

-M. Riess est arrivé à l'aide ^e ses expériences ^ux expressions d€» quantités -

qui expriment les pouvoii's conducteurs ^ métaux.

^ l'on remarque en outre que le temps de la déchargé est ( 1 -f -"r ) " = ^>

on aura W = a!xk -4- • fit la température T == M -f-.

M est un coefficient eoi»stant dépendant de a' et des dimensions et de la nature de fil mètalliqQe ; ees formules renferment lea Ma énoncéea p\^ haut. :

A li'EL^CTMGITÉ. 309

universel ^ on peut le suspendre verticalement^ fune des exirémités étant fixée entre les branches d'une pince ^ et l'autre servant à. soutenir un poids pour tendre légèrement le fil : ce poidis doit alors reposer sur un support en cuivre > à pieds mobiles^ qu'on peut élever ou abaisser à volonté. On a reconnu qu^en opérant ainsi avec des fils de platine^ les diminutions sont sensiblement propoi!tioBnelles au rapport inverse du cube des diamètres des fits (Ed. Becquerel).

. On û, disposé §ous une cloche des fils de platine de 0'""',07^ de diamètre et de iSS"»»» et 345^»" de longueur, dont la partie supérieure communiquait à une tige isolée traversant une boite à cuir; en faisant alors passer dans le vide fait à une pression de 5 millimètres, la décharge d'une batterie de dix-huit bocaux à travers ces fils^ ou a trouvé que ]a diminution moyenne était 4e 0,013 de la longueur du fil; or, pour un fil de platine de même diamètre, on avait trouvé O^jOll pour cette diminution dans Tair à la pression ordinaire. On peut doj)c conclure dé là que celle-ci ne paraît pas influer sur la production du phénomène (Ed. Becquerel).

En soumettant im fil de platine de 0<"'",072 de diamètre à des décharges électriques successives, capables, de le faire rougir sans fondre, oiv a remarqué qu'à la troisième ou quatrième décharge il n'est plus droit comme auparavant et il devient ondulé. A mesure que les décharges se succèdent, les parties ondulées augmentent de grandeur^ sans jamais disparaître pour faire place à d'autres; en diminuant ensuite un peu la longueur du fil et faisant passer une nouvelle décharge, il ne. se forme plus de nouvelles ondulations; mais elles augmentent encore, quelle que soit la force de la décharge ; si Ton tient le fil tendu , la traction empêche l'effet d'être produit. Il semblerait résulter jde cette expérience que le fil„ par 'effet du passage de l'électricité, éprouve un mouvement ondulatoire dans le sens transversal , dont la vitesse est si grande que le fil conserve les ondulations produites par le passage de Télectricité dans les premiers instants (Ed. Becquerel).

Effets calorifiques produits par les courants électriques dans les Ms métalliques hmnogènes. Lorsqu'un courant électrique d'une intensité suffisante circule dans un fil conducteur homogène, il se manifeste aussitôt une élévation 4e température égale dans tous les points du fil.

Lorsqu'on fait usage, de faibles courants éjectriques, et que -les variations de température sont très-petites , il suffit dé placer le fil

8fO BrPlTt DUS

traversé par l6 courant et tendu longitddinaleineni entre ioa tnftcboires d'une pince thermo^lectrique; les moindres variations dans la température du fil sont immédiatement aecusées par les dévia* tions de l'aiguille aimantée d'un galvanomètre parcouru par le courant électrique produit dans la pince thermo-électricpie qui sera décrite plus loin.-Peltier^ en opérant ainsi ^ a reconnu que^ quelque faible que soit le courant qui circule dans le fil ^ il y a élévation de température ; que la chaleur est la même dans toute la longueur du fil ^ à l^xception dés extrémités où elle augmente ou diminue selon que les fils de jonction sont moins bons ou meilleurs conducteurs que le métal du fil.

On peut également manifester l'efTet calorifique produit par un courant électrique faible en faisant passer ce courant dans Fhélice d'un thermomètre métallique de Bréguet ; aussitôt que le ooûratit circule , la déviation de Taiguille indique l'élévation de la têmpé* rature (Delarive).

- Quand les courants sont plus énergiques, Télévation^ température est plus considérable; si les fils sont assez fins ^ alorsils peuvent fondre ou rougir. Pour donner une idée des gruids effets de chaleur produits par le passage de réiéôtriçité dans tes métaux > nous rapporterons les effets obtenus par Ghildren avel; une pile à la Vollaston dont les couples avaient dej» dimensions considérables; chaque plaque de zinc avait 2 mètres de long et 0"»,8 de large, et chaque plaque de cuivre avait une surface double. Le nombre des couples était tel qu'it fallait vingt-un éompartiments présentant une capacité d'au moins 3,500 litres. Deux cylindres de plomb étaient soudés aux deux pôles, et plongeaient par leurs extrémités libres dans des bains de mercure séparés, n ti commencé par déterminer la facilité avec laquelle différents métaux entrent en ignition quand ils font partie du même circuit II s'est servi à cet effet de deux fils de nature différente qui avaient fun ^ l'autre 0"*,2i de tongueur et 4 millimètre environ de diamètVè. Chacun d'eux, d'une part, était en contact avec le mercure, et, de l'autre , était recourbé de manière à pouvoir s'accrocher l'un à Kautre. En chargeant l'appareil avec de Teau rertfermiMit ^ d'acide, il obtint les effets suivants :

Fils de platine et d'or Ignition du platine.

HIs d*or et d*argent Ignition de l*or.

Fils d'ôr et de cuivre^ .....,,. Ignitk» desdeux.

A L*iUtCTUClTÉ. iti

Fils d^or et de fer. . é ••.... .^ . Ignition du fer.

Filfi de platine et de fer Igoitiondu fer^^ quelque temps

après du platine.

Fils de platine et de zincN . ....;, Ignilion du platine^ et quelque-

. fois fusion du zinc.

Fils de zinc et de fer i • . Ignition du fer^ échauffement du

.. zinc sans^ fusion;

Fils de plomb et de platine •••.« Fusion du plomb dans son point

de conctact avec le platine.

Fils d'étain et de platine. ..... Fusion de rétan^ au point de coi^

tact.

Fils de zinc et d^argent ........ Ignition du zinc avant d'être

fondu.

Trois paires de fils de platine et ^

d'argent ,4 I^ition des fils de platine.

Un fil de zinc entre deux da platine* ........««.•• .^ IgnitiiHi des fils de platine.

Nous voyons par ces résultats que^ des deux fils soumis à Texpérience , celui qui rougit est précisément le moins bon conducteur de rélecjtricité^ etquc^ lorsqu'on expérimente avec des fils mauvais conducteurs^ c^est précisément aux poitits de contact où l'électricité éprouve le plus de résistance que Fignition se manifeste. .

Ayant ehargé ensuite sa pile avec un liquide composé d'eau ^ de^ de son poids d'un mélange d'acide azotique et d'acide sulfurique , et soumis à l'expérience des fils de platine de différentes longueurs et de différents diamètres , il a obtenu les résultats suivants : . ;

Fil de platine de l^^^Sl de long et de 3 millimètres de diamètre : il est devenu rouge dans toute sa longueur;

Fil de {datine de 2"°^ 80 et de 1 2 millimètres de diamètre : il s'est échauffé jusqu'au rouge ;

Tige de platine de 5 millimètres en carré et de O'^fiQ de long : elle s'est échauffée au rouge et a fini par entrer en fusion.

En plaçant de Tiridium ou de l'alliage d'iridium et ,d':Osmiuni au fond d*one petite cavité pratiquée dans un morceau de chm'bon bien recuit et flottant à la surface du mercure dans l^ttfl des bas- . sîns^ et fermant le circuit avec un morceau de ch^^bon eii communication avec l'autre bassin au moyen d'un gros fil de cuivre, il obtint les effets suivants avec la pile fortement cbai^ ; l'iridium

tu IPriTS DUS

se fondit en globules pesant 0*',31 et renfermant encore qaelqnee -csvités. Danseet état, il était brillant et avait uœ densité égale à 48,68. L'alliage d'iriditim etfl'o^nium se fondit aussi eo gkÂules. On peut se servir, pour mesurer la quantité de dialeur -dégagée par le passage des courants électriques dans un âl métrique, ^'tui procédé analogue à celui que MM. Delaroche et Bérard ont em{doyé pour mesura les chaleurs spécifiques des gaz. Pour arriver à, ce résultat, ils faisaient circuler dans le serpentin d'un calorimètre un courant constant de gaz à la même presàon , élevé à unie tonpérature égaleiDent constante; ce gaz cédait une partie de sa Valeur à l'eau du calorimètre, et il arrivait un moment où la l«mpératore de ce calorimètre était stationnaire : ce moment était celui où , dans un même temps, la quantité de chaleur perdue par refroidissemenl était la même que cflle fournie aujcalorimètre par suite du passage du gaz dans le serpentin.

Au lieu d'un courant constant de gaz , on a employé ua courant fonstant d'électricité, et on a substitué au serpentin un fil métallique enroulé autour d'une spirale de verre plongeant dans qn petit calorimètre. Le courant électrique élève la température de ï'eaa du calorimètre, et, à i'aide d'un thermomètre trës^nsible, on peut avoir sa température. Il arrive nécessairement un moment oit cette température est stationnaire; à cet instant, si l'on arrête Texpérience, que l'on note la vitesse de refroidissement en se servant de ia loi de Newton , qui est exacte pour des températures peu élevées, on a la quantité de chaleur fournie dans un temps donné ftar le courant , en calculant la quantité de chaleur pei-due par le calorimètre pendant ce même temps, si la temp^ture reste stationnaire. Ce procédé, comme on le voit, est susceptible d'une grande axactitud&(E. Becquerel).

'''s- "■ La 6gure 96 représente le calorimètre

.servant à mesurer la quantité Af chaleur dégagée par te passage du courant. Le citlorimètre MM' est en cuivre mince et rempli d'eau; son couvercle est' muni d'une tubulure à l'aide de laquelle on [dace un thermomètre TT' très-gensible dans son intérieur; les côtés sont percés en e et e' 1 de deux ouvertures qui permettent de , ( fixer deux petits tubes de verre dans ies- , : quels passent deux fils de cuivre cd, c'a'

A l'élegtbicitb. 313

serrant à établir la communication du fil AB que Ton dispose dans Hntémur du calorimètre^ avec la pile. Le fil intérieur ÀB est enroulé- autour d'un tube de verre contourné de sorte que les nombreuses spires isolées les unes des autres forment eu définitive une longueur assez grande de fil dans Tintérieur du petit calorimètre.

Connaissant le poids de l'eau ^ la chaleur spécifique du ealorimètre ^ «elle du thermomètre et du fil^ il est feciled'en conclure ta quantité de chaleur produite dans un temps donné par suite du passage de l'électricité dans le fil (E. Beequerel).

On arrive ain^ au^i lois suivantes :

i"" La quantité de chaleur dégagée par le passage d^un courant électrique dans un fil métallique est en raison. directe du carré de la quantité d'électricité qui passe dans un temps donné*

â<^ Elle est en raison directe àe la résistance à kt conductibilité de ce fil> ou en raison inverse du pouvoir conducteur.

Ces lois sont les mômes que lors du passage de l'électricité libre dans les fils métalliques (Joule, E. Becquerel^ Botto, etc.) (*).

(*) En appelant M la quantité de chaleur dégagée paf rapport à celle qui élève de â 1**, 1 gramme d*eau ; Q la quantité d^électricité qui pàase, mesurée en prenant pour unité la quantité qui, en décomposant Teau, donne par minute 1 centimètre eut)e de mélange d'hydrogène et d'oxygène ramené à 0' et à 0™v7A de pression , correction /aite de la vapeur d'eau ; R la résistance à la conductihilité dit conducteur,

on a : . ^ , .

M = ARQS

A étant un coefficient constant.

D'après les expériences, avec un fil de4)latîne de t mètre de longueur et de

1 millimètre de diamètre on aurait : -

Avec ce nombre» et à Taide des coefficients de résistance donnés page 85> en ayant égard à la longueur et au diamètre de fil , on peut avoir la qui^nttté de chaleur dégagée dans un fil ^quelconque.

Ayant la quantité de chaleur dégagée , il est aisé de trouver l'élévation de température développée en chaque point d'un fit métallique, s*il n'y avait pas de déperdition. Introduisons dans l'expression de M la conductibilité qniest fonction du coelliqent de conductibilité C , de la longueur L et du diamètre D du fil , on aura :

Soit t l'élévation de température de chaque point au-dessus de celle du milieu am" biaht , d h densité du fil , y sa chaleur spécifique; on arrive à l'équation :

formule indépendante de la longueur L. On voit par là que : / 1° Quelle que soit la longueur d'un fil métallique, pourvu que son diamètre

814 BPFSTS DUS

Fil^ plongés dans différents milieux. Il eât facile de démontrer l^influence de la chaleur sur la conductibilité des fils^ et par suite sur réobauffement du fil lui-même.

D^ expériences de Davy^ répétées depuis ^ et qui semblentparadoxaleS; vôut mettre le fait en évidence. Lorsqu'unr fir rougit à l'air par suite du passage d'un courant énergique , si l'on place ce fil dans un liquide capable de le n^froidir^ l-eau^ Talcool , Thuile, il cesse d'être rouge^ et la quantité d'électricité qui passe devient plus considérable. Ce résultat est dû à ce que^ le fil étant à basse température, sa résistance à 4a conductibilité est moindre. (Voir p. 87.) Un fil étant rougi par un courant dans toute sa longueur^ si l'on applique un morceau de glace sur une portion du fil rouge ou qu'on y dirige un courant d'air froid, toutes les autres parties du fil passent du rouge au rouge blanc. En effet, en refroidissant

sait constant, s'il passe la même quantité d'électricité dans c6 fil , Télévation de température en chaque point sera toujours la méine. Cette loi a été observée par Peltier à Taide de la pince thermo-électrique, V L*élé.Tation de température est ^ toutes choses égales d'ailleurs, en raison inverse de la quatrième puissance du diantètre. Ces.deux lois sont les menées que poor Télectricité slalique. Comme les incon-

noes jont L» D, Q, toutes quantités Tacilement observables, et- dont nous i^yons

donné la ?aleur|>onr le platine, qui peut être trouvé pour chaque espèce deiii en connaissant C, on peut immédiatement trouver Télévation de température d'un fil quelconque, en supposant qu'il n'y ait pas perte par le refroidissement dans Tair.

Pour le AI de plaffne de I millimètre de dla/nèlre on aurait

et pour un fil de Vô <^ millimètre de diamètre

Q exprimai)t en centimètres cubes le mélange de gaz provenant de la déCipmposition de l'eau produite par le courant. ' . . ' >. ■

- Il est facile d'indiquer, d'après les lois précédentes, quel est le maximum de chaleur dégagée par une pile d'une résist^ce déterminée dans un fil métallique extérieur. Soient E et r les résistance» de 1^ pile et du Ul , i l'intensité du courant électrique.

On a d'après la formule de la pile % = — p-. Or la quantité de chaleur dégagée dans

R-f-r • le fil étant proportionnelle à ï* et À r, on aura, m étant un coefficient constant.:

Or, si r varie, Q est susceptible d^un maximum lorsque r = R. Cela i;e?ient à dire que si l'on prend un fil métallique dont la résistance soit égale à celle de là pile, celle-ci développe danîs le fil extérieur le maximum de chaleur (pi'enc peut proénfce'(C. Becquerel}.

A L'éLCCTHICITE. 815

une portion du fil ^ on diminue sa réâstancev^n augmente ia conductibilité du système^ et dès lors^ la quantité d'électricité qui passé étant prus gitinde^ le» autres portions du fil augmentent de température.

Les résultats obtenus par M. GroVe en plongeant les fils dans différents gaz peuvent s'expliquer de la même manière. Il a trouvé que dès fils égaux développaient dans différents gaz des quantités de chaleur différentes^ et que dans Thydrogène la quantité de chaleur dégagée était plus forte que dans d'autres milieux. Gela tient^ sans doute à ce que les fils métalliques se refroidissent inégalement vite dans les différents gaz /et qu'ayant alors des températures différentes^ quoique de même nature, ils lie présentent pas la même résistance à là conductibilité. '^

Fig. w. L'expérience suivante de M. Grove vient à l'appui de /^'^ cette explication : on place une hélice en fil de platine S à l'extrémité de deux fils de cuivre aô, a^b'; puis on fait ^passer à l'aide de deux ou trois couples dans les fils et dans l'hélice , un courant électrique capable de maintenir eelle^i au rouge sombre dans Pair. -Si l'on place alors sur le système une cloche A6 remplie de gaz hydrogène, quand l'hélice- 8 est au milieu du gaz, elle n'est plusmain^ tenue '|iu rouge ;.en enlevant la cloche au moment où Thélice se retrouve dans l'air, elle redevient rouge. La même quantité d'élec* tricité qui passe dans Thélice ne donne donc pas lieu aux mêmes effets calorifiques; cela se conçoit : le refroidisseinent étant plus rapide dans le gaz hydrogène, la température du platine est moindre, sa résistance à la conductibilité Vesi également , et par conséquent il se comporte comme un fil de platiné plus gros lorsqu'il est plongé dans le gaz hydrogène que lorsqu'il est enviroilné d'air. On peut faire une expérience analogue en plaçant dans Paxe d'un tube de verre un fil de platine et le faisant traverser par un courant électrique capable seulement de le porter au rouge sombre ; si Ton fait alors circuler dans le tube un courant d'hydrogène et qu'on mette de nouveau le fil dans le circuit voltaïque, il ne rougira' plus. En introduisant l'air, coiâme précédemment, la température rouge est de nouveau atteinte. ^

Emploi de téiévatnm de température des JUs pour obtenir des fusions. Il est facile de comprendre également qu'en s'opposant an refroidissement d^une certaine étendue d'uti fil métallique, aatem-^ pérature s'accroît . Amsi, lorsqù^on enroule une partie d'un fil de

ai6

BFFKTS DUS

pkiînaben hélice, de façon que les spires ne se touoh«it pas, un courant électrique peut porter au rouge la portion du fil qui est enroulée, alors que les parties longitudinales attenantes quoique échaufTées, restent sombres. En effet, ces parties longitudindes se refroidissent plus vite que les parties de spires voisines Pune de l'autre.

Cette propriété des hélices a été mise à profit comme il suil pôilr obtenir des fusions. Le fil de platine tenu en incandescence par le passage continu d'un courant provenant d'une pile à courant constant est reployé en héHce conique; une partie du rayonnem^t s'opère dans l'intérieur de cette hélice, qui acqiuert une température excessive, capable de produire des effets de fusion. Le diamètre de la base de la spire peut varier depuis â jusqu'^à 10 millimètres et même au delà, selon l'intensité du courant. On emploie habituellement une pile composée de 10 à 20 couples à courant constant. Le diamètre du fil peut varier de J à ^ millimètre.

L'hélice devenant le foyer de chaleur, on place dan$ son intérieur

les creusets destinés à contenir les substances soumises- à Faction

de la chaleur. Ces creusets, sont en charbon , en platine, en argent

pu en porcelaine, suivant la nature des effets que Fon veut produire.

,Y\g. 98. On dispose le système sous une doche,

ainsi que le représente la figure 98,pour que l'on • puisse opérer dans le vide ou dans un gaz quelconque. Pour former le petit creuset on prend un morceau de charbon que Ton taille en cône, et dont on évide Tintérieur afin d*y placer la subs-

X^ lance d'essai. Dès l'instant que le courant circule, si l'expérience, a lieu dans l'air, le charbon entre entx)mbustion, ce qui produit un dégagement^de chaleur tel, que l'hélice, le charbon et la substance d'essai sont à la température rouge blanc. Si la substance est un -sulfate alcalin, quelques instants suffisent pour effectuer sa transformation en sulfure, comme il .facile de le constater ei^ plaçant le produit sur une pièce d'argents nouvellement décapée , avec une goutte d'eau : la pièce est noircie immédiatement. Si le <îr^set renferme un flux alcalin, la cendré provenant de la combustion dy charbon se fond avec leilux.

A L*ÉLBCTBrCITÉ. 31 1

et forme une enveloppe vitreuse mince qui entoure lear spires du fil.

Veut-bn encore augmenter la température^ on place sous Thélice une lampe à alcooH dont la flamme enveloppe entièrement le creuset. La chaleur devient souvent si intense, qu^elle fond quelquefois des fils de platine d*uB assez gros diamètre. Les creusets de platiùe doivent êtr« formés d'une feuille très-mince dé ce métal, et appliqués dans l'hélice de manière à ne la toucher que dans quelques points seulement. On peut, pour éviter le contact, placer une couche très-mince de verre. Les creusets de porcelaine sobt à pa^ rois très-minces, et doivent être faits sur le modèle des petites coapelles,de M. Lebaillif, avec cette différence toutefois que celles-ci sont plates, et que tes creusets ont la forme qui leur est propre.

Outre l'hélice, on emploie aussi des spirales à spires phis ou moins serrées, sur lesquelles on pose les coupelles capsules, etc.

Si Ton ne veut pas augmenter l'incandescence avec une lampe à alcool, on entoure l^hélice d^un cylindre de, platine poti intérieurenrient ,^ qui réfléchit la chaleur sur le creuset (Becquerel).

Effets de chaleur produits lors du passage de l'électricité d'un métcd dans tin autre mélaL Lorsqu'unfil est homogène, les phénomènes cal(MÎfique-s sont les mêmes dans une section quelconque; mais si la résistance vient à augmenter ou à diminuer en un points alors la température s^accroU ou se maintient plus bas que précédemment. L'augmentation de température est donc un indice de l'augmentation de résistance. C'est, en effet, ce qui arrive lorsqu'un courant circule à travers deux fils de même substance juxtaposés bout à bout en les faisant toucher ensemble : si ces fil& ont. le même diamètre, on observe en général , aux points de jonction ,.une élévation de température plus eonsidérable^ue dans les autres parties du fil; mais, si on les soude ou que le eontact-soit bienéta^ bli, alcH's cet excès de température disparait, et les effets calorifiques sont partout les mémeâ. . ^

Il résulte des observations faites, que lorsque les deux fils <le même nature sont décapés et se touchent au moins dans une éten<» due égele.à la section du fil,/alord il n'y a pas augm^tation. dé résistance au point de jonction.

Si les fils ne sont pas de même nature, quoique de même diamètre, les phénomènes ne sont plus les mêmes; ils se compliquent des effets qui résultent du passage de l'électricité d'ujfi corps dans un autre. Peltier s'est servi, pour faire ces observations, de Tap-

ng. «e Mr. pareil représenté figures 98 bis et 98 ter, k l'aide i. duquel il « pu accuser des différences de tempéra-

jr-v ture Ipès-faibies dsns les cirwiits méUrillqoes étque Jlf \ nous avons mentionnées plus haut. Cet appareil Af w yg consiste «nme pince thermo-électrique FB ou AB, r^ Tï^^^ •**'"' les branche» sont terminées diàcnne par une ' Il I soudure bisnnilb et antimoine; cette piDOea'a|ipli- "'11* que sur le fil métallique IK soumis II 'expérience,

J^""-^ de façon que le» deux soudures pressent, à Hftide d'un ressort, deux pointa opposés d'une mêaié section du fil; les couple» sont liés entre eus et comiBuniqneot è un galvanomètre très-sensible G. AAn d'éviter la communication métallique entre la i^nee et le fil , on met entre eux deux petits mort^ax de papier de soie très-mince. Une crémaillière R permet de promener la pièce FH le long du fU on des liges métalliques sonnrises anx expériences- Un autre galvaitÇHnètre N sert à indiquer l'intenilté da eonmnt fourni par une source électrique P, et qui passe dans le ctrénH IK 4ont on étudie les (Rangements de température^ '

Cet appareil très-sensible a permis de cmstaler que le plus faiUe courant électrique qui circule dans un fil su^ pour éleVCT sa température. -H petit être considéré comme un ibermosoope , et non conuue nu instrument mesureur, Car H permet d'obserVer seolement les effets dus à l'excès de choeur ^ise pnr la partie Inférieure des pinces sur les pertes qin oitt lien par siiîte du refroîdi9se< merttdufil.

Les résultats des observati<Hts de Peltier i'ont c(HidHÎt anx etMW cttnionii suivantes :

1' Lorsque i'éleCtrieité, en parcoorint nn fcircuit , Irawpse la

A l'blegtaicite. 319

surface de jonctioD de deux fils métalliques, l'élévation de teg[q)éraiure n'est pas la même suivant le sens du courant^ toutes choses égales d'ailleurs^ et l'intensité de ce dernier ne changeant pas; tandis que de chaque côté^ dans les autres parties du circuit^ les efTets restent les mômes dans les deux circonstances. .

2*^ Si l'on fait usage d'antunoine ou de bismuth^ et que^ par exeu)ple> ces deux métaux soient soudés bout à bout (fig. 98 ter)^ ^ la direction du courant est telle que Télectriçité positive aille du bismuth à l'antimoine, on observe une élévation de température plus considérable que dans le reste du circuit, tandis que, si c'est l'inverse, la pince thermo-électrique indique un abaissement de température aux points de jonction.

Il faut, pour que cet abaissement de température se manifeste^ que le courant électrique soit très-faible; si son intensité est trop considérable, il y aune élévation de température dans les deux cas; mais dans le second il est beaucoup plus faible, ce qui indique qu'il existe toujours une différence d'effet suivant le sens du courant.

Cet abaissement de température a été rendu également apprér ciable en plaçant la soudure dans un thermomètre à air. On a même, depuis cette époque, varié cette expérience remarquable et abaissé là température de la soudure de deux tiges de tismuth et d'antimoine jusqu'à zéro avant le passage du courant; alors, en plaçant une goutte d'eau dans une cavité pratiquée sur la soudure, et faisant passer un courant électrique dans une direction convenable, Rabaissement de température qui en résulte suffit pour ioire descendre la température de l'eau au-dessous de-a^ro.etla faire congeler.

L'antimoine soudé au cuivre* ou à un autre métal donne des effets analogues; avec des courants très-faibles en intensité, on a un abaissement de température quand le courant va du cuivre à l'antin^oine ; élévation lorsque c'est l'inverse. ^

Le bismuth 50udé au cuivre donnant des effets inverser , un obsjerve une élévatio^ de température quand le courant va du cuivre au bismuth, abaissement lorsqu'il passe du bismuth au cuivre.

Le fer ordinaire en fil peut donner des abaissements de température au-dessous de la paoyenne, pourvu que l'on fasse 4Lisage d'un courant électrique d'une très-faible intensité. On observe ces effets soit en soudant le^ fils de même diamètre ou de diamètre différent, soit en les réunissant oprès les avoir décapés, mais de façon qu'ils

S20 BrFBTS DUS

se ioucheot sur une éteDdue plus grande que celle qui serait é^le à la section du plus petit fil.

Chn peut^ du reste^ représenter les efTets obtenus dans le taUèau suivant^ qui ne contient qu'un petit nombre des soudures que l'on peut former, mais suffisant pour montrer en quoi consiste le phénomène; il est nécessaire que Ton fasse seulement usage d'un courant très-farble^ provenant soit û\m couple th^rmchélëctrique^ soit d'un faible couple à courant constant (E. Becquerel).

'ActjoD énergtcjfie. . .

Il y a abaissemeut lorsque le coarant va :

du hismuih au cuivre.

du cuivre à Vantimoine.

EfTets dDonantlieu | \ du bismuth à Vwiitmoine,

DO abaisseneot i abaissement de tcin|)éralure lorsque le

de iempérature. . courant Ta:

\Effels très^faibles. . . ^^ ^.^^^ ^^^^^

I du platine wfer,

iL*éléf ation de Iempérature est moindre lorsque le courant va : "

du platine au cuivre, du plomb au cuivre.

de Vélain au cuivre.

l'ËlévaUon moindre lorsque le courant Action tfèa-peu seo- 1 passe :

>. slble » I du zinc an cuivre.

\ du cuivre k V argent.

On n'observe pas d'effets analogues dans des fils de même métal et de diamètre différent.

SiJ'on examine quelles sont les relations qui existent entre ces résultats et les autres propriétés physiques des substances employées^ on reconnaît que lé pouvoir conducteur pour l'électricité tf y joue pas le principal rôle; car tantôt c'est rabaissement^ on la moindre élévation de température qui a, lieu en passant d'un meilleur. conducteur dans un moins bon; exemple: cuivre- an tfmoine, cuivrefer, etc.; tantôt c'est Finverse; exemple : bismuth-cuivre, platine- <*,uiyre, etc. Cependant, en dehors des effets indiqués dans la prcr mièi^ division, tous les effets obtenus semblent montrer, pour les métaux autresque l'antimoine et le fer, qife, lorsque le courant va d'un moins bon conducteut* dans un meiHenr, ^élévation de température est momdre.

Il est possible que ce phénomène soit lié d'une manière beaucoup plus générale aux résultats déjà çcHinus. Si l'on cherche, en effet.

A L'ÉLECTBICfTE. 321

quel serait le sens du courant électrique développé par une faible élévation de température des soudures citées (indépendamment des inversions auxquelles donnent lieu des variations^^onsklérables de température ), on voit que tous les métaux dont Jes noms sonjt m second rang dans le tableau cité plus haut pi^endraient l'électricité positive; c'est-à-dire que les couples développeraient dans un circuit un courant tbermo^lectrique dont la direction ç/erait la même que celle qui produit un abaissement de température^ ou^ pour mieux dire^ une élévation moindre de température à la soudure de jonction. Alors on pourrait formuler de la maniète suivante les effets observés :

a Lorsqu'un courant électrique circulant dans un circuit métallique hétérogène composé de deux métaux arrive à la surface de séparation de ceux-ci , alors, l'élévation de température restant la même dans le reste du circuit /celle qui a lieu à la surface de jonc* tion dépend du sens du courant , ^intensité électrique ne changeant pas. Si sa direction est la même que celle du courant thermo-électrique auquel on donnerait naissance en chauffant ces métaux , Pélévatioji de température à la surface de jonction est moins forte. Si c^tte direction est inverse de celle du courant électrique auquel donnerait lieu réchauffement, Télévation de température est plus considérable. Il y a même des métaux qui, dans le premier cas, donnent un abaissement de température au-dessous de la moyenne » (E. Becquerel).

Si l'on voulait se jeter dans le champ des hypothèses, en .poussant plus loin cette conséquence, on remarquerait ^ue, lorsqu'on forme un circuit composé de deux métaux, et que l'on échauffe une des soudures, il se produit tin courant électrique qui agit comtne courant pour abaisser la température de cette soudure^ alors cet abaissement compense continuellement une partie <i'e réchauffement dû à la chaleur communiquée par la source calorifique, ce qui semble donner lieu k une véritable absorption ou perte de chaleur. Cela indiquerait une transformation de chaleur en électricité, et viendrait à l'appui des résultats sur lesquels nous aurons occasion de revenir plus loin. En tout cas, les effets calorifiques qui se manifestent aux surfaces de jonction des métaux in? diquent un changement de résistance à la conductibilité , l'augmentation de température correspondant à une augmentation de résistance, et l'abaissement de température h un passage plus facile de l'électricité; ce sont donc deux ressauts opposés qui se mani-

Testent suivant le «ens d'après lequel Fclectricité chemine (E. Becquerel).

Effets de ehaleuf produits lors du passage de t électricité dans tes liquides et dans les circuits mixtes. L'électricité, en traversant les liquides, donne toujours lieu à une élé^-ation de température; mais les effets se compliquent des résistances qui se produisent lors du passage de cet agent des conducteurs métalliques dans les dissolutions, et par suite de la présence des gaz qui se dégagent aux pôles.

Le cas le plus simple qui puisse se présenter est celui où le li^ quide ne change pas de nature et où il n'y a aucun dégagement de gaz. Alors, en mesurant la quantité de chaleur dégagée par suite du passage du courant et d'après le procédé indiqué précédemment, à Viiie d'un calorimètre, on retrouve les lois simples dotmées pour les métaux homogènes. Ainsi, supposons que Ton prenne pour liquide une solution de sulfate de cuivre, et pour électrodes deux lames de cuivre, ou bien une solution de nitrate d'argent et deux lames d'argent; on peut calculer la chaleur produite d'après la rè* gle suivante :

« Lorsqu'un courantiélectrique traverse une dissolution saline, q[uô l'électrode positive est d'un métal de même nature que celui dont l'oxyde forme la base du sel dissous, et qu'il ne se dégage aucun gaz aux électrodes, le seul résultat chimique de l'adtion du courant est un dépôt métallique au pôle négatif et une solution ' d'une même quantité de métal au pôle positif; dans ce cas, la quantité de chaleur dégagée par suite du passage de ce courant à travers ce liquide est soumise sensiBiement aux mêmes lois que dans les fils métalliques, c'est-à-dire qu'elle est proportionnelle au caité du nombre qui représente ^intensité du courant , et proportionnelle à la résistance de ce liquide à la conductibilité; cette quantité de chaleur peut, en outre, être calculée de la même manière que dans les âls métalliques » (E. Becquerel).

II résulte de laque, s'il y a dégagement de chaleur à un pôle par suite d'une combinaison chimique, ce dégàgemeat compense exactement r absorption de chaleur qui a lieu à l'autre pôle, et (jui est nécessaire pour opérer une décomposition dé la même matière.

Mais, s'il se dégage des gaz par suite du passage du courant , et si la résistance au passage est appréciable par rapport à celle du liquide, les phénomènes sont plus compliqués; l'élévation de température augmente Uen toujours avec la quantité d'électricité qui

A l*kij:ctriciti':. 328

passe; mais, comme la résistance du circuit est varial)le avec cette intensité, il est difficile de fortnuler la loi suivant laquelle la température augmente. Pour montrer combien le phénomène est complexe dans ce cas, nous citerons une observation de M. Oersted sur rélévation de température d*une colonne liquide soumise à l'action d'un courant électrique. Il a trouvé que le thermomètre prtacé près du pôle positif marquait 20«,5, celui du pAle négatif 48% et ua troisième, placé entre les deux, 23°. Ainsi la température au pôle positif était plus élevée qu'au pôle négatif, et au milieu du liquide elle était encore plus grande. On peut attribuer cette différence à ce que les substances gazeuses, quand elles se dégagent, n'absorbent pas la même quantité de chaleur en reprenant l'état gazeux. En outre, la résistance à la conductibilité entrant comme élément dans l'expression de la mesure de la quantité de chaleur dégagée, aux deux pôles les effets se compliquent de ce nouvel élément.

En prenant pour calorimètre un creuset en platine rempli d'eau conductrice, évaluant la quantité de chaleur dégagée par suit^du passage du courant au travers de la masse liquide à l'aide de deux lames en platine plongées au milieu, le dégagement de gaz mélangeant ensemble, à chaque instant, toutes les parties du liquide, on trouve les résultats suivants (E. Becquerel) :

« Dans la décomposition électro-chimique de l'eau, si l'on ajoute à la clialeur dégagée dans le liquide par' le passage du courant, celle qui serait produite par la recomposition de l'eau formée à l'aide des gaz dégagés aux deux pôles, on a des nombres qui sont sensiblement proportionnels h la résistance à la conductibilité^ et en raison directe du carré de la quantité d'électricité qui passe dans un temps donné. »

On vérifie également cette loi en employant, jpour rendre Teau plus conductrice, un sel soluble, tel que du sulfate de soude, dont les éléments, Tacide sulfurique et la soude, sont solubles et se recombinent continuellement dans le creuset à mesure que la décomposition a lieu ; l'eau est ainsi décomposée comme si elle était seule, et ce qui le prouve, c'est que, lorsque deux voltamètres sont placés dans le même courant , et que l'un contient de l'eau acidulée, l'autre de l'eau tenant en dissolution du sulfate de soude, ils donnent la même quantité de gaz oxygène et de gaz hydrogène.

Lorsque les électrodes sont formées de métaux oxydables , les effets se compliquent encore de l'oxydation des éléments métalliques. Du reste, il résulte des faits observés que la chaleur dégagée

324 EFFETS DLS

par UD courant électrique quelconque et dans un circuit également quelconque est proportionnelle au produit du carré de L^întensité du courant par la résistance à la conductibilité qu'il éprouve et mesure comme il a été dit page 78 et suivantes.

Chaleur développée dans les couples voUaiques. Considérations théoriques. Depuis Davy on a cherché à différentes reprises à prouver que la chaleur produite dans les actions chimiques^ sans électricité transmise au dehors^ était due à l'électricité dégagée. M. Joule a dirigé particulièrement ses recherches dans cette voie» mais il n'a pu prouver ce fait directement^ quoiqu'il soit arrivé à cette conclusion^ que les quantités de chaleur dégagée par la combustion des équivalents des corps sont proportionelles à leurs affinités pour Toxygène,

Un moyen se présentait aux observateurs ; c'était de faire usage d'un ou de plusieurs couples voltaïques et de comparer la quantité de chaleur produite dans les couples par l'action chiniiqug qui engendre le courant^ et en dehors des couples dans les fils servant à établir la communication électrique. M. Delarive^ qui a fait quelques recherches dans cette direction^ est arrivé, aux conclusions suivantes:

a Quand on se sert d'un seul couple dont le courant continu traverse des fils métalliques plus ou moins fins^ la somme des quantités de chaleur développées dans le fil et dans le liquide du couple est constante pour une même quantité d'électricité : seulement, suivant la grosseur du fil, c'est tantôt l'une, tantôt l'autre de oes dçux quantités qui est la plus considérable; et ce qui semble toujours déterminer le degré de réchauffement des différentes parties d^Un circuit voltaïque, c'est la résistance qu'elles présentent. » M. Fa\Te a traité le même sujet et a déterminé de plus directement la quantité de chaleur produite dans les actions chimiques de.8 couples, afin devoir si cette quantité était moindre ou plus grande lorsqu'on fermait le circuit des couples pour laisser circuler l'électricité en dehors. Les expériences ont été faites en plaçant le petit couple servant à fournir l'électricité, ainsi que le fin résistant développant de la chaleur, chacun dans un calorimètre à mercure d'une forme particulière, et semblable à celui qui lui avait servi pour les recherches sur la chaleur dégagée dans les actions chimiques, faites conjointement avec M. Silberman. Ces calorimètres à mercure, de la forme d'un gros thermomètre avec une cavité pour recevoir les corps développant de la chaleur, donnaient par la marche d'une

A i/klectbicitb. 325

rolonne mercurielle la quantité de chaleur versée dans Tappareil. De cette manière il pouvait déterminer séparément et la quantité de chaleur produite dans le couple y et celle qui était accusée dans le fil servant à étahlir la communication électrique entre les deux pôles. Ses expériences l'ont conduit aux conclusions suivantes :

i*^ Le dégagement de chaleur produit par le passage de Télectricité voltaïque au travers des conducteurs métalliques est complémentaire de la chaleur confinée dans les éléments de la pile^ pour former une somme égale à la chaleur totale correspondant aux réactions chimiques indépendamment de toute électricité transmise.

â"" Les décompositions chimiques que peut réaliser le passage de rélectricité au travers du circuit mettent toujours en jeu le$ mêmes quantités de chaleur qui accompagnent les ségrégations chimiques opérées sous d'autres influences.

La chaleur mise en jeu dans Tacte de ces décompositions résulte toujours d^m emprunt fait à la chaleur totale dégagée par les actions chimiques de Tappareil voltaïque.

La première conclusion est semblable à celle qui résulte des recherches de M. Delarive.

Il est important que de nouvelles recherches soient faites dans cette direction, surtout en présence des travaux de MM. Joule, Mâyer, Clausius, Thomson, Regnault, diaprés lesquels il faut faire entrer un nouvel élément dans la discussion des actions dynamiques de la chaleur. En effet, il faudrait concevoir que pendant le développement d'actions dynamiques produites à la suite de phénomènes calorifiques, il y a une certaine quantité de chaleur qui devient latente tant que l'action dynamique s'exerce, et redevient sensible quand le travail moteur n'a plus lieu ; en d'autres termes, la chaleur est considérée comme une force vive qui peut produire du mouvement, des élévation» de température, etc., mais qui n'est capable que d*une certaine somme d'action que Ton peut appliquer à tel ou tel travail. Nous avons déjà fait mention de cette hypothèse à propos du dégagement de l'électricité, page 250.

Les recherches tentées dans cette voie méritent donc un examen sérieux.

Efjels calorifiques produits dans l'arc voltaïque. Quand on emploie pour conduire le courant électrique provenant d'une pile puissante du charbon de cornue, médiocre conducteur, on observe au moment du contact des phénomènes lumineux d'un éclat extraordinaire et des phénon>ènes calorifiques supérieurs à tous ceux

que l'on peut produire par tous les autres moyens physiques. Dav7 est le premier qui ait. fait cette expérience remarquable que l'on répète facilement aujourd'hui avec 40 à 50 éléments à acide nitrique (avec de petits éléments de la forme de ceux représentés figure 78^ page 231 ^ il en faut au moins un nombre variant de 60 à 100; avec de grands éléments semblables à ceux de la figure 78 bis ou 79^ oopeut se bocner à en employer de AO à 50).

Oo peut observer le phénomène dans l'air ou dans 1q vide. Les appareils destinés à la [uroduction sont représentés figure 99 et 99 bis. Fig. 99. Dans le premier appareil^ les tiges

de cuivre AB, A'B', mises en conununication avec les pôles de. la pile, contiennent des baguettes de charbon de cornue conducteur a et 6 entrant à frottement dîuis des tubes Se cuivre B et B'. La tige supérieure peut se mouvoir à frottement pour amener le contact entre les charbons, et pour pouvoir les séparer immédiatement après.

Quand les deux tiges communiquent avec les pôles de la pile, si les charbons sont à une certaine distance l'un de l'autre, le circuit n'est pas fermé et ^électricité ne passe pas ; mais, une fois le contact établi entre les deux cônes de charbon, il. se manifeste aux points où ils se touchent une incandescence excessivement vive, et l'on peut éloigner les deux pointes de charbon graduellement l'une de l'autre jusqu'à plusieurs centimètres, suivant le nombre 4e& éléments de la pile. Le courant continue à pa$ser, et m globe de flamme auquel on a donné le nom d'arc voUaiquè apparait entre les <îônes, lequel ne reste pas fixe et est <;ontinuellement agité : on doit le considérer comme une succession non interrompue d^étincelles, ou , si l'on veut, comme un courant électrique transmettant dans Fintervalle des deux cônes de charbon des parcelles de charbon incandescentes. Ce qui montre bien que cet •arc est dû à un courant électrique établi à l'aide de particules incandescentes, c'est qu'il obéit à Inaction d'un aimant, de même que les fils métalliques parcourus par l'électricité, comme on le verra dans le troisième volume.

A l'rlbgtbicité.

Quand Texpérience dure depuis quelques instants, en même temps que le phénomène se produit, il y a combustion du charbon , et , les (Anes se brûlant , la distance ah augmente t»t 1 Vc est bientôt rompu , à moins que Ton ne rapproche les tiges métaili- Fig. 90 \M. ques. Dans le vide il n'en est pas ainsi. L'ap-

pareil destiné à produire alors Tare voUaïque est un œuf électrique dam les dpuilles duquel ptujsent les tiges Atl, A'C\ La tige A'B' est fixe, mais Ali glisse à frottement à la partie supérieure de l'appareil, Quand le courant circule entre les cônes de charbon a et 6, on observe le môme pliénomène que dans Tair, mais Tare est plus long , et iln'y a pas combustion du charbon. On remarque seulement qye le cône de charbon communiquant avec le pôle positif se creuse, tandis que celui qui communique avec le [)ôle négatif augmente à son extriknité. Cet effethidique d'une manière bien nette le phénomène de transport des particules incandescentes de charbon du [)ôle -f- au pôUi — ; on observe donc encore dans ce cas un effet mécanique analogue u ceux dont nous avons parlé précédemment quand l'électriciU'î circule avec moins d'intensité dans les liquides. Cet aie voltaïque sc^ra étudié comme lumière électrique ci-après, et nous n'en parlerons ici qUe pour citer les phénomènes calorifiques qu'il peut produire.

Si au milieu de l'arc obtenu dans Tair on place UD6 lame d'acier, une tige de fer, elle ne tarde pas à rougir et ft brûler en lançant de toutes parts des étinccllos. Il en est de mémo de l'argent, du zinc et d'autres métaux. Le platine et les lubltances les plus réfractaires peuvent être fondus de cette manière et volatilisais. On peut obtenir le même effet en produisant Tare entré. les liges de ces métaux, ou bien en le formant entre un cône de charbon et une tige métallique. On emploie habituellement un morceau de charbop creusé en forme de coupe communiquant au pôle positif/ à la partie inférieure de l'appareil (fig. 99), et un cône de charbon négatif; on met un fragment du métal à essayer dans la coupe, et on descend ce cône jusqu'à ce que l'on touche le morceau de métal ; il fond , entre en incandescence , et ses particules brûlent tout on étant transportées de la coupe au pôle ni^atif supérieur.

On a pu obtenir ainn les {dus grands efTets de chaleur. M. Jacquelain, en plaçant mi diamant an milieu de l'arc vdltaïque, a vu ce corps s'échaujîer, arriver au rouge, se ramollir, puis passer à l'état de coke, et se comporter ensuite comme Imn conducteur de l'^ectricité. On sait que le diamant n'est pas conducteur; il se produit donc, dans ce cas, un effet de dimorphisme analogue à celui qui se manifeste quand on cbaufTe un cristal d'arragonite jusqu'à 70* ou 80°. Ce dernier se change alors en chaux carbonatée rhomboïdale.

M. Despretz a fait usage de l'appareil suivant dans le cours de ses recherches sur les rfféts de l'arc voltaïque ;

F est un vase en fODtç à six tubulures, dans lequel on peut Fit. w m- opérer à la pression ordinaire , ou à des

pressions de plusieurs atmosphères, ou même dans le vide. Il porte différentes tubulures T, T' munies de glaces pour v(»r dans l'intérieur de l'appareil. La tubulure i robinet sert à faire communiquer le vase avec une ponfpe de compression ou une machine pneumaUqiic. U est une tubulure destinée à faire communiquer le vase en fonle avec un manomètre. V' et R sont les tubulures dans lesquelles passent lestiges devant élre mises en communîcaj, tion avec un des pôles de la pile. R se - trouve à la partie supérieure , et poHe une boite à cuir; une tige Q à laquelle est attaché le charbon supérieur peut ^ glisser dans l'intérieur d'une hotte à cuir; elle est surmontée d'uns crémaillère divisée CC que l'on fait mouvoir à l'aide du bouton B. Un vernierV fait connaître la distance que parcourt la crémaillère, et par suite la distance des deux charbons. La boule N on verre sert<!'isolant à la crémaillère. P, P* sont des pinces destinées à serrer les rubans de cuivre D et D' en relation avec les extrémités de la pile.

^En outre de cela, M. Despretz a réuni ensemble les trois sources les plus puissantes de chaleur, l'action solaire au foyer d'une lentille, la combustion des gaz oxygène et hydrogène, et l'arc vol-

À LKLECTBICITÉ. 329

taïque , afin d^iugmenter considérablement les effets produits par ce dernier seul. Il a eu par conséquent à sa disposition la plus haute source calorifique qui ail jamais été formée; aussi croyonsnous devoir rapporter avec détails les résultats des expériences quMl a été à même de faîrie avec ce moyen énergique d'action! On aura une idée, de la puissance des appareils^ quand on songe que Parc voltaïque était obtenu avec 600 éléments a acide nitrique. Le charbon qui a servi aux observations était du charbon de sucre tr^ pur, le charbon ordinaire renfermant des silicates fusibles autait pli Tinduire en erreur. Voici les résultats qu'il a obtenus :

1" Le charbon dans le vide se réduit manifestement en vapeui* à la température que cette substance acquiert avec une pile de 5i(X) à 600 éléments de Bunsen^ réunis en cinq ou six séries. Ddns un gaz elle est plus lente^ mais elle s'accomplit également.

2*^ Le charbon porté à la température la plus élevéç qu'on ait obtenue peut être courbé, soudé et fondu.

3" Un charbon quelconque devient d'autant moins dur qu'il est soumis pendant plus longtemps à une température élevée. En définitive, il èe transforme en graphite. .

4<'^Le graphite le plus dur se dissipe peu à peu par la chaleur^ comme le charbon. La partie non volatilisée est toujours du graphite.

5* Le diamant se ch^^nge, par la chaleur d'une pile suffisamment forte, en graphite, comme tpute espèce de charbon. Il donne, comme le charbon, naissance à de petits globules fondus ^ quand il est chaufTé assez longtemps.

6° Si l'on rapproche les résultats de ces e^tpériences'de la prbr duction du graphite dans les hauts fourneaux, de la forme hexaèdre du graphite naturel , forme incompatible avec l'octaèdre régulier , il semble qu'on est conduit à penser que le diamant n'est pas le produit d'une chaleur intense sur les matières organiques ou charbonnées.

7° On a pu fondre en quelques minutes 250 grs^iHmes de platine; on en aurait fondu une plus grande quantité. Si l'on opère sur quelques grammes, on peut en volatiliser une partie notable. Le procédé pourrait être utilisé dans l'industrie de ce métal.

On a fondu également 80 grammes de palladium.

8« Le silicium s'est fondu avec facilité; il s'est immédiatement rassemblé en un globule qui raye le verre.

Le bore fond à la première application de là chaleur en globules

880 BFPETS DFS

légèrement vHreux à la surface. Il a peu de dureté^ et e$t plus fusible et plus volatil que le silicium.

Ces expériences ont été faites dan^ Tapote, pour éuter Toxydation.

9^ Le titane fond et se volatilise facilement. Fondu , il est d'un jaune d*or un peu pftle. 11 est moins dur que le tungstène , mais raye le quartz, le zircoUi et est presque aussi dur que le corindon.

Le tungstène se fond facilement dans un creuset de charbon de sucre, comme le titane, le bore et le silicium. Il est très*dur , et même raye le rubis.

Nous devons encore mentionner les etfets différents que l'on draerve aux pôles entre lesquels on produit l'arc voltalque. L'élévation énorme de température qui accompagne sa production se manifeste aussi dans les électrodes, dont la positive surtout s'échauffe beaucoup plus fortement que la négative (Matteucci, Delarive, etc.). Cependant, quand on opère avec un appareil d'induction, le même dont il sera question dans l'électro-magnétisme et qui nous servira à indiquer quelques effets remarquables de lumière électrique, si on rapproche l'un de Fautre deux fils de platine ou de fer en communication avec les deux extrémités du fil d'inducticni de façon à établir dans Tair un arc entre les pointes très-rapprochées , on voit le fil négatif rougir et fondre, tandis que le fil positif reste froid. Ce fait est en désaccord avec celui que M. Neef a observé et qui sera rapporté plus loin à propos de la lumière de l'arc voltaïque; il est également en opposition avec celui qu'on observe en faisant usage d'une pile voltaïque très-intense. Il peut se faire que les effets divers que l'on obtient proviennent de la nature des conducteurs; lorsque Parc voltaïque est formé, on doit considérer le circuit comme fermée et alors les effets de tenH)érature peuvent être différents dans les diverses parties suivant leur résistance ; cela résulte, comme'on va le voir,des expériences de M. Delarive sur Pinfluerice de la nature et de la forme des électrodes sur l'arc voltaïque.

Lorsqu'oiî opère avec une pile ordinaire et qu'on produit Tare voltaïque, cet effet ne peut avoir lieu qu'autant que cette p|le est à haute tension, ce qui prouve la résistance considérable que4[)résenta au passage du courant électrique la matière (rès^divisée qui établit la communication entre les deux pôles. Cet ar& ne peut s'établir, avons -nous dit, qu'autant qu'il y a eu préalablement contact entre les deux électrodes, ou bien que l'un des deux soit tern^iné en pointe et que la pile formée d'un très-grand nombre d'éléments soit isolée (Gassiot, DespretZ; etc.). Cependant, sans qu'il y ait contact.

À L*ÉLECTRieiTR. 831

on peut établir Tare entre deux électrodes très-rapprochées en faisant passer entre elles la décharge d'un bouteille de Leyde. Cela tient à ce que €ettc décharge est toujours accompagnée d'un transr port de matière trës-divisèe qui ferme le circuit pendant le temps nécessaire pour l^établîssemént de Parc (Danid, Van Bred^, etc.).

La longueur de l'arc que Ton peut obtenir et les divers eiïets produits dépendent de plusieurs conditions que nous allons indiquer en citant quelques-unes des recherches faites sur Parc voltaïque. M.pelarive a observé que lorsqu'on produit Parc voltaïque entre une pointe etune plaque de même nature^ soit dans l'air^ soit dans le vide, la distance limite au delà die laquelle Parc lumineux cessé d'être produit est en général pour la même plaque et la même pointe y et quand c'est la plaque qui communique avec le pâle positif, double de ce qu'elle est lorsque la pointe communique avec ce même pôle. Cependant la différence est d'autant moins considérable que la pile est plus forte. Quant h la valeur absolue de cette distance , elle est très-variable; elle dépend de la puissance de la pile, de la nature et de Pétat moléculaire des électrodes, du temps pondant lequel le phénomène a duré. Avec les métaux facilement fusibles ou oxydables, tels que le zinc et le fer^ elle est bien plus considérable qu'avec le platine et l'argent. La durée du phénomène influe en ce que la haute élévation de température qu'acquièrent les électrodes permet de les éloigner davantage sans rompre Parc. On peut produire le même effet en les chauffant artificiellement avec une lampe à alcool.

Il est évident, d'après ce qui précède, que la longueur de Parc lumineux dépend de la facilité que possèdent les électrodes, suivant leur nature, à être désagrégées, facilité qui est peut-être dépendante de leur température, laquelle diminue leur cohésion, de leur tendance à s'oxyder, qui produit le même effet, de leur état moléculaire, et enfin de leur nature même. Le charbçn doit à sa constitution moléculaire, qui le rend si friable, la propriété d'être Pune des substances qui donnent naissance à l'arc lumineux le plus long.

Les dépôts de matière transportée forment sur la plaque, quand elle est négative et sur la pointe positive, une espèce d'anneau trèsréguUer, dont la projection de la pointe sur la plaque est le centre. Dans Pair et avec des électrodes métalliques, ces dépôts sont tous de la poussière d'oxyde du métal dont est faite Pélectrode positive.

Avec des électrodes en platine et dans Pair très-raréfié, il se

SSS EFFETS DCS

forme sur la plaque de platine^ quand elle sert d'électrode positive^ une tache bleuâtre parfaitement circulaire et présentant Paspect d'un anneau coloré; la même tache se forme dans Pair atmosphérique , mais son diamètre e^i moitié moindre et ses couleurs beaucoup moins vives. Dans l'hydrogène ^ il ne se produit point de tache colorée. Sa formation peut donc être le résultat d'une oxydation qu'éprouve le platine à une haute température , quand il serf d'électrode positive dî^ns Pair ordinaire, et encore mieux peut-être dans Pair raréfié. Quand là même lame de platine sert d'électrode négative , la pointe étant positive ^ elle se recouvre d'une tache blanche également circulaire^ formée par une foule de petits grains de platine qui^ ayant été portés à une haute température^ sont demeurés adhérents à sa surface. La tache blanche est^ comme la bleue^ beaucoup plus large dans l'air raréfié que dans le vide.

Si PoQ remplace la pointe de platine par une pointe de coke , la plaque restant de platine ^ et étant positive^ on obtient un arc lumineux d^une longueur plus que double de celle de Parc qui avait lieu avec une pointe de platine. Quant à Parc lui^nême^ au lieu d'être un cône de lumière ayant sa base sur la plaque et son sommet à la pointe^ comme cela se passait quand celle-ci était de platine^ il. présente une foule de jets lumineux partant de diverses parties de la plaque pour aboutir à différents points du conducteur eh coke. Ce fait montre évidemment l'influence que peut exercer l'électrode négative^ dont le rôle est bien loin d'être purement passif. On doit ajouter que, bien que là force de la pile fût oiac^ement la même que lorsque la pointe était de platine , non-seulement Parc lumineux était beaucoup plus long avec la pointe de coke^ mais encore la chaleur développée sur la plaque de platine était tellement plus considérable , que celle-ci fut promptement fondue et trouée. Le coke étant positif et la lame négative , la longueur de Parc lumineux fut moindire que dans le cas précédent, surtout dans Pair, où elle fut sensiblement plus petite que dans le vide.

Avec dés métaux différents, on observe des effets dépendant de leur nature et des substances transpwtées. Avec le mercure, dans le vide comme dans l'air, PePfet lumineux est des plus brillants. Le mercure est dans un état d*agitation extrême, se soulevant en forme de cône quand il est positif, et présentant une cavité bien prononcée au-dessous de la pointe positive quand il est négatif,

M. Delarive a montré Pinfluence qu'exerce la nature des pointes

A L*£LECTBICITÉ. 833

métalliques sur la température qu'elles acquièrent. dans le phénomène de Parc voltaïque. Si les deux pointes sont de même métal, de platine ou d'argent^ la positive seule devient incandescente dans toute son étendue. Si la positive est d'argent et celle de platine négative, c'est celle-ci qui devient incandescente, et celle d'argent ^'échauffe beaucoup moins. Ainsi donc, quand Tare voltaïque est établi , il faut considérer le circuit comme fermée et alors ce sont les parties du circuit qui présentent le plus de résistance au courant qui s'échauffent le plus : d'abord la portion qui forme l'arc même^ ensuite, dans le reste du cu^cuit, le métal le moins conducteur. Mais si de part et d'autre de l'arc les conducteui-s sont identiques, ou s'il n'y a entre eux que de légères différences de conductibilité, alors le réchauffement, au lieu d'être uniforme, comme il semblerait devoir l'être, est beaucoup plus considérable pour le côté positif, ainsi qu'on l'a dit plus haut. Ce fait important indique évi^ demment que cette portion du circuit offre une résistance beaucoup plus énergique que celle qui a lieu de l'autre côté, ce que confirme la désagrégation moléculaire accompagnant cette action à l'électrode positive.

M. Despretz , qui s'est occupe de Finfluence de la position des électrodes dans la production de l'arc voltaïque, a été conduit aux conclusions suivantes :

l*» La direction des charbons étant supposée verticale, on remarque que la longueur de l'arc croît plus que proportionnellement au nombre des éléments, pour une pile disposée bout à bout.

L'accroissement est plus rapide pour des petits arcs que pour des grands arcs. Ainsi, l'arc produit par 100 éléments est presque quadruple de celui que donnent SO éléments; celui de 200 n'est pas trois fois celui de 100; celui de 600 est entre sept et huit fois l'arc de iOO. .

Le pôle positif est ici supposé en haut; dans ce cas, l'on a obtenu des arcs qui atteignaient 2 décimètres pour la pile de 600^ éléments disposés bout à bout.

2" Si Ton dispose la pile de nianière à réunir les pôles de même nom, ou, comme on dit, en quantité, la longueur de l'arc croît moins que proportionnellement au nombre des couples. Ainsi, l'arc de 100 éléments étant de 25"»»,2, il n'est que de 69""»,2 pour 600 éléments disposés en six séries parallèles de 100, tandis que les 600 éléments placés bout à bout, c'est-à dire eu tension, donnent un arc del83'""',5.

3* Lorsque le pôle positif est en bas^ l'arc a moins de longueur. Une pile de 600 éléments réunis en six séries parallèles de iOO^ donne un arc de Tl millimètres si le pôle positif est en haut^ et seulement de 56 millimètres si ce pôle est en bas.

A^ Si la ligne des charbons est horizontale, Parc est nécessairement rompu plus vite. Ici^ la pile disposée en quantité prend l'avantage: par exemple^ six séries de 100 éléments^ disposées parallèlement^ donnent un arc de 40*"';5; bout à bout^ elles donnent seulement un arc de 27»",6.

Dans cette position des charbons^ on a véritablement Tare voltaïque. La lumière passe d'abord directement en ligne droite^ puis il se forme un vide obscur au-dessous et au-dessus de la ligne des charbons, et la lumière est terminée à la partie inférieure par un arc circulaire. A mesure qu'on écarte les charbons^ cette espèce de voûte S'élève, prend bientôt la forme d'un angle aigu; alors l'arc se rompt, ou il est sur le point de se rompre pendant la durée de Texpérience, la flamme s'élève à un certain nombre de centimètres au-dessous delà voûte, selon l'énergie de la pile, sous la forme d'un cône ayant son sommet en haut.

5^ Dans un plan perpendiculaire au méridien magnétique, l'arc est plus grand lorsque le pôle positif est à l'est que lorsqu'il est à l'ouest. Pour 100 éléments, les nombres sont 14"°',4 et H'"",3o; pour 200, disposés en deux séries de 100^ ces nombres deviennent Î0*"*,8 et 16"",5. Ainsi l'influence du magnétisme terrestre augmente ou diminue l'énergie du courant de la pilé, suivant le sens de la direction de celui-ci.

Nous avons parlé de l'arc électrique dans l'air et dans les gaz raréfiés^ on peut l'obtenir également dans les liquides, l%au , Vaîlcool, etc., mais il est beaucoup moins long; il se produit alors, avec des circonstances toutes particulières, car, si Ton fait abstraction des effets chimiques qui peuvent avoir lieu entre la matière des électrodes et le liquide , il semble qiie le transport de matière soit diminué s'il n'est pas détruit tout à fait, ainsi qu'on le verra dans le chapitre suivant. Dans quelque^ cas, ce résultat pourrait être utilisé dans les appareils où Ton cherche à rendre fixe la lumière de l'arc voltaîque, si l'arc n'était pas autant diminué de longueur. Ces appareils, étant fondés sur remploi des électroaimants, ne pourront être décrits que dansie troisième volume de cet ouvrage.

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