O^.OO

Eau saturée de sulfate de

cuivre.

Bau saturée de chlorure

de sodium à 9«50.

Eau saturée de nitrate de

cuivre.

Eau saturée de sulfate de

zinc.

250 grammes d'eau et 30

grammes d'iodure de po-

tassium.

220 cent. cub. d'eau et 20

cent. cub. d'acide sulfuri-

que à 1 atome d'eau.

Acide azotique du com-

merce à 36°.

30 grammes de protochlo-

rure d'antimoine 9 120

cent. cub. d'eau et 100

cent. cub. d'acide chlo-

rhydrique.

Remarquons que la dissolution de nitrate de cuivre saturée, quand elle est étendue d'eau de manière à occuper un volume double, a un pouvoir conducteur à peu près double, 17,073 au lieu de 8,995; et le sulfate de zinc, dans les mêmes conditions, a pour pouvoir conducteur 7,13 au lieu de 5,77; c'est, pour ces deux dissolutions salines, également leur maximum de conductibilité.

L'influence de la température est très-sensible sur le pouvoir conducteur des liquides pour l'électricité; mais cette influence exerce ici une action contraire à celle qu'elle exerce sur les métaux, c'est-à-dire que l'élévation de la température augmente la conductibilité des liquides au lieu de la diminuer. Ce fait avait déjà été signalé en 1826 par M. Marianini, qui avait observé qu'on augmentait l'intensité du courant d*un couple en chauffant le liquide de ce couple; mais ici l'effet était corn-

PROPAGATION DE L*ÉL£CTRICiTÉ. 57

piexe, parce qu'il pouvait aussi bien tenir à un accroissement produit par la chaleur dans Faction électromotrice des métaux du couple qu'à une augmentation dans la conductibilité électrique du liquide. Plus lard, MM. E. Becquerel et Hankel ont constaté d'une manière directe qu'effectivement l'élévation de température accroît le pouvoir conducteur des liquides. M. E. Becquerel s'est servi dans ce but des mêmes moyens qui lui avaient servi à mesurer la conductibilité propre des liquides, et voici les résultats qu'il a obtenus avec trois liquides. Le pouvoir conducteur de chacun d'eux étant considéré comme l'unité, la conductibilité pour un accroissement de température d'un degré a augmenté :

Pour la solution saturée de sulfate de cuivre. ... de 0.0286

Pour la solution étendue de sulfate de zinc de 0.0223

Pour l'acide nitrique du commerce de 0.0263

Ce qui fait pour chacun de ces liquides une augmentation de . plus de 2/100 de sa conductibilité pour un degré d'élévation de température.

Les expériences de M. Hankel ont été faites suivant une méthode assez semblable à celle de M. E. Becquerel, au moyen d'un galvanomètre différentiel entre les deux fils duquel se partageait un courant produit par deux ou trois couples de Daniell, de manière à y cheminer dans des directions opposées. Dans le circuit de l'un des fils se trouvait le liquide soumis à l'expérience, placé dans un tube en forme de U ; et dans le circuit de l'autre, des hélices de fil de fer, dont la résistance était exactement connue, et dont on variait les longueurs jusqu'à ce qu'elles présentassent une résistance égale à celle de la colonne liquide, ce qui avait lieu quand l'aiguille demeurait à 0^ au moment où le circuit entier était fermé. M. Hankel avait soin de ne faire passer le courant chaque fois que pendant un instant très-court, de manière à empêcher que la polarisation des électrodes, et l'élévation de la température résultant du passage du courant, n'apportassent des perturbations dans les résultats, n a ainsi trouvé que la conductibilité d'une dissolution de sulfate de cuivre concentrée augmente, en étant chauffée de

S8 TEJLNSMISSION D£ X.*tLECTmaT£.

0* à 83*, environ dans le rapport de 1 à 3,6 ; celle d'une dissolution concentrée de nitrate de cuivre , dans le rapport de 1 à 3,0; celle d'une dissolution concentrée de sulfate de zlnc^ dans le rapport de 1 à 5,7. Ces résultats sont notablement plus considérables que ceux obtenus par M. E. Becquerel, ainsi qu il est facile de s'en assurer en multipliant ces derniers par 83, nombre des degrés entre lesquels M. Hankel a opéré. Cettç différence tient probablement à ce que M. Qankel employait pour âectrodes, au lieu de fils de platine, comme le faisait M. E. Becquerel, des lames de cuivre dans les dissolutions de cuivre, et de zinc dans celles de zinc ; il en résultait que ractioa de la chaleur influait sur Tintensité du courant transmis, nonseulement en augmentant la conductibilité du liquide, mais en facilitant, par la dissolution des lames dans ce liquide, le passage de l'électricité; l'effet était donc complexe, ce qui fait que les résultats de M. Becquerel représentent mieux l'influence spéciale de la température sur la conductibilité propre du liquide.

L'influence des électrodes, c'est-à-dire des métaux qui transmettent le courant dans le liquide, est en effet très-grande dans ces phénomènes; ainsi il suffit, comme je l'ai remarqué, de chauffer fortement un électrode de platine, sans élever d'une manière sensible la température du liquide , pour faciliter d'une manière très-notable la transmission d'un courant, et porter, par exemple, son intensité telle que l'accuse un galvanomètre, de 12^ à 30**; mais ce qu'il y a d'assez curieux, c'est que ce résultat ne s'obtient qu'autant que celui des électrodes qu'on chauffe est le négatif; le réchauffement de l'électrode positif est sans influence. Cet effet tient, comme nous le verrons, à une action chimique facilitée par la chaleur qui détruit la polarisation de l'électrode, laquelle contribue à diminuer riotensité du courant transmis.

M. Vorselmann de Heer , après avoir confirmé les résultats que j'avais obtenus, a montré qu'il suffit d'ébranler fortement rélectrode négatif pour faire monter un courant de 34'' à 40*"^ tandis que l'ébranlement de Télectrode positif ne produit presque pas non plus de changement dans la force du courant. Ces effets^ ainsi que l'a très-bien démontré M. Beetz, tiennent à ce

PROPAGATION DE L*ÉL£CTBICITi. 59

que, sait raction de la chaleur, soit le simple ébranlement mécanique, détruisent dans certains cas la polarisation des électrodes, laquelle contribue à diminuer Vintensité du courant transmis. Nous reviendrons sur ce point important quand nous aurons étudié la cause de la polarisation des électrodes, qui est le dépôt sur leur surface des éléments provenant de la décomposition électro-chimique des liquides.

La chaleur exerce un autre genre dlnfluence sur la conductibilité des corps, c'est de rendre conducteurs, en les faisant passer i Tétat liquide, une foule de corps composés qui, à Tétat solide, étaient incapables de transmettre un courant, ou ne le transmettaient qu imparfaitement. Cette découverte importante est de Faraday.

Voici la liste des principales substances qu'il a trouvées susceptibles de devenir conductrices, quand elles sont liquéfiées par la chaleur, d'isolantes qu'elles étaient à l'état solide.

1^ La glace, soit l'eau congelée.

2* Parmi les oxydes, celui de potassium, le protoxyde de plomb et celui d'antimoine , Toxyde de bismuth et le verre d'antimoine.

3^ Les chlorures de potassium, de sodium, de barium,de de strontium, de magnésium, de manganèse, de zinc, de flawbf d'antimoine, d'argent et les protochlorures d'étain et 4e cuivre.

4* Les iodures de potassium, de zinc , de plomb , le protoiodure d'étain et le periodure de mercure.

5** Les sulfures de potassium, d'antimoine.

6* Le chlorate de potasse, plusieurs nitrates, sulfates, etc., etc.

Parmi les corps chez lesquels la fusion ignée ne développe pas le pouvoir conducteur, nous pouvons citer, outre le soufre, le phosphore, le camphre, etc., le periodure d'étain, les sulfures d'arsenic (orpiment et réaglar), etc. Le verre fondu ètiyNït conducteur, surtout le flintglass, quand il est poussé à une haute température.

Ce qu'il j a d'assez remarquable, c'est que le simple ramollôsement d'un corps par la chaleur ne suffit pas, en général, «mf dans q^ielgues cas exceptionnels, pour le rendre conduc-

60 TEANSMISSlOrf DE l'ÉLECTRICITÉ.

teiir; il faut qu'il devienne complètement liquide, ce qui prouverait que Teffet tient moins à l'élévation de température qu'à la liquéfaction du corps. C'est ce que M. Faraday a observé, en particulier avec le borate de plomb.

Il va sans dire que dans toutes ses expériences M. Faraday constate la conductibilité par la faculté que possède ou qu'acquiert un corps de transmettre un courant capable d'agir sur l'aiguille aimantée , ou d'opérer une décomposition. Nous verrons dans le paragraphe suivant que pour les conducteurs imparfaits, où la propagation de l'électricité a lieu lentement, le mode d'observation est différent.

Il est probable que cet effet de la chaleur tient à ce que la transmission du courant ne peut avoir lieu dans les corps composés qu'autant qu'ils sont en même temps décomposés » et que ia décomposition elle-même ne peut s'effectuer qu'autant qu'ils sont liquides. Cependant Faraday croit avoir trouvé des corps tels, par exemple, que le periodure de mercure qui, isolants quand ils sont solides , deviennent conducteurs quand ils sont fondus, sans cependant éprouver, en apparence du moins, de décomposition sensible. Il a également trouvé que le sulfure d'argent et le fluorure de plomb, qui à la température ordinaire sont isolants , deviennent conducteurs par la seule élévation de la température, sans avoir besoin de passer à l'état liquide. Une fois fondus, ils conduisent l'électricité aussi bien que les métaux et ne paraissent pas éprouver de décomposition. Quand ils sont redevenus solides et qu'ils ont été ramenés à leur température primitive, ils sont de nouveau isolants, ce qui semble prouver que leur nature chimique n'a point été altérée par la chaleur. Le verre est au reste dans le même cas. Toutefois c'est encore une question controversée, et qui sera traitée dans le chapitre des décompositions électrochimiques» que de savoir si un corps composé peut conduire l'électricité , sinon en totalité, du moins en partie, à la façon des corps simples, sans éprouver de décomposition.

C'est là aussi que nous étudierons l'influence de l'eau qui, quoique très-peu conductrice elle-même , peut , dans certains cas, rendre conducteurs par son mélange avec eux^ non-seule-

PROPAGATION DE L* ELECTRIC lit. 61

mcnl des corps solides qu'elle dissout , mais des liquides qui sont très-isolants, tels que le brome , Tiode fondu et le chlore liquéfié. Il y a évidemment dans cette action de l'eau comme dans celle de la liquéfaction ignée une facilité apportée à la décomposition électrochimiquey et par conséquent un effet plus chimique que physique. Au reste , sans insister maintenant sur ce sujet, je puis en trouver une preuve dans l'observation que j'avais déjà faite en 1837, et que M. E. Becquerel a confirmée, comme nous l'avons vu plus haut, que le mercure, quoique liquide, perd par le réchauffement une partie notable de son pouvoir conducteur, contrairement à ce qui arrive à tous les liquides qui, au lieu d'être des corps simples, sont des substances composées.

Nous mentionnerons encore, avant de terminer, les résultats importants obtenus par M. Matteucci, qui a soumis à l'expérience UD grand nombre de combinaisons qu'il a pu se procurer à Tétat pur, et qui satisfaisaient à la double condition d'être anhydres et fusibles. Un voltamètre était mis dans le circuit principal, lequel se subdivisait en deux, l'un renfermant un second voltamètre semblable au premier, l'autre la substance composée à l'état de fusion ignée. Si l'indication du second voltamètre était la même que celle du premier, c'était une preuve que la substance fondue n'était point conductrice; si au contraire cette indication était moindre ou nulle, on en pouvait conclure qu'une partie ou la totalité du courant passait à travers le corps soumis à l'expérience. C'est par ce procédé que M. Matteucci avait obtenu les résultats que nous avons rapportés plus haut sur les pouvoirs conducteurs des acides à divers degrés de concentration. A l'état de fusion, le protoxyde et l'iodure de plomb, le chlorure d'argent, le protochlorure de cuivre, les sulfures d'antimoine et de potassium, les nitrates de potasse et d'argent conduisaient tout le courant et n'en laissaient point passer à travers le voltamètre; venaient ensuite dans l'ordre de leur conductibilité, le chlorure de plomb, l'iodure de potassium, les chlorures de sodium, de calcium et de zinc, le biiodure et le protochlorure de mercure, le chlorure d'antimoine et le protochlorure d'étain. Les bichlorures d'étain et d'antimoine

6i TRANSMISSION DE l'ÉLSCTHICITÉ.

obligeaient le courant à passer en entier dans le Yoltamètre secondaire. On a comparé ensuite des solutions aqueuses aussi concentrées que possible de ces combinaisons avec chacune d'elles à Vétat de fusion ignée, et on a trouvé que tout le courant passe dans la combinaison fondue, lors même qu'oil réchauffe la dissolution. Cependant il y a un rapport très-évident entre la conductibilité d'une solution et celle que possède le corps dissous quand il est àTétat de fusion; ainsi, pour que deux solutions aqueuses aient la même conductibilité, il est nécessaire que celle dont le composé à l'état de fusion est moins conducteur soit plus concentrée. Cette conséquence semble bien prouver que dans les solutions aqueuses de certains corps composés, dont la conductibilité à l'état de fusion est grande, le courant est conduit par le corps dissous, et que l'eau ne fait, comme la chaleur, que de lui donner l'état liquide nécessaire à la décomposition électro-chimique.

Une observation encore assez importante de M. Matteucci, c'est que certains corps qui ne conduisent pas à Tétat de fusion, tels que les bichlorures que nous avons mentionnés plus haut, acquièrent cette propriété quand ils sont dissous dans l'eau, probablement parce que la présence de l'eau facilite leur décomposition; de même les chlorures d'antimoine et le protochlorure d'étain, qui sont très-peu conducteurs à l'état de fusion ignée, le sont beaucoup plus quand ils forment dans l'eau des dissolutions très-concentrées. Il est évident qu'il y a dans tous ces phénomènes des actions secondaires chimiques que le passage du courant détermine et facilite, ce qui fait qUè ces effets sont très-complexes.

Nous pouvons donc résumer ce paragraphe en disant, 1* que les métaux et le charbon ont une conductibilité propre qui varie avec leur nature et avec leur état moléculaire; 2* qiie l'élévation de température diminue chez tous leur pouvoii* conducteur dans une proportion qui est variable pour chacun d'eux avec leur nature et leur état moléculaire; 3* que des corps composés solides, qui sont isolants à la température ordinaire, deviennent conducteurs en étant chauffés, mais que le plus grand nombre û*acquiert cette propriété que lorsqu'ils

PROPAGATION DE l'ÉLECTRICITÉ. 63

sont assez cliauffés pour passer à l'état liquide; 4* que pour les dissolutions aqueuses, le pouvoir conducteur varie avec leur degré de concentration, les plus concentrées étant ordinairement, sauf dans quelques cas exceptionnels, les plus conductrices, et que ce pouvoir augmente généralement avec l'élévation de la température; 5* que les différences qui existent entre les corps simples et les corps composés, quant à Tinfluence de la chaleur, semblent indiquer que leur conductibilité ou, ce qui revient au même, leur mode de propager l'électricité n'y est point complètement identique, ce qui tient probablement â ce que dans les corps composés la transmission du courant électrique y est toujours accompagnée ou d'un changement moléculaire, ou le plus souvent, sinon toujours, d'une décomposition chimique; 6* il résulte de cette dernière circonstance que le sujet de la conductibilité électrique des corps composés ne peut être traité complètement qu'en faisant l'étude des décompositions électro-chimiques qui forment l'objet d'un chapitre de cette quatrième partie.

S 4. Pr99«|pftilom de Péleetricité émnm les eemdaetemrs imparlkita solides et liquides.

Quand nous avons donné dans la première partie de ce traité la liste des corps conducteurs et isolants S nous avons eu soin de remarquer que la conductibilité n'est pas une propriété absolue, c'est-à-dire qu*on ne peut pas classer les corps en deux catégories dont les uns soient des conducteurs parfaits et d'autres des isolants parfaits. Nous nous sommes occupés dans le paragraphe précédent de ceux qui sont assez bons conducteurs pour pouvoir transmettre l'électricité voltaïque d'une manière continue et rapide, propriété qui est manifestée par les effets dynamiques du courant. Nous allons maintenant étudier dans ce paragraphe la propagation de l'électricité dans des corps dont plusieurs sont considérés comme isolants, ou qui, du moins, conduisent l'électricité trop imparfaitement pour pou-

1 Tome l<r, page 7.

voir, sauf dans des circonstances exceptionnelles, transmettre un courant proprement dit.

Priestley avait déjà remarqué que la glace, le verre quand il est chaud ou quand il est pilé, la flamme d*une chandelle et un grand nombre de substances minérales, peuvent transmettre la décharge d'une bouteille de Leyde ou même celle du conducteur chargé d'une machine électrique. Coulomb, dans ses admirables travaux sur la déperdition lente de Télectricitéy s'était assuré que des cylindres faits de substances en apparence les plus isolantes, telles que le verre', la cire d'Espagne et la gomme laque elle-même, transmettent difficilement il est vrai, mais d'une manière sensible, Télectricité accumulée sur le conducteur d'une machine électrique avec lequel on les met en contact par une de leurs extrémités. C'est ce dont on s'assure soit par la perte d'électricité qu'éprouve le conducteur, soit par l'action électrique que deviennent capables d'exercer ces substances isolantes, ce qui prouve qu'elles se sont imprégnées d'électricité. Cependant Coulomb trouve que lorsque l'intensité de l'électricité n'est pas très-forte, un fil de gomme laque d'un millimètre de diamètre et de 50 de longueur environ suffit pour isoler complètement une balle de sureau de 12 à 15 millimètres de diamètre. Mais comme on le voit, cette propriété isolante n'est pas absolue ; car Coulomb a lui-même observé que le degré de réaction électrique auquel des supports cylindriques très-fins commencent à isoler est, pour un même état de l'air, proportionnel à la racine carrée de leur longueur. Pour connaître la perméabilité de toutes les substances qui transmettent imparfaitement l'électricité, il faut déterminer l'intensité de la réaction électrique à laquelle l'isolement commence pour des fils de même longueur et de même diamètre, mais de nature diflférente. C'est ainsi que Coulomb a trouvé que la valeur de cette réaction est dix fois plus forte pour un fil de gomme laque que pour un fil de soie.

Riess a soumis à l'expérience un certain nombre de substances pour savoir si elles sont conductrices ou non ; il nomme conducteur un corps qui enlève instantanément l'électricité à un électroscope chargé avec lequel on le met en contact; conducteur

PBOPAGATION DE l'ÉLECTRIOITÉ. 65

imparfait celui qui ne Tenlève que dans rintervalle de quelques secondes; et non conducteur, celui qui, au bout de quelques minutes, n'a pas modifié d'une manière sensible la divergence des feuilles d'or de l'instrument; cette dernière distinction est un peu arbitraire. Il a trouvé ainsi qu'un cylindre de sélénium de 8 à 9 millimètres de diamètre et de 15 à 30 de longueur enlevait instantanément l'électricité d'un électroscope avec lequel fl était mis en contact, mais que tiré en un fil fin à la flamme, il était aussi isolant qu'un fil de gomme laque; le sélénium appartient donc aux corps non conducteurs, et le frottement le rend facilement électrique, pourvu que la surface en soit bien propre. L'iode est un conducteur imparfait; des cylindres de 15 millimètres de diamètre et de diverses longueurs déchargent un électroscope dans une seconde, mais ne peuvent trans* mettre un courant vol talque. De l'aluminium et du béryllium en poudre tassés dans des tubes de verre, terminés par des pointes métalliques, enlèvent très-promptement l'électricité à Télectroscope; mais Riess s'est assuré que ces deux substances ue dmvent cette propriété qu'à la présence de l'eau condensée, car CD les faisant sécher dans des creusets de porcelaine pendant une demi-heure sous la température de lOO*, elles deviennent non conductrices. Le béryllium est même tellement isolant qu^une couche de moins d'un millimètre d'épaisseur ne change pmnt la divergence de l'électroscope; avec l'aluminium, il faut, pour obtenir le même résultat, que la couche ait au moins 5 millimètres d'épaisseur * .

Cette dernière observation montre combien il est difficile, quand il s'agit de corps qui ne sont que des conducteurs impar&itSy de se mettre à l'abri des causes diverses qui peuvent eoodaire à des résultats erronés. M. Karsten en signale une de nature à expliquer aussi les conclusions contradictoires auxquelles sont arrivés un grand nombre de physiciens qui se sont

^ a «6t probable que ralaminlum, auquel on eit parrenu dernièrement à ^amnrr la conaistance des métaux ordinaires et en particulier celle de l'argent , est on très-bon conducteur comme les autres métaux , et que c'est à Tétai parti-

caUer dans lequel il se trouvait dans les expériences de M. Hiess, qu'était due «a

^•odoctibilité imparfaite.