NATURE DE LA CHALEUR. — EQUIVALENT MECANIQUE

lé de calories représentant la chaleur latente de vaporisation du I 0VpS> ç’est Celle qu’il faut fournir au liquide pour affranchir ses i lolécules de la cohésion et leur rendre l’expansibilité qui caracérise les gaz.

jl y a Jonc transformation de la chaleur en travail moléculaire jj t réciproquement. Cette manière de voir trouve une expression il us saisissable lorsqu’on considère les relations entre la chaleur j le travail mécanique. On sait de temps immémorial que le ïottement et autres actions mécaniques développent de la chaleur, nais il faut du travail pour la produire. D’autre part, nous transmuions journellement en travail mécanique une fraction de la chaeur nécessaire pour vaporiser l’eau de nos chaudières à vapeur, :ar l’eau de condensation et la perte par rayonnement en emportent moins que le foyer n’en a fourni. L’idée d’une équivalence entre la chaleur et le travail apparaît donc comme naturelle; elle n’est pas nouvelle. Elle a été formulée pour la première fois d’une manière précise par Rumfort : La somme des forces vives de /’ univers doit rester toujours la même nonobstant toutes les actions et réactions des corps. Seguin, l’inventeur des chaudières tubulaires, développa en 1839 ce principe que tout effet mécanique est la conséquence d’une perte de chaleur, et que cet effet est proportionnel à la quantité de chaleur qui disparaît dans le passage de la vapeur à travers une machine, abstraction faite de la perte par rayonnement.

Dans son travail célèbre sur la chaleur, M. Meyer, de Heilbronn, est arrivé en 1842 à exprimer la même pensée. Pour lui, X énergie de la matière ne se perd ni ne se crée (pas plus que la matière elle-même), mais se transforme en une énergie équivalente.

Ainsi, lorsque la chaleur se perd, il se crée une autre force physique ou un travail et il y a entre cette cause et l’effet produit un rapport constant, rapport qu’on a pu établir expérimentalement et mathématiquement et que l’on nomme X équivalent mécanique de la chaleur. En tombant de 1 mètre, un poids de 423 kilogrammes effectue un travail qui, transformé intégralement en chaleur, serait capable d’élever 1 kilogramme d’eau de 1°, c’est-à-dire de produire 1 calorie (1). Ou bien 1 calorie qui disparaît produit un travail capable d’élever un poids de 423 kilogrammes à 1 mètre. Le nombre 423 représente l’équivalent mécanique de la chaleur.

(1) La calorie est ici la quantité de chaleur nécessaire pour élever 1 kilogramme d’eau liquide de 0 à 1°. On a souvent pris pour unité la quantité de chaleur. néces-

no

INTRODUCTION

61. Chaleur de combinaison. — Quand des molécules de plusieurs corps différents se combinent, leurs mouvements se modifient et se communiquent à la molécule nouvelle. Mais la force vive de celle-ci est toujours différente de la somme des forces vives des molécules primitives; elle est généralement plus faible. Ainsi des corps qui ont par leur union perdu une portion de leur pouvoir de combinaison ont dégagé en revanche une certaine quantité de chaleur qui apparaît comme l’équivalent du travail effectué par la force chimique. La chaleur ainsi dégagée est proportionnelle à l’énergie chimique perdue par les molécules et sa mesure donne celle de X affinité réciproque des composants.

Lorsqu’on détruit un corps par la chaleur, une portion de celle-ci est absorbée et les éléments remis en liberté reprennent leur énergie chimique propre.

La partie de la science qui traite de ces phénomènes, la thermochimie, , après avoir fait l’objet des mémoires importants de Favre et Silbermann (1852), a pris entre les mains de M. Berthelot et de M. Thomsen une importance capitale (J ).

La chaleur dégagée par une combinaison ne donne directement la mesure de l’affinité que lorsqu’il n’y a pas de changement d’état dans l’acte de la combinaison. Lorsqu’un changement d’état se produit, il est nécessairement accompagné d’un phénomène thermique : dégagement de chaleur si le système en présence passe de l’état gazeux à l’état liquide ou solide ; absorption de chaleur dans le cas contraire. Ainsi :

La quantité de chaleur dégagée dans une réaction quelconque mesure la somme des travaux physiques et chimiques qui ont été accomplis.

Un gramme d’hydrogène en se combinant à 35gr,5 de chlore dé-

saire pour élever de 1 degré 1 gramme d’eau (calorie-gramme). On a alors des nombres mille fois plus forts.

Les calories mises en jeu dans les réactions sont rapportées à des quantités de matière proportionnelles aux poids atomiques des corps simples, ou aux poids moléculaires des corps composés, et quelquefois aussi des corps simples.

11 est souvent nécessaire de comparer les chaleurs de combinaison produites par l’unité de poids d’un élément. On divise alors le nombre de calories indiquant la combinaison d’un atome par le poids de cet atome. Ainsi 1 atome de carbone (12 grammes) dégage 94 calories pour se transformer en anhydride carbonique; la chaleur de combustion de 1 gramme est donc de 7CBl,83.

(1) Voir Y Essai de mécanique chimique fondée sur la thermochimie, par M. Berthelot.