CHAP. III. — ÉQUIVALENCE ET NOTION ENERGIE. ICI

fois, trois fois, . . . plus grand en même temps que nr, c'est-à-dire en même temps que le produit PA.

La valeur absolue du nombre qui mesure une élévation de poids est donc de la forme APA, k étant une constante positive arbitraire.

Nous conviendrons d'affecter ce nombre du signe -j-, en sorte que le changement effectué quand un poids P s'est élevé de la hauteur h ait pour mesure (H- APA); le changement inverse, qui esleireclué quand P a descendu de la hauteur A, aura donc pour mesure(— A-PA).

Nous allons maintenant, procédant de proche en proche, par neutralisations ou additions, tenter d'atteindre tout changement possible, à partir du changement défini par l'abaissement d'un poids.

105. Un premier groupe G^ ée changements positifs est neutralisable par l'abaissement d'un poids. — Nous formerons d'abord un groupe G^ avec tous les changements que l'on peut neutraliser par rabaissement d'un poids P de la hauteur A, P et A étant arbitraires. Ce dernier changement étant mesuré, comme il vient d'être dit, par ( — A'PA), tout changement du groupe Gy, sera mesuré par wn nombre positif (H- A'PA); plus brièvement, nous dirons que tout changement du groupe G^, est un changement positif,

A ce groupe G^ appartiennent : d'abord, toute élévation de poids, et, de plus, tout accroissement de vitesse d'un système matériel, toute fusion (•), toute réaction endo thermique à volume constant (^) et, plus généralement, tout changement subi par un thermostat, en conséquence d'un échauffement local et momentané (n" 64), etc.

Tout changement formé par juxtaposition de changements du {iroupe Gy,, par exemple l'élévation d'un poids plus la fusion d'une

(') Nous avoas déjà vu comment, par des froUcments appropriés, on peut neutraliser un tel cliangenicnt par la descente d'un poids.

(^) Supposons que, par exemple, la réaction endothermique se produise dans on calorimètre à glace fondante; cette réaction terminée, de Teau se sera congelée à l'extérieur; mais, en laissant tomber un poids, nous pourrons fondre eiactement l'eau congelée, en sorte que le changement indifférent obtenu se compose uniquement, d'une part, de la réaction produite et, d'autre part, de rabaissement d'un poids.

TOÏ TRAITE De CBlMtE PHYSIQUE, — LES PHINCIFESé

certaine quaalité de glace, appariieat évidemment au groupti/,! c'est-à-dire peut être obtenu eo laissant tomber un poids.

106. Un premier groupe de changônients négatifs. — Non ^formerons ensuite un groupe G^ contenant tout ehangemenl <|u^û peut neutraliser pyr un change ment du groupe G^,. Comme ce dernier est mesuré par un nombre (~|- /PA), le nouveau cliangrmriil sera mesuré par le nombre (— /iV/t). Chaque changeuieot tiw groiipe G„ sera donc mesuré par un nombre négatif; nous dmm^ en abrégé, que c'est un changemeni négatif.

A ce groupe G,, apparliennenl ; d'abord tout abaisscmeal de poids (^) et, de plus, toute diminution de vitesse d'un sj'stèoK; matériel (^), toute solidifioetion (^), toute réaction exothermiqut à volume eonsUinl (-), et, |ïhis généralement, tout cbang^mcoï subi par uu thermostat en conséquence d'un refroidissemenl local (3), etc. •

Cette fois encore, tout cliungeraenl décomposable en change ments appartenantau groujîe d/^ appartient égiilement à ce groupe* Tel est le changement formé par rabaissement de poids et la congélation d'une certaine quantité d'eau.

107* Tous les changements ne sont pas encore atteints; p»'

exe m [de, on ne peut classer ni dans le groupe G^,, m dan^ ^^

Fîg. 17.

Cf^ce fùfi^Mnt^

groupe G^, le ehangement que Ton obtient par liqué; theruie d'une vapeur suivant le procédé qu'indique la fi

éfaetioû i^" figure i;-

{<> CUiingcm«[it tieuLratbablc par rêlévaLioti d'un puids»

(M Changemeat n^utratîsahlL^ p.ir une fusiorij uiid Ha<!iLon endothcrmic]"'^» bref uti cha5gcinent positif de ihcrmosut, lous cUangcmcnl* qui app.iriiuniKOiJ Uifln au groupe G^.

CHAP. III. — ÉQUIVALENCE ET NOTION d'ÉNBRGIE. I03

Mais ce changement est neutrallsable par un changement formé d'un abaissement de poids (groupe G„) et d'une fusion de glace (groupe G;,).

Cesl là une propriété générale. Je montrerai bientôt, en effet (n* 133), que tout changement est neutralisable par un changement d'un système auxiliaire formé d'un poids et d'un thermostat. Admettons dès maintenant cette proposition, sauf à nous assurer plus tard que la démonstration n'implique pas de cercle vicieux; il en résulte immédiatement que tout changement H non encore atteint est neutralisable par un changement (C;,-f- G/,) formé de deux changements partiels appartenant l'un au groupe Gy,, l'autre au groupe G«. On voit aisément alors, et sans qu'il soit utile de détailler le raisonnement, que, par un nombre pair ou impair de neutralisations successives, on peut, à partir d'un abaissement de poids, atteindre le changement H. C'est ce que nous voulions démontrer.

Nous connaîtrons en même temps le nombre qui mesure le changement H : si {-ha) et ( — b) mesurent Cp et C„ (ce qui exige a et b positifs), ce nombre sera égal à ( — a -{- b) = (b — a).

108. Deuxième groupe de changements positifs. — Les changements pour lesquels ce nombre {b — a) est positif appartiennent à un nouveau groupe G' de changements positifs. Tel sera le cas pour l'évaporation isotherme d'un liquide, et, plus généralement, pour les réactions isothermes sous pression constante accompagnées d'un accroissement de volume (par exemple, la dissociation de carbonate de calcium).

109. Deuxième groupe de changements négatifs. — Les changements pour lesquels (6 — a) est négatif formeront un deuxième groupe G'„ de changements négatifs. A ce groupe appartiendront, par exemple, les liquéfactions ou réactions chimiques isothermes sous pression constante avec diminution de volume.

Tous les changements sont maintenant atteints et mesurés («).

('} Pour un lecteur connaissant déjà les définitions, qui seront données plus loio, de Taccroissement AU d'énergie interne et de raccroissement AS d'entropie^ le partage des changements possibl/ss, suivant les quatre groupes précédents que je

io4

TRAlTlï DE CIIITMIE [♦llVSlOtE. — LES PUlNClPES,

110. Unité de cliangenient. — En dëfinilive, la valeur absolui de tout chaD^emenl prend la forme kPh^ A et P correspoûdant i un abalssemeiit de poid^ à partir duquel on peut^ par neuLraltâi lions suecessîvesj atleindre le changement considéré. Il vtsk i choisir la constaule arbitraire A*-

Une proposition qui a longtemps prévalu, qui prévaut encorf dans la praliquo, revient à choisir la constante k de niimièn^àrÊprésenter par le nombre i la cti/or/<?j ou changemcnl déliiiî parl< passage de i^ d*eau de la lempéralure o'* à la température i*. S! t et A sont exprimés dans le système C* G. S*, la conslante l\ lellï i]U*on la délenninera par une expérience où Ton échaulTera ilelViiil en laissant tomber un poids, prend la valeur 4?i8,io', En d'îialrclj termes^ on peut produire une calorie en laissunl tomber de t*"(mf masse qui pèse 4 ? î S - ^ o^ dynes, T incertitude qui régne sur cv. poids ne paraissant pus dépasser ~ (* ),

Une autre convention revient à prendre comme uni lé de chitt' gement la jjrande calorie (passage de o'' à î^ de looo^ d'eau)^C< choix t comme le précédent, ne correspond à aucune raison iWoi rique* I/un ou l*autre ollre cet avantage que, dans la plupiirl deî recherches calorimétriques et thermochiniiques, on neutraîtirecl* rectement le changement étudié par réchaulTemeat d'une certain* masse d'eau, ce dernier changement s'expriaiant sim|)lenic[il

en

vieo^ lie diâtiagucFi prend une sJgaificatioii assez profoQde syr Usuelle M. IM gevin à attiré mon altenlion :

Pour tout cbangcmcnt Ju groupe C^ on a... J .. ^

{ AS <o,

I AU<o,

AinàiT dans les §roiipes G^, Cj^, réntrgieïa ta croissant^ dan» les groupes C^» Tentropie va en croissant.

Naturellement, U seconde partie de cette remarque ii*cst applicable <)Ufr^ ] variiiiiou d'entropie a un sens (u'' ISl ).

{^} Kû(> dans le Tome 1 des Eap porta présentée au Congrès i/iler/iatiof* de Physique, Paris^ igoo, la dîïtcussion relative aux meilleures détermina de l'équivalent mécauiqQe de la calorie.

CHAP. III. — ÉQUIVALENCE ET NOTION D'ÉNERGIE. lo5

calories, et sans introduire aucune autre incertitude que celle qui résulte de cette expérience même.

Une proposition qui parait plus rationnelle consiste à prendre k égal à I . Le nombre qui mesure un changement prend alors la forme (± PA). L'unité de changement correspond dès lors au déplacement vertical d'une unité de longueur d'une masse ayant pour poids Tunité de force. Cette unité de changement dépend donc du sjslème d'unités fondamentales qu'on a choisi (').

On appelle erg le changement qui, dans le système C. G. S., est ainsi déllnl comme unité de changement. On appelle Joule le changement ainsi défini comme unité dans le système dit pratique Ç^). Le joule vaut lu^ ergs. Ainsi, dans le système du joule, dire qu'un changement H est mesuré par le nombre (4- 3), c'est dire que, partant de ce changement H, on peut atteindre, après un nombre impair de neutralisations successives, un changement défini par rabaissement de i*^"" d'un poids qui pèse 3.io^ dynes.

Dans le système du joule, la calorie est mesurée par le nombre 4,i8 avec une erreur possible de j^^. Cette erreur pourra donc s'ajouter aux erreurs de Texpérience même, chaque fois qu'on exprimera en joules un changement qui, en fait, aura été neutralisé par réchaulTement d'une certaine masse d'eau.

Malgré cet Inconvénient (^), et conformément à la convention adoptée au Congrès International de Physique de 1900, il sera entendu dans le reste de cet Ouvrage, à moins d'indications contraires, que tout changement est exprimé en joules.

(') Son (.équation de dimensions est évidemment