CHAPITRE VII

De la conversion des effets mécaniques, physiques,

CHIMIQUES, les UNS DANS LES AUTRES.

Généralisation de l'idée de forces disponibles

ET DU principe DE LA CONSERVATION DES FORGES dans les CONVERSIONS CIRCULAIRES,

146. — Du momciii que l'on aété amené à distinguer despliénoniènes et des effets mécaniques, physiques, chimiques, etc., il est tout simple que l'on soit tenté d'examiner plus à fond quelle est au juste l'influence que ces phénomènes, rapportés à des catégories diverses, exercent les uns sur les autres, et s'il n'est pas possible de concevoir que ces effets distincts soient aptes à se convertir les uns dans les autres. On ne fait pourtant guère que de commencer à entrer dans cet ordre de recherches qui doivent conduire un jour aux résultats les plus intéressants, cL pour la philosophie des sciences et pous les applications que réclament les progrès toujours croissants de l'industrie. Qui ne sait qu'aujourd'hui le principal usage des matières combustibles n'est plus de procurer directement la chaleur dont l'homme a besoin pour se défendre de l'inclémence des saisons ou pour les préparations des arts, mais bien de fournir indirectement la force mécanique cpii lui est devenue indispensable pour ses usines et pour la circulation des voyageurs et des marchandises, sur toute la surface du globe?

En cela encore l'industrie de rii(jmme n'a fait (ju'imiter la Nature. Car, quel autre agent que la chaleur régénèresanscesse la force vive que sans cesse la Nature dépense en grand à la surface de notre planète, au sein des mers et de l'atmosphère?

Les couches d'air et «l'eau dilalécs par un accroissement de température s'élèvent, puis se refroidissent et retombent ; d'où la production des vents et des courants marins. La l'ouche d'eau en contact avec l'atmosphère, continuellement sollicitée à se réduire en vapeur par l'action de la chaleur, va se condenser dans les hautes régions de l'air et former les nuages, qui, retombant en pluie ou en flocons glacés, alimentent les cours d'eau dont la chute avait jusqu'à présent fourni à l'homme la provision de travail mécanique la plus abondante ou la plus facile à recueillir et à employer. La ressemblance ne se borne pas là. Cette chaleur, qui, dans l'atelier de la Nature, a engendré sur une grande échelle le travail mécanique des vents et des cours d'eau, se dissipe par le rayonnement dans les espaces célestes, et elle est, quant à l'efïet utile, perdue sans retour, aussi bien que la chaleur cjui sort des foyers de nos machines à vapeur. La seule difïérence (et elle est capitale) consiste en ce que le combustible de nos foyers s'épuise, comme s'est épuisé dans des temps plus anciens l'excès de chaleur centrale qui imprimait aux phénomènes météorologiques un surcroît d'activité : tandis que la chaleur venue du soleil et dont le mode de génération est encore pour nous si mystérieux, semble incapable de s'épuiser, et de fait n'a pas éprouvé, depuis les temps auxquels nos observations s'appliquent, de diminution appréciable.

Ces considérations méritent d'attirer l'attention de tous les esprits : car, combien de fois n'a-t-on pas entendu dire cju'il n'y a point de limites aux découvertes de la science, et qu'on trouvera le moyen de remplacer, comme source de travail mécanique, la vapeur et la chaleur, quand nous n'aurons plus de charbon? La vapeur d'eau sans doute, car toute autre substance gazeuse peut également servir d'intermédiaire, peutêtre plus avantageux, pour la conversion de la chaleur en force vive ; mais la chaleur, c'est autre chose. On ne peut avec aucune vraisemblance conclure du fait d'une invention, qui n'était, à la bien prendre, qu'une copie des procédés de la Nature, à la possibilité d'une invention dont elle ne nous offre aucun modèle. Il est au contraire très vraisemblable, très conforme aux analogies naturelles, cju'on ne se passera jamais de chaleur pour engendrer la force vive sur vme grande échelle. Ce qu'il n'est pas déraisonnable de chercher, c'est le

moyen de produire de la chaleur et, par suite, du travail mécanique autrement que par le procédé de la combustion ordinaire, puisque la Nature nous offre le plus magnifique exemple d'un foyer qui n'a pas besoin, pour s'alimenter, du combustible que nous dévorons dans les nôtres.

147. — L'état gazéiforme des milieux pondérables est celui qui se prête d'une manière plus commode à la génération de la force vive par une dépense de chaleur, comme aussi à un dégagement de chaleur par une consommation de force vive et, par conséquent, à la conversion réciproque de ces deux puissances naturelles. Que l'on vienne à chauffer le gaz contenu dans un corps de pompe, la force élastique du gaz augmentera, le piston pesant sera soulevé jusqu'à ce c(ue le gaz, en se dilatant, ait repris son élasticité initiale. Cependant un travail mécanique aura été produit : travail qu'on pourra recueillir et utiliser à l'aide d'appareils convenables. Inversement, si l'on comprime le gaz, en consommant pour cela de la force mécanique, on dégagera de la chaleur. De même que dans la transmission et la transformation de la force vive par les organes mécaniques, les frottements, les résistances, les trépidations du sol et de toutes les parties des appareils occasionnent un déchet de la force vive recueillie (déchet inévitable, mais qu'on atténue de plus en plus en perfectionnant les mécanismes) ; de même, dans la conversion de ces deux puissances ou valeurs, chaleur et force vive, par l'intermédiaire des milieux gazeux, il y a un déchet tenant à l'absorption d'une certaine quantité de chaleur par les enveloppes dont la température s'élève, ainsi qu'au rayonnement extérieur : déchet qu'il s'agit d'atténuer de plus en plus par les perfectionnements successivement apportés à la constiuction des appareils et à la manière de les faire fonctionner.

Quel que soit l'état moléculaire des corps, ils offrent quelque chose d'analogue à ce phénomène de la conversion de la chaleur en force vive et de la force vive en chaleur, dont le type le plus net, celui (|ui se prête le uiieux aux expériences de mesure, nous est fourni par les corps à l'état gazeux. Les frottements, les chocs des corps durs absorbent de la force vive et en même temps dégagent de la chaleur. Ces corps absorbent . de la chaleur en se dilatant, et hnn- dilatation équivaut à la I)rodurlion d'un travail m(''cani(juc. Jusque dans les ph<';no-

DE LA CONVERSIOiN DES EFFETS PHYSIQUES. 167

mènes de la vie animale, on observe que la capacité de travail mécanique dont les animaux sont doués se trouve en rapport avec une condition essentielle de la vie animale, l'entretien permanent d'un foyer de combustion et de chaleur : tellement que la bête de trait est aussi, à sa manière, une sorte de marhine à vapeur, pour laquelle on peut mettre en regard le travail mécanique qu'elle produit et le combustible qu'elle dépense. Un lien qu'on entrevoit, mais qu'on ne voit pas encore avec toute la netteté désirable, unit certainement tous ces phénomènes ; et c'est en s'attachant à le saisir que l'on pourra pénétrer davantage dans la connaissance de la nature intime des corps, ainsi que des forces que nous rapportons à des agents impondérables, lesquelles toutes, par certains côtés, semblent capables de se convertir les unes dans les autres^

148. — Ainsi, outre la propiiété de produire de la chaleur, le frottement a celle de produire de l'électricité quand les corps frottés sont hétérogènes. Réciproquement, l'électricité met les corps en mouvement et n'a même été originairement remarquée que comme une force mécanique ou une cause de mouvement. Aujourd'hui, nous savons que les courants électro-magnétiques sont capables, comme la dépense de chaleur, d'engendrer du travail mécanique : de sorte que la découverte qui nous a valu le télégraphe électrique, cet étrange moyen d'agiter une sonnette et de faire marcher des aiguilles indicatrices à des distances énormes, avec la promptitude de l'éclair, nous vaudrait aussi un nouveau moteur industriel, si les piles voltaïques qui mettent en jeu les courants, et qui ne travaillent pas sans consommer des produits, pouvaient fonctionner dans des conditions économiques convenables.

D'ailleurs la chaleur engendre des courants électriques quand on chauffe à leurs points de soudure des barreaux métalliques hétérogènes, et réciproquement le courant électrique qui traverse avec une intensité suffisante un fd d'une finesse convenable le porte à l'incandescence. La chaleur engendre

1. Voyez le livre luUtulé : Corrélation des forces phijsiqiies, par W. R. Grove, traduit de l'anglais, et accompagné de notes par M. Seguin aîné Paris, 1856 ; et un autre ouvrage non moins remarquable, qui a pour titre : Recherches sur l'équivalent mécanique de la chcdeur, par G. A. Hirn. Colmar et Paris, 1858. — Nous trouverions dans ces deux livres bien des idées à louer et aussi bien des idées à combattre, si la nature du nôtre nous permettait d'entrer dans de semblables développements.

donc directement de l'électricité, et l'électricLé de la chaleur ; de sorte que l'on peut, indirectement ou de seconde main» convertir la force mécanique en électricité et celle-ci en force mécanique, par l'intermédiaire de la chaleur. De même pour la conversion de la force mécanique en chaleur et de celle-ci en force mécanique, par l'intermédiaire de l'électricité.

Personne n'ignore que l'électricité, la chaleur, la lumière même déterminent des combinaisons ou des dissociations chimiques, et qu'inversement les forces chimiques n'entrent pas en jeu sans provoquer des dégagements ou des absorptions de chaleur, des courants d'électricité. Ces actions chimiques, même lorsqu'elles s'opèrent dans une sphère inaccessible à nos sens, et lorsqu'elles n'ont pour symptôme aucun effet mécanique observable, peuvent donc, par l'intermédiaire de la chaleur ou de l'électricité, produire de la force mécanique ou résulter d'un déploiement originaire de force mécanique. Mais de plus l'action mécanique détermine immédiatement certaines associations chimiques ou en rompt d'autres, les moins stables il est vrai ; et quant aux effets mécaniques, souvent redoutables, immédiatement produits par le jeu des actions chimiques, ils sont assez connus pour (ru'on n'ait pas besoin de les signaler.

149. — Voilà des faits qui peuvent et qui doivent ouvrir, comme on l'a déjà dit, soit à la philosophie naturelle, soit à la théorie des applications industrielles de la science, des horizons nouveaux : et déjà n'ont pas manqué de se produire, à côté de généralisations sûres", (juoique hardies, des inductions téméraires ou mal fondées. Ainsi l'on s'est prévalu de ces considérations nouvelles, pour reprendre une idée plusieurs fois mise en avant et repoussée, celle de l'indestructibilité de la force ou du -mouvement : entrons à ce sujet dans quelques explications.

La matière ou la masse des corps doit être réputée indestructible et invariable : on a rappelé et expliqué ailleurs ce grand axiome de la physicjuc (101 el sniv.). De plus, nos théories chimiques actuelles reposent sur l'idée que les éléments chimiques sont distingués par certains caractères pareillement indestructibles, et qu'ainsi du fer est toujours du fer, de l'argent toujours de l'argent (137). Cependant une barre de f'T, une cuiller d'argent s'usent par le frottement, de manière

qu'il nous sera, à nous et à nos successeurs, à tout jamais impossible de recueillir et d'utiliser les parcelles imperceptibles de métal que l'usage même de l'instrument dont nous nous servons a disséminées de côté et d'autre. La matière la plus stable se consomme donc sans retour et périt pour nous, quant à son effet utile, quoique, théoriquement, elle doive être réputée indestructible.

En est-il de même pour la force mécanique? De tout temps, il s'est trouvé des philosophes disposés à le croire, nonobstant des apparences contraires. Un corps dur vient dans son mouvement frapper contre un obstacle, et, à ce qu'il semble, la force mécanique qui résidait dans ce corps en mouvement s'épuise par le choc. Cependant nous observons pendant quelques instants encore des trépidations très marquées dans le corps choquant, dans l'obstacle contre lequel il s'est heurté et dans tout le sol environnant. Pourquoi ne pas admettre que ces trépidations se propagent indéfiniment en s'afïaiblissant par cette communication même au point de nous devenir imperceptibles, et qu'elles persistent indéfiniment entre les dernières molécules des corps dont les mouvements se dérobent absolument à nos sens? Voilà ce que l'on disait, et maintenant l'on ajoute que la puissance détruite en tant que force mécanique doit reparaître sous une autre forme ; que par exemple la colUsion du choc a développé de la chaleur qui pourrait à son tour se convertir en force mécanique et quj représente virtuellement une certaine quantité de force mécanique ; que les choses doivent certainement s'arranger de manière que l'on ait, sous une forme ou sous une autre, précisément l'équivalent virtuel de la force mécanique qui semblait perdue ; et qu'il en faut dire autant de tous les déchets qu'éprouvent en apparence les puissances naturelles, de quelque espèce qu'elles soient.

150. — Par la même raison il faudrait dire que les doses de force ou de puissance active dans la Nature ne peuvent jamais être augmentées : et pourtant ni cette proposition ni l'autre ne résistent à une analyse attentive. Une gargousse de poudre a été déposée dans une entaille de rocher ; on tire une étincelle d'un caillou avec un briquet d'acier, et cette étincelle, c'est-à-dire une parcelle d'acier portée à l'incandescence par la chaleur que le choc de l'acier contre le caillou a développée, enflamme

la gargousse et développe par des actions chimiques une force mécanique énorme : quelle équivalence peut-on supposer entre la force mécanique qui a produit l'étincelle, entre la chaleur qui résidait dans Tétincelle, ou même entre la force mécanique dépensée dans la préparation de la poudre et la force mécanique produite en fin de compte? Il faut donc qu'une nouvelle dose de force mécanique ait été ajoutée à la dose préexistante ; et si le cours du phénomène peut accuser une augmentation dans cette dose, il peut y amener une diminution. Dira-t-onque, quand le charbon, le soufre, le salpêtre ont été préparés par la Nature ou par l'art sous la forme qu'ils doivent avoir pour que le fabricant de poudre les emploie, il y a eu des dépenses d'actions chimiques qui représentent la force mécanique que l'inflammation de la poudre développera plus tard? Cette supposition, dans l'état de la science, serait assurément fort arbitraire ; mais d'ailleurs on répliquera qu'il aurait suili de quelques gouttes de plaie pour gâter la poudre et rendre impossible la réapparition de la force qu'elle contenait, si l'on veut, à l'état latent, par suite d'un dépôt antérieur. Or, qu'est-ce que l'action mécanique, physique ou chimique exercée par ces gouttes d'eau sur la poudre, pour qu'on puisse y voir l'équivalent de la force mécanique que l'explosion développerait? Donc il faut bien reconnaître c[u'il dépend d'un concours d'accidents fortuits qu'une force mécanique se développe ou ne se développe pas, sans que rien compense le défaut de développement.

15L — D'un autre côté, la raison ne peut se refuser à admettre que rien n'est produit de rien, ex nihilo niliil ; que la force mécanique, pas plus qu'autre chose, ne peut être, comme on dit, produite de toutes pièces et sans qu'il y ait consommation de quelques-unes des forces disponibles, mécaniques ou autres, que la Nature tenait en réserve. Quand on aura consommé tout le charbon, tout le soufre, tout le nitrate de potasse que nous pouvons recueillir, il faudra renoncer à faire éclater des quartiers de roche au moyen de la poudre. Quand on aura brûlé toute la houille, il faudra renoncer à faire marcher des trains à l'aide de la chaleur que ce combustible procure. Le charbon, la houille, le soufre se trouveront convertis en gaz carbonique et sulfureux, et sous cette forme ne seront plus par eux-mêmes des sources de chaleur ou de travail mécanique.

Si quelque jour la Nature trouve le moyen de régénérer avec ces substances gazeuzes du soufre concret, du charbon, de la houille, elle le fera avec d'autres forces dont elle dispose, et ce travail ultérieur ne dépendra point du déploiement passager do force mécanique, que notre industrie a opéré avec les mêmes substances.

Il (It'pend de notre industrie de consommer ou de ne pas consommer ce que la Nature tient en réserve, d'en faire une C(Misommation productive, soit de force mécanique, soit d'une autre force équivalente, ou au contraire d'en faire une consommation improductive de force, sous une forme quelconque, (le qui excède certainement notre pouvoir et celui de tout agent naturel, à qui n'est pas accordé le pouvoir surnaturel de la création, c'est de cn*er une force de toutes pièces, sans rien consommer ni dépenser : puisqu'alors on pourrait créer fie la force indéfiniment ; la Nature mettrait à la disposition d'un agent quelconque une force infinie, ce que nous ne pouvons pas plus comprendre qu'une vitesse infinie (23 e/l 19, note).

1.")'2. — De là ce principe que nous proposerions d'appeler le principe des conversions circulaires, et qui consiste en ce que, lorsque le travail de la Nature, dirigé ou non par le travail de l'homme, a accompli le cercle des transformations, de manière à revenir au point de départ, il est impossible que la quantité initiale de force vive, de chaleur, ou de l'une quelconque des forces naturelles disponibles et convertibles les unes dans les autres, se trouve augmentée : les transformations postérieures ayant détruit ou absorbé tout ce que les transformations antérieures avaient créé ou développé, en vertu de la maxime ex nihilo nihil, et de manière à rendre impossible toute formation de toutes pièces, toute production indéfinie d'une force naturelle quelconque, au moyen de corps, d'appareils, de milieux inertes par eux-mêmes, et qui n'interviendraient que comme de simples organes de transmission et de conversion. Nous avons indique ailleurs (85, 96 et siiiv.) comment ce principe, appliqué aux organes purement mécaniques de la transmission et de la transformation de la force vive ou du travail, fournit une base rationnelle à la science de l'équilibre et du mouvement : on entrevoit ici comment le même principe, étendu et généralisé de manière à s'appliquer aux transformations incessantes des phénomènes moléculaires et chimiques,

à tous les échanges entre les efïets produits par les diverses puissances naturelles, peut donner à certaines parties des sciences physiques un fondement rationnel, en les rattachant immédiatement à la mécanique, et par la mécanique à la géométrie. Des axiomes ou des postulats de ce genre ont l'inconvénient de ne pas saisir directement les causes efficientes qui opèrent dans chaque ordre de phénomènes, mais aussi l'avantage d'être dégagés de toutes les hypothèses auxquelles nous sommes forcés d'avoir recours pour nous représenter ce qui échappera toujours à nos observations. Nous atteignons par là le pourquoi des choses, plutôt que le comment.

Un exemple ne sera pas inutile pour mieux fixer les idées. L'on sait qu'un kilogramme d'eau exige pour se vaporiser une certaine quantité de chaleur qu'il restitue en repassant à l'état Hquide ; de même pour un kilogramme d'alcool : seulement la quantité de chaleur prise et restituée est différente. Elle sera encore différente pour un kilogramme d'eau et d'alcool mélangés en proportions égales. Supposons que cette troisième quantité soit une moyenne arithmétique entre les deux premières, et suivons les conséquences de l'hypothèse. On sait que le mélange de 500 grammes d'eau et de 500 grammes d'alcool donne lieu à un dégagement de chaleur : concevons que l'on ait recueilli et mis à part la chaleur dégagée. Abandonné à lui-même après ce dégagement, le mélange se vaporisera en empruntant pour cela de la chaleur, qu'il devra (par hypothèse) restituer intégralement lorsque l'on condensera les vapeurs produites, ce qu'on pourra faire de manière à reclifier l'alcool impur, ou à recueillir dans des récipients distincts l'alcool et l'eau. Mais alors on pourrait, après la rectification, recommencer l'opération du mélange de manière à produire par ce mélange même une nouvelle quantité de chaleur et, par une répétition indéfinie de la même suite circulaire d'opérations, créer de la chaleur de toutes pièces en^ quantité indéfinie. Donc, en vertu de l'axiome invoqué, il faudra que les mille grammes mélangés exigent pour se convertir en vapeurs, en sus de la (piantité de chaleur qu'ils exigeraient s'il n'y avait pas de nu'lange, et qu'ils restituent quand la condensation dissocie l'eau et l'alcool, précisément la quantité de chaleur (jue l'opération du mélange a dégagée, .le ne crois pas que l'expérience ait jamais été faite, ni même

qu'on ait songé à la faire : mais il ne s'agit ici que du sens et de la portée du principe. L'ouvrage de M. Grove, cité au n° 147, suggérerait une foule de conséquences du même genre, à tirer du principe des conversions circulaires.

153. — Dans la dynamique supérieure dont les principes nous occupent en ce moment, aussi bien que dans la dynamique ordinaire, la consommation de force vive ou de force disponible peut, selon les cas, être ou n'être pas accompagnée d'une destruction de force morte. Une horloge de clocher est mue par un poids, et quand le poids est arrivé au bas de sa course, sur l'aire de la cage qui contient l'horloge, le mouvement s'arrête ; la force vive dont on disposait est épuisée ; il faut remonter l'horloge. Cependant le poids au bas de sa course est un corps qui ne cesse pas d'être sollicité par la pesanteur ; il peut continuer d'agir indéfiniment par sa pression, et comme force morte, sur le plancher de la cage. Que l'on ouvre une trappe, et le poids pouvant descendre plus bas remettra l'horloge en mouvement. Au contraire, le ressort débandé, et qui a épuisé sa force vive, n'agira plus, même comme force morte.

Pareille remarque est apphcable à la puissance mécanique de la chaleur et le serait à toutes les puissances physiques que nous considérons maintenant. Dans les machines à vapeur construites pour agir à pression constante, ou sans détente de la vapeur produite, toute la chaleur venue du foyer, et qui a été employée à vaporiser une certaine quantité d'eau, à soulever le piston à une hauteur déterminée, à produire ainsi une quantité déterminée de travail mécanique, se retrouve ensuite dans le mélange de l'eau froide du condenseur et de la vapeur condensée. En ce sens, il est bien vrai de dire que le travail mécanique de la chaleur résulte non d'une consommation de chaleur, mais du flux de chaleur d'un milieu dans un autre. Cependant, la chaleur produite par la combustion de la houille a été vraiment dépensée comme la houille elle-même, en ce sens qu'on chercherait vainement à se passer d'une nouvelle consommation de houille et à produire, avec la chaleur transportée dans le condenseur, la vaporisation d'une nouvelle quantité d'eau, d'où résulterait un second coup de piston et la production d'une nouvelle quantité de travail mécanique, égale à la quantité produite en premier

lieu. Il faudrait, pour qu'une telle prolongation de travail pût avoir lieu, employer maintenant, au lieu d'eau, un liquide amené à une très basse température et capable d'émettre des vapeurs douées d'une force élastique suffisante, même à cette basse température, si basse que, par comparaison, la masse d'eau du condenseur agirait sur ce liquide comme un vrai foyer de chaleur, par l'intensité de son rayonnement calorifique. Alors continuerait le travail mécanique produit par le flux de chaleur ou par sa tendance à l'écoulement, du miheu dont la température est plus élevée à celui dont la température est plus basse, comme continue le travail mécanique produit par l'action permanente de la gravité, quand on soustrait l'obstacle qui arrêtait le poids au bas de sa course et qu'on lui permet de passer, de la région basse où il était parvenu, à une région plus basse encore. Au contraire, de même qu'il ne suffit pas de déplacer un obstacle, et qu'il faut absolument une dépense de force vive pour remonter le ressort débandé et recommencer le travail de la détente, de même, après que la soudaine explosion des gaz dégagés par l'inflammation de la poudre a produit son efî'et mécanique, l'on ne pourrait avec les mêmes masses gazeuses reproduire un effort semblable, qu'à condition de les comprimer et de dépenser ainsi autant de travail mécanique qu'en produirait la détente ultérieure.

154. — Telles sont, suivant nous, les considérations à l'aide desquelles on devra comparer et concilier les théories, de date encore bien récente, qui déjà préoccupent beaucoup les physiciens de notre époque, et qui ont pour objet la conversion des forces physiques les unes dans les autres. Dans le second des deux ouvrages cités en note au n" 147, M. Hirn s'est particulièrement occupé de comparer entre elles, à divers points de vue scientifiques et philosophiques, les deux théories qui lui ont paru ofl'rir les contrastes les plus tranchés, celle de Carnot^ et celle d'un physicien allemand, le D"" Meyer. Suivant Carnot, la production de travail mécanique ou de force vive tient essentiellement non à une consommation de chaleur,

' Il ne s'a^il i)as du t^ciu-ral ri-publicaiii, plus connu (.-ncore par les actes (le sa vie politique que par ses études spéculatives en îî<^"'iH'lnc et en mécanique, mais de l'un des lils de cet homme célèbre, mort jeune, après avoir fait paraître en 182-J un opuscule intitulé: Réflexions sur la iniissancr motrice du feu, qui a été le point de départ des recherches dont il est question dans ce chapitre.

DE LA COiNVERSION DES EFFETS PHYSIQUES. 175

mais au tlux de la chaleur, d'un milieu dont la température est plus élevée à un milieu dont la température est plus basse : dans la théorie du D"^ Meyer, il ne peut y avoir production de force vive sans consommation de chaleur ; et réciproquement, à une consommation de force vive correspond une production réelle de chaleur.

Si nous confrontions ces deux théories clans leur application détaillée à l'interprétation des divers phénomènes mécaniques et physiques, nous ferions un livre de physique et non plus un livre de philosophie ; nous arriverions probablement à conclure, avec M. Hirn, qu'il y a des faits, les plus importants au point de vue de l'application, dont l'idée de Carnot rend compte d'une manière plus simple, et d'autres pour l'explication desquels on ne peut guère se passer de l'idée du D'" Meyer : seulement je crois qu'en suivant les physiciens dans de tels détails, non seulement nous nous écarterions de notre but, mais encore nous irions contre la vraie pensée de Carnot.

En elïet, Carnot s'était placé, bien moins au point de vue du physicien qu'au point de vue de l'économiste et de l'ingénieur ; et il convient de maintenir la question sur ce terrain, qui semble être celui d'une pratique plus étroite, et qui est en réahté celui d'une théorie plus large et plus élevée.

Qu'importe à l'économiste, à l'ingénieur, que la chaleur de A ait été transportée en B, ou qu'il y ait eu destruction de chaleur en A, et ensuite production de chaleur en B ? Ce qui lui importe, c'est qu'il y a eu, pour la production d'un certain eiïet mécanique, consommation de combustible, dépense d'une force, d'une puissance, mise par la Nature à la disposition de l'homme. Ce fait, et d'autres du même genre, viennent à l'appui de l'idée que Leibnitz avait eue d'une dynamique supérieure, dont les lois dominent celles de la mécanique proprement dite ; et en s'élevant à ce point de vue, la raison saisit en effet la généralité du principe, que nous ne pouvons rien faire avec rien, ni rien produire sans consommer quelque chose. Elle saisit en même temps l'idée que la Nature nous a donné virtuellement ou en équivalent tout ce que nous pouvons produire en consommant les choses mises immédiatement par elle à notre disposition. Telle est la pensée fondamentale du mémoire de Carnot, dans ce qu'il a de philosophique.

Puis, redescendant aux applications usuelles et pratiques,

et s'occupant surtout du jeu de la machine à vapeur, il remarque que la consommation de charbon, la dépense de force naturelle à laquelle correspond dans ce cas une production de force vive, semble n'avoir pour conséquence physique que de faire passer dans l'eau du condenseur la chaleur développée au foyer de la combustion. Mais ce n'est là qu'une remarque accessoire et particulière, qui peut être modifiée ou redressée, sans qu'on touche à ce qu'il y a d'essentiel dans la théorie. Que le cas spécialement considéré par Garnot ne soit qu'un exemple, auquel on peut opposer des exemples contraires, c'est ce qu'on aurait été fondé à affirmer d'avance en considérant que le flux de chaleur ou la chute de température a la plus grande analogie avec la chute d'un poids ; et que cependant, à côté de la consommation de force vive, produite par la chute d'un poids, qui peut tomber plus bas encore par le seul écartement d'un obstacle, il y a la consommation de force vive, produite par la détente d'un ressort, que l'on ne peut mettre en état de fonctionner de nouveau, sans consommer pour cela toute la force vive qu'il restituera dans une seconde détente.

155. — Les mêmes remarques trouvent leur application en ce qui concerne la détermination numéri({ue de ce que l'on a appelé ïéquivalent mécanique de la chaleur. On peut opérer de bien des manières différentes la conversion de la chaleur en force vive et de la force vive en chaleur ; et tant qu'on ne possédera pas des notions précises sur la nature du principe de la chaleur, il n'y aura nulle invraisemblance à admettre que les chiiïres d'équivalence diffèrent selon le mode de conversion employé. La seule restriction théorique à l'indépendance de ces chiffres, c'est qu'on n'aille pas contre le principe des conversions circulaires, ou contre l'axiome ex nihilo nihil. On dépense mille kilogrammes de charbon pour produire, à l'aide d'une machine à vapeur, une certaine quantité de travail mécanique qui est employée à faire frotter deux corps l'un contre l'autre, sans les déformer ni les user, et à produire ainsi une certaine quantité de chaleur : il ne se peut que cette quantité de chaleur produite par le frottement surpasse celle (jui s'est dégagée dans la combustion des mille kilogrammes de charbon, dès qu'il n'intervient pas (comme dans le cas de l'explosion de la poudre) d'autres consommations de matières

ou de forces. Mais elle peut être notablement moindre, lors même qu'on a écarté avec le plus grand soin toutes les influences perturbatrices, toutes les causes accessoires de déchet. Pour déterminer a priori le rapport de l'une à l'autre, il faudrait avoir sur la constitution moléculaire des corps, sur la nature des causes qui déterminent le phénomène de la vaporisation des hquides, et celui du frottement des corps solides, des notions théoriques que nous sommes bien loin de posséder- Et ce que nous disons au sujet de la comparaison, de l'équivalence entre la force vive et la chaleur, devra se dire à propos de la comparaison, de l'équivalence entre la force vive et l'électricité, entre l'électricité et la chaleur, et ainsi de suite.