PIS CORPS

Étala principaux des cerpa.

I . Les corps se présentent sous trois étaU principaux qui en comprennent une foule d^autres intermédiaires.

Corps à l'état solide , ou solides. Tels sont les pierres , les bois , les métaux en général, qui résistent plus ou moins à la pression.

Cet état ne présente rien d'absolu : certains corps solides sont durs , eansants , fragiles , tels que le verre , Tacier trempé , le marbre ^ etc. ; d'autres sont mous > ductiles , tels que le beurre , Targile ou terre glaise , le plomb , Tor, le cuivre , le fer (principalement à chaud). On dit aussi des métaux ductiles qu'ils sont malléables.

La ductillé ou la malléabilité de certains métaux est de la plus haute importance pour les arts industriels ; elle réside essentiellement dans la qualité qu'ont ces corps de pouvoir changer de forme d'une infinité de manières sans se rompre ni se diviser. Nous verrons bientôt des exemples de la grande ducli* litc de l'argent , de l'or et du platine*

2 MÉCANIQtJE INDUSTRIE LIE.

2, Corps à Vètat liquide^ ou liquider. Tels sont l>au , le yio, les liqueurs en gdnéral , le métal appelé mercure ou vif-argent , etc. , lesquels se distinguent des corps solides par rextrème mobilité de leurs parties. Celte mobîHté s'observe à divers degrés dans les liquides : elle «si très#>grà9de dans les élhers , Valcool ou Tespfit de vin i*eclî(fe; effle Test BMnns dans l'eati tel le vin; elle Test encore moins dans rhuttef, les^^sitops^ les gi^isses et les métaux fondus qui coulent difficilement , qui /t/éitrën tombant dans l'air an lieu de se dî« viser comme Teau, On distingue ^éï eût p>ârti6u lier des- liquides en disant qu'ils sont visqueux ^ ou qu'ils otit <ie'la ^i'set>sUé, Enfin un liquide peut se trouver dans un état très-voisin de celui des corps solides très-mous ^ c'est* à-dire des houiUies,àe%péîeé en générari où des corps .pàtewuf^

S. Corps à Téfat gazeux , nommés gaz et vapeurs. Cette classe comprend tair qui hous envirobne de toutes phH$ , dan^ lequel nous vivons, et tous les corps analogues qu'on noihine jfKJtir celte rai^»ofl aêrifùrmés , «orps qu'il no faut pas confondre avec les vapeur's condensées m^êiêillards ^ ceux-ci étant simplement fonnés de buHes , de go«itel<éUes de liquide t»às*petHe» et «nspendues dans Fair.

On nomme spécialement vapeurs :, les gaz q^'én'oblieifl des'lîqu ides i^. lorsqu'on les chauffe dans des vases clos de toutes parts ; elteis soiit •presque, toutes invisibles comme Tair : telle est , par exemple^ ia vapeur d?eau qui s^ forme dans Tintérieur des chaudières des machines à feu..

Uoxigène ou air vital qui entretient essentiellement -ia oon»bnstioa des corps et la respiration des animaux ; Yasote dont le mélange avec Toxigène constitue Tair ordinaire et sert à modérer les effets de celui-là , mais qui , employé seul , ne peut entretenir ni la combustion m la respiration ; l hydrogène ou air inflammable qui , à Taide d'une certaîdé chaleur, se combine avec l'oxigène de l'air et produit la flamme qui éclaire nos habitations; l'acide carbonique résultant de la combustion du charbon pur [carbone) ou de l'union de ce dernier avec Toxigène , et dont la présence se fait sentir dans les chambres closes oii brûle du charbon , dans les lieux oui fermentent les raisins , le vin , etc. , tous ces corps , dis-je , sont autant de gaz.

L'existence , la matérialité de l'air, des gaz et des vapeurs , est prouvée par toutes sortes de faits : enfermés dans des enveloppes flexibles et imperméables , ou qui ne se laissent pas traverser, par exemple dans une vessie , ils résistent à la pression comme les corps solides ordinaires. — Un verre renversé étant plongé dans Teau , l'air qu'il contient ne cède point sa place au liquide ; mais celui-ci remonta et remplit le verre dès l'instant oiî l'on pratique à sa partie supérieure une ouverture qui permette à l'air de s*écbapper. Les vents , les ouragans qui ne sont que de l'aîr en mouvement^ renversent des arbres et des maisons comme le feraient des torrents d'eau ; l'air d'ailleurs s'oppose , aussi bien que cette dernière , au mouvement des corps solides , et c'est ce qu'on nomme sa résistance» Enfin on sait encore que

le vent esl employé eoiaroe moLçur des machines de ritidnslrie , et qu'il en est de inétne de la yapeur d*eau , quoique dans de$ çirçonslances bien différentes.

A, Atmosphère* Nous avons insisté principalement sur {air, parce que c'est le gas le plus uaiv^epsellement répandu ^r^ uDlre globe , qu'il Tenveloppe tout entier bien au delà des plijs h^iites> niQptagnes ; que tous les corps y sont plongés, et qu'il joue un rj61eessanliftldan$ tous les phénomènes naturels >et dans ceux do la Mécanique, jodu^irlelle. Remarquez d'ailleurs que cette masse d'air immenso dans laquelle ^nous vis/;oi)s et sommes plongés, se nomme atmosphère^ ce qui a fait donner à l'air lui-même le nom d'air atmosphérique pour le distinguer des autres gaz qu'on nomme quelquefois aossi des airs,

5. Fluidité^ changement d'étai des corps» tes liquide^ , les gaz et jes vapeurs se nomment en général des fluides , d'un mot latin qui signifie eouler : les liquidei^ comme nous l'avon» dit , sont plus oif moins fluides , ils ne possèdent pas tous au même degré la fluidité.

Un grand nombre de corps connus peuvent , au moyen de la phaleur et sanssirbikT apdund altération intime ou intérieure , prendre successivement l'é^t • solide ^ li^tiide :0t gazeux : telle est l'eau qui est solide à l'état de l^ace etde neige ^ liquide dans son état le plus ordinaire, gazeuse ou h l'état de vapeur quand pn la chauffe d^sins d^s vpses clo,s. A Tinversc^ les vapeurs et œrtaifis gai; > tels que raçi4e carbonique , sont susceptibles de repasser à l'état liquide et solide par le refroidissement ou la compression. On nomme fusion , liquéfaction le passage de l'état solide à l'état liquide , vaporisation 9 volatUisation le passage de l'état solide ou liquide à l'état de vapeur, enfin, eond^nsatiçm le retour de ce dernier état aux précédents , et wUdification^. congélation celui de Tétat liquide ^ l'état solide. Certains corps ne sont susceptibles que de prendre deux de ces trois états , du moins par les moyens jusqu'ici connus ; il en est d'autres qui ne se présentent constamments que sons na seul ^de ces états : tels sont les corps dits infusibles ou réfractaires , et les gaz nommée permanents , au nombre desquels on doit compter l'air ; mais la classe de ces corps diminue tous les jours , à mesure que nos progrès en physique augmentent.

Diéisibilitë dès corps.

6, Fluides, La divisibilité des corps esl de toute évidence pour les liquides et les gaz ; on conçoit même que la division ou la séparation des parties pourrait y être poussée h un degré extrême ; et , comme tous les corps solides peuvent être amenés à l'état de fluides , au moyen des agents physiques et chimiques , e'est-à-dire en les dissolvant , en les chauffant, en les attaquant

4 MÉÊAMtaui: mmjsmm^E:

ay^4) l&$ilmê^^MBi ,:iMi09Ji]fpîftRpierjbio(iifiisibfij}ié est;iiitepropne|^'gféiriërafe de ite 4ll^ljèrevMaulillal'é6b^a•iipâiJl^.^de faire «omialireJçS'ÉiajpeDsiKiPli* cullers mis eà naGg^e^^ipèur c^^rerî'^t^alp^Biiëcîsirlidifcibî^^ da«l9< Ifs ttorfus.ttofideà^r.cgtté 3»fetrâaMnd(nrîfl%yifcé'i%^î»atîèrBv d^auCânt plut iqiie:iim6fBtioyeilr o0nttitttnifeokyDÎeli|^acîpal)^îi graoïd^noinlNre d^arCs

7. <fi^eiJI>Oi)[ ,î]|if i88^te9'piiirteiKjplesliafe^sl6»rifaélal^ ouopftril^fiiaiftenûinb^àilfaideidaiAidrrAéandD, île fâbnis^j^oneiéet oà pufeti«Sy Qtcâoa i'PUeaiis^^^ 8CK8a^in|^p8>,>ëmesci^ -t- - JL

:.vQ0.*«éparc£ ksrtparfedes èaipfas fiaë8idq6«iplrarj^(«»cèrear^iaviîeiIei^finS9 Ifi Idolmi^ eniaUeblt^edeorp mienx'ie bak7eiE3mpldîqait)<^^ décunUOien^ la ti#9fl|kAi<âm:»iOirvidaQa>oei?taîiiSAa «tebdiaml/èiii^b rtî'iîJii^nno j. . r .

.£aiié^(i<<tqii3DGjiiftUfo^àV«hier dans Feau'JeeboiaibîdDef d^àipid\cért^es ^ -â^ les agiter, à laisser rf^ûfQrlejMtangepqmlaiii^ijndffiiipa^fd

laisspiri^p^gHfdie^il^yeiiii eLaM»«f 4els^ii^Jlliisfti^a parliez teUemem; fines des çaçpsjefïpla9 loqrdf ^ <|u'dlf fidàiiliplpic^ jpinAf0»wj»pi93'étt^ràtîf^è9'é La déiQ4p4ati<ifpftx|g0i: xQmfl^f^ifMiy^ ^4^i9j0tinâkljîà!eif ^{>ujs£bfse filiubccbu se di&sp^dffci 4^D^ Jiw>M;4;«ti^W^i5 p»yr.8flpip«eâcluii>iflte pîii3iqi%'«»|îréoîjri[îfeci%|i

La tentilqiim |î«!Çpftlîl^il9<^|i|ç^ JJV% y«i^imta«to flet, yaitou re.nJ|fe|e^uiîv;€iiMî^lfl^Tte5 P!»r,\ieSid>p^«J;)4[dii^y«ik|3qtt^ plus fines, :C'c;^aîftsi.qH'Q^4fei(}^f[i|p^J^ kbi5ftufrOidim6>le8

poudreries, et que , dans nos campagnes , on,<f^|^r{<i >]°ôs g^aînés île blende Jeureny|ç)Qj]per ,..= ■:;: ;, vj:^.., gr» ;•.;, , ^^ :5 ;.>fï7 .i:\^. ri^Au-i ■■ ^\^nÀ,^'^:l

la &ffè/^i|i[«>n çQi;i,si^%;liMjîf|)ftr/$^; 1e«.vcax|3ift:fiuii£jsio3r0ii,d^ dans des vasejç feEiwceij p\ à çp9^Qnser>I^/yâ^iira^pérr.fe:a%i{^ C'est ainsi qu^on prépare \h fleur de soufre^ le mercure ou vif-argent, etc.

8, Extrême divisibilité des çar/t«. Gfià <qi«uiii6Bis donnent déjà une idée de la grande divisibilité de la matière \ en voici encore plusieurs exemples. — Quand oi| thiêst^ lecaftne'lifmiaeilr'pin^tïpat^^es.Jtiy^li^ d'à èolèil^^ni It^versentf iMM^j petîèé euvertiire praliqaéb 4^»is iiiie: cïi^iÉl^e^ olféotire^ti Tdti'ft agile dea. pdiiâsiértas iràar^fim»-^ on.ape#çmt :»n^ ita<fitfitéqdé' «oi'|]^80Ùti^si -ou grains ^efBalê^,ea^iiuinTemieiâ}v^iavti8â$jeSï'4de^'t)(M^^ et qu'on nepeutrpalp«Tî9ti'j^tiriaut^iifaplëitod«^Wim)^ €iVq^ ou un grain de^^rcnîn dissgus>di«'i) Hi(^peiJ(Q|gp;^:H3«a«^^d)l>teiyrëfi^^^

cette masse, et le nombre total des parties colorantes visibles ^^èftféâ^^uppb^ sant d^vs^^uienleat p«|r centî^ainniejd^â^j'j^^^ dènfroM >ïiill'ti%tlsP- *:

Un fil de platine recouvert d'argent, étiré à la filière, et remis ensuite à nu en dissiilBa»l>l!ai^(»t> dansi?0jràoft)£itfèjr^iil|4né^<iMi(tfé^'i}t$^«M^^ finesse, que «on /diamèUv test éeuleaii«HOi|)c ^\\V^qlt^^^ et que

8000 pieds ne pcseol quîun «grain : iWt^udiîait i40K;liL^cé»'firs pour former un faisceau de la grosseur d'un seul brin' de soie; Or, âOOO pieds valant

4iâttK> lignes^ «tdiaqte UgnèicIff^loàlgfucpvlqKoinsa»!,. sans d\&eiAiêr4 être pârtagéexn d^rpaFtksiraLmoîàs^ ebla^foikcpIas^dâfc'miiiRifikde'pîi^Utl ^Ui^ hleèiàAnfimÈQrêiàfdBfAaLimBJBu^pa^t ?.vyt\i<

logue à celui qui précède, démontre, par exemple , que l'or qui iseèwf^^lé filDdoréidir brodëor.estr^i^ëiiultjeaebiâasîqaètmtiqis^lav^f^de'^t^^ d^é* pateoto^ d*«àâiMftail^finâf ide «cDiifiiÉTcaiix&i^&VréE9ëiiii«»ttél&é»d^^^^^ La nature nous offre de£>^çBdpftEB![4ei^occriil8,ea!|^^SdèfiB (si^irtéMiit^ ^^

f ff/ff lotr» qn'âii apekçDÎt>)spiikBi«itt àu)laûen>SQo{ie)daaiir^ )îqiitdi}ki M qui paraissent constitués dan»' to«^ leurs ^|Mi4ncsiéVin0î^aii:ffèr^mnà4^^ aux <aliitr!éalœiQi||îiix$:«&(dfQiiésdBS niêm qcndkés'^pliyt^piev^'^^ilifMpit ^- 8if|llI4 2DiHttI^pIi^an[tdet)în5tIrIalp(^ot|l^ i.>-^.?'r ] « i' -- r,, ^ o

an dêlài'finodPé^ nlaisi 8h^it9âtiiLqU«<I#4 pit¥fié§ des €(>i^psr>k)t^f«îhVi9lbl^s iodëfipÎBie^^ (Les^p^^éflcmètièi é«^ki^j[7llitiÉè' î^fifbletft pr^uN^it: ^bètif^âire. >ii)nisfTià iBUiilîtu^^f i^lr!ififiiiièf4<ss bâ«iife^^i\j»9^t d^s^t)>abëfôrt^alibns pasdl^Iesii^siebrpsv^^ ûiitièi^èi^t^lâtaïlëlr et à^4^oiU%^ %és^q^â1^é^ p^ièi^r^ titesqoffnd>9dil'aiîaa)éèiit(mv«tf»btëteëQtw*6^^h-ë^ «fftisr^ tout fidi-

rmt|)arlUbiapgépU«iii|itUl^«l^^^]^i^ %«ifr^(f^^obbv léùt^^r;^ an^titirait saiis^etbuiv^^ej teteodhftibwâjyëè'^'lm^iiyjé^ siècles

ceàsètôeiit^l>ieaAti4|«t'^Ng«|^.''^^' c3r-!.r..,.r ,•:. ^-.c-î ^-' - . ouz j^ :..

Les dernières parties de la matière , qui ne sont divisibles nPSRiéràblès en aiit»ledDaDièÀ,c»mEmttftiâf|M^t«#^ éf YK>n%p\)é\êiHélè^ulè\ péfï^uTé, Yen-

lQ:rPor0^|^i^,p^fmrf^r*nlfh4^e^k^^l!axr^ Oh-aôrniife «i ||é0ik*al jJD/itf les iatcu^t|ill§&.€0i&pri9»fi!l&r/^ ies:" lii^^ j^aiparticules^et les dèvlarq gr.oiiipe»d« P»rli<^|jÇft jqwicOort.pè?ftifl;< tes: corps* if ^ «^pfonîiwrs .sont, loufc h. ^i t'émpercep^ ^*Wes î <{M^^ s^jisie^nmn^iPUj^^lfSsip»^ bieném: cas , *'a«surBr>idc ïear ewie^çiq, .r^ I^^pc^^ offres Vitl^empltridfi ^ores dejdiy«r»q gnalideors.

Ii>sp^ciÇi>p^^f)if.t|Uir'J£i0»«tiérj^pk!#i'«i dW ooFp&,!est</catp]'on nomme

L'espace g(i99Î^rj|>A¥'>Ii'eiiivelapp(Ç!je^tmiffC's^^^^ ap-

La diiFtén^çAi4u:iVPlim^ flppiiii^ri«U(i^o]^ est^.vdlaoieidesipoQrtsv

Ainsi ^ . pliifr le voUim^iAliparent jolioniHie^) plu» il 'se ffap^^rofihe du' yohim« léel : c'est ce. qui a;liWj,j^aRfc|e»ipl«> dans J'éponge quVittfieutcoinprim^^ jusqu'à un dixième^ un vingtième de son volume primitif»^

6 MÉCAWÏQCE INDUSTRIELLE.

11. Tissus^ corps organiques, La porosilc est manifeste dans une infinilé de corps qui se laissent pcnélrer par les fluides : tous les tissus, les étofifes , les cuirs , les bois soût dans ce cas , et c'est sur cette propriété qu'est fondé remploi des filires, — Les bois augmentent de pîoîds et gonflent par Thumidilé , ils se retirent sur. eux-mêmes et diminuent de poids^ par la sécheresse ^ ainsi qu*Qn le voit dans les planchers , portés et lambris de nos habitations : c'est pour éviter ces effets, autant que pour préserver les bois de la destruclion, qu^on les recouvre de vei'nis où de goudrons. — -"Eu insérant des coins de bois bien sec^ dans line raîiaure pratiquée autour des blocs de. pierres à extraire des c^rrièfes, pour en former les meules de moulins, et en les humectant ensuite , ils produisent par leur gonflement des efforts qui suffisent pour détacher ces blocs des massifs qui les renferment. '— ^ Les cordes sèches étant mouillées , augmentent également en diamètre et diminuent en longueur ; de là un moyen non moins puissant , employé par les anciens pour soulever d*énormes fardeàgx.

Pierres^ Certaines pierres, telles qae le grés ou pierre dé ^able, servent t^!e (litres comme les tissus ; toutes augmente^nt de poids quand oii -les expose à rhumidité ; sorties fratcHement dès carrières elles s6nt liumides, ce qui rend possible la taillç même des pli^s dures, ainsi ,qu'il arrive pôt^mment pour la pierre à fusil. - s n .

Métaux t Les métaux eux-mêmes se laissent péÀe^rer par les JFliiides: c^ést ce que prouve l'expérience qui a été faite ^ Florence , par les académiciens de la Crusca , sur une boule d*or, mince, remplie 'aeau, et qui, soumise à une forte pression , laissait suinter le liquide par tous ses jpores ; expérience répétée depuis pour d*autres métaux.

12. Preuve générale de la porosité. Tous les corps ne se comportent' pas comme les précédents : le verre , en particulier , parait être absolument imperméable aux liquides et aux gaz, et c*est ce qui le rend précieux dans nne foule de circonstances; mais , compte il sera bientôt prouvé que tous tes corps indistinctement, soit solides, soit flûicles, diminuent de volume par la compression et le refroidissement , il demeure établi que tous aussi ont des pores entre leurs atêmes et molécules^*.

De la compresêilnUtè des^ eofps^ .

13. Définition. La compressibilité des corps est la proprict<f qu^ils ont tous d'être réduits, quand on les coipprimé, à un moindre volume apparent.

l'issus. Les tissus naturels et ceux des arts^ tels que Téponge, le cuir, les bois , les étoffes , qui sont très-poreux, sont aussi les plus compressibles des corps solides ; cette propriété sert h en çktrâîre les liquides qu^ils contiennent. Les étoffes mouillées , le papier sorti fraîchement de la cuve de fabrication y. la bettçcave réduite en pulpe«i»i(i)>i^i^d(9Anept, sous TitQtioQ de la presse , les liquides renfermés dans loursporet.

PRINCIPES FfONDAMEWTAUX. 7

Pierre$. On sait que les pierres empilées dans les colonnes et les mnrailles des jios édifices, s'affaissent, sq tassent ou se compriment et s'écrasent même soiJ|$.,ua^. chargée considérable ; c'est ce que prouve en particulier l'accident survepu au3^ piliers qui si^pportenf la coupole du Panthéon ou église Sainte- Géncvîève de Paris. , ,

Métaux. Quand* Qb les frappe à coups de marteau , de mouton ou de balancier» ils s^écroKtm|t^,.ils deviennent plus compacts , leur volume est réduit ; c'est ce qui arrive en^particulier dans te battag^e des monnaies.

TA^ides, Ils sont eq général beaucoup moins compressibles que les corps solides. — L'eau renfermée dans uiî canon de bronze de 3 pouces d'épaisseur (8 cent.) , et comjirimée fortement au moyen d'un 'pistof% , fait éclater la pièce avant que s^n volume ait diminué de —• Celle dlmjnulfon de volume est seulement de tôôV^ôq P^"^ chaque augmentation de pression de 1*^",03S par centimètre carré de la stirfacé de la base du pfôton , et il faut une pression de 10Î8 kîl. ou lOOO fois aussi forte, pour que la pièce éclate (1).

H, Principe de inégalité depresfÎQn dèsfhiides^ Un principe Ires-important découvert ,par Pascal , est ceJtii de la réparlio'n unifohnie ou de Vénalité de la /iremon exercée , par lés liquides, eh .tous les sens , dans leur intérieur ou perpendiculairetnent aux parois des vases qui les contiennent , quand oti les comprime en quelqu'un des points de ces parois. Cesl ainsi que , dans rexpériei|ce ci-dessus , la pression du liquide sur chaque centimètre carré de la base da piston \ se distritue suï^ chaque centimètre carré de ta surface du fond et des parois cylindriques de la pièce. Ce principe , qui sert de fondement à la construction des presses hydr*auiiques , s*é tend d'ailleurs wix fluides aériformes dont il va être question. Il se démontre en pratiquant ime ouverture dans une partie qoeiccfnque des parois, et la remplissant par un nouveau pijslton : ce dernier est refoulé avec un efTort qui est a celui de Pautre piston^ dans le rapport dé sa surface en contact avec le liquide, à celle de la surface pareille du premier ptslon.

Par exemple, si la surface de Pundes pistons est de S centimètres carres, et la pression qu'il supporte 66 kilog. , tandis que la surface de base de l'autre piston est de l!io centimètres carrés , la pression exercée perpendiculairement Il celle dernière sera de 125 X i? = 1650 kilog.

15. Gaz. Us sont les^plus eompreftsibles; de tous les corps. — Quand on refoule 4e l'air^j^au moyen d'un piston^ çlaps un tube cylindrique Fermé par UD bout (PI. I , Gg, t) , par exemple , dans le corps de pompe d'une seringue ou du briquet à air, dit pneumatiqt^e , il peut être réduit , par le seul effort de la main , au dixième , au vingtième de son volume primitif: ce volume diminue même à n^esure qu*on augmente de plus en plus l'effort ou la pression ; mais il ne peut se réduire à rien en aucune manière , attendu

(i) Nous Terrons plus I^in'èbmineitt la prèi»U>n peut se mesurer & Paide des poids; il ne *'*gitici que d'éiioDcer des faits , des données de Peipërienee.

rinaltérabililc , T impénétrabilité des molécule;» de Pair on des gaz ; î1 y a donc une limite nécessaire à ta compression. Quand on diminue ou qu'on cesse tout à fait la pression , le piston, poussé par le fluide, revient de luimême vers sa position primitive ; et si , le tube étant prolongé convenablement au*-dessus du piston , on éloigne ce dernier progressivement du fond , Pair se répand ou 8*étend au-dessous , en occupant un espace de plus en plus considérable sans qu'il paraisse y avoir de limite à cette augmentation de volume , qu'on appelle expansion des gaz ; parce qu en eflFet ils tendent continuellement à se répandre en tous les sens, et à presser également (14) les parois des vases qui les renferment.

16. Loi delà compression des ^as. Supposons que, dans Texemple ci-dessus, la pression exercée par Fair sous le piston et par centimètre carré de sa surface , soit de 1 kilogramme quand cet air occupe un certain volume ; si ce volume est réduit à moitié par le refoulement du piston , la pression de Taîr intérieur sera double ou de 2 kilog. , elle sera triple ou de 8 kilog. si le volume est réduit au tiers , etc. Si ensuite on ramène , par degrés , le piston vers sa position primitive , la pression de Taîr diminuera dans le même rapport que le volume augmentera, et reprendra précisément les mêmes valeurs pour les mêmes positions du piston : cette pression qu'on nomme aussi tension , se répartissant également dans tous le sens , ou étant la même pour cbaque centimètre carr^ de surface pressée (14), on peut direque les volumes occupés successivement par une même quantité d'air^ sont réciproquement proportionnels à sa force de pression ou de ressort*

Cette loi, découverte par Mariette, s'étend h tous les gaz et même aux vapeurs, pourvu que le fluide ne tende pas à changer d'état, ou à se liqué- Ger par la compression (6) , et que la quantité en reste toujours la même . Cette loi a été vérifiée par MM. Dulong et Arago pour des pressions équivalentes à 27 atmosphères.

Élasticité des corps.

17. Définition. V élasticité est la propriété qu'ont les corps de reprendre leur forme primitive quand une cause quelconque les en a fait changer : c'est en cela que consiste proprement la qualité de ce qu'on nomme ressort. — Les ressorts sont d'une grande utilité dans les arts; ils servent à suspendre les voilures , à faire mouvoir les montres et pendules, à diminuer les effets nuisibles des chocs, etc. : c'est par leur élasticité , leur ressort , que le foin, les découpures de papier, prémunissent les marchandises emballées contre l'effet des secousses.

On distingue l'élasticité de forme et l'élasticité de volume. — Le ressort d'acier qui plie, qui change de forme sans changer sensiblement de volume, est un exemple de la première ; la deuxième est manifeste dans l'air, dont le volume apparent diminue par la compression , et redevient exactement co qa'il était dès qu'elle cesse.

PRINCIPES FONDAMEINTAUX^

rélasticîté des- corps eiiparfaiie lorsque , d(gis leur retour Tçrs la foroie

primUive, ils conservent la même ënet*gie. la même forcQ de ressort pour

lesjnêmes positions. , » ' t » . ..

*>r«rcfi9^*i»n5^ oio-T .iq ifT.oj-î 9»uiJ j- a Jo ; *:• '/tT'T '^: •*•?'-. ^^ . ./ > r *•,

^18, Fluides, L'élasticité de volume des, liquides^ est parfaite* — l'eau qui se divise et se déplace si facilement quand elleest libre , n'a point seusiblement d'élasticité déforma; si an la fait diminuer de volume dans un espace clos et'3ufiUamment résistant . et qu^ensuiCe ou' l'abandonne à elle* n^iQe, elle reprend exactement son volume pripiitif , en repassant par les mêmes états de tension : elle jouit dune à un très-haut désiré de Pelaslicite de volume. » /

L'ajr^ les gaz enj^cneral^ et même les vapeurs (16) sont parfaitement élastiques ^çptre .lesj[mites de tension pour lesquelles ii^ n^ sont pas susceptibles de çh.ar^cr d'état V c'est ce qui Içs avait fait nommer autrefois j(?wirfc«,é/a«<i5^^^; quand» on ignorait la cpmpfçssy^ilité .et l'élasticité de volufne des liquides proprement dits. ^

-^^tf i^»?/'^f^i 9^'5/^%^^.'?4i<v ^^^'■^f^^ffv -^^* corps .solides se jçomportent '^'jWS'.^âftJS'ffsyPfR^" 4ir!^,''**^"!'®^^ ^' y^^ ""® diiréc et 4i"ne limite

il^9,iP^ÇÎPjrf^,f*^'%Yf4f(l^^^^^^^^^^^^^^ ^ --^^fÇ^f ?^"? ^^ moins déformés: le fflS}|*:?ft%nî^i?f îFikft 'ISJ^^I^^ brise, quan^d on ie^ gli^ aii-^^elà d'un certain »*r{fie* ^ ^^^"^fÇ^Tlol'^J'^^^'Vvîes.Çprps^^ c|;am^nt.^,lus élastiques

9^taHJÇ»(c(SS^m ,</?/f .f*?%WfW^^^* «''rî'^.^l^V. spus ce point de Tue, une lame d'acier serait ^plusé^stiijue^^u'une lame de. verre, et une japQ. jj^ ^jfirçe plfj^s ^cjl^fti^ne.içij^^nQ lame . de pfoinb ; cependant , pour ^Bpii%M»^(! ij9f^^gi:{î^jp^ faibles et peu prplcii^gées , la Upi^e^ de plomb ??l?SfiPÔrSîï^Rffiïft®JSMa''^^^ ^P repassant p|ir. }os f^êmes

^mf^^^i%%mWMÀ:ft^m'!^ sens, on p^ucr^ildi.r^ ^qu'^^^es^pajrfaitement élastique. Il en est de même de toutes les substance») çolides : leur élasticité de forme ou de volume n'est donc en réalité qu'une propriété relativcm

^Mà lès cfbl'^s iofidèfs ontia'YBi'nié de cubes du de sph^ré^ , '«Qi* élas* ficllëîTit)tris'âppatélTté que quârid'Ms^'ô^^^ lames, n*ert'6î£i8(è pdë moins. -Tn^'^ft'dtile'a'WÔfrë*; cn<îtiitè ^ilitrllè ;^ et tombant d*unè" êe^tainé hauteur'ktf?Vtf^ tîb1fe^dfé%aiVbré où de fonte ,7 laisse une tache plus ou moins large giiî p^(fWifa•tllb ÎI^WatiTilîë f Mfe t^ejaillit eniÛHe cri s'élevant plus ou'Ù81n^Kaattî)WTe»^t^diîmtrà^ réassort; —Une botile

a^VWfJ^iJiïîM^attiqïre (ïti^ pàfce qu'teUe rejaillit à

une plus grande hauteur et qu'elle reprend sa première formé,' ce qli6 ne fait pfas lîélfe dîi*ri1èrèi — Une ïianife d^âcièr circulaîre, cômî^Vîmée dans un sens k ^^éSk^éè ensalféf'Vélle-fnêthe , s'élargît bientôlén's'enèf contraire , et'faif xxhé'mïie'&^osciMiiàns autour de sa fbrme primitive. Il cû est de même dé la lÂH'é divoire tét'dè'toas les corps élastiques qui ont été choqués ou dérangés de leur position naturelle ', et abandonnés ensuHe à

!'• PARTIS. i

JO IWECAÎSIQUË INDUSTIUELiE.

eiix-tilèmës ; ils toM une suite d'oscillations de |dus en plus faibles^ avant êe revenir a cette position.

Lorsque les oscillations deviennent tellement rapides qu'on ne peut plus les discerner d'une manière distincte , éi qu'elle^ se convertissent en une sorte de frémissement , on les nomme vibrations : ce sont ces vibrations qiii , transmises d'abord à Tair , puis par l'air à nos oreilles, y produisent la sensatioâ des différents sons. La propriété qu'ont les corps solides , liquides où gazeux de transmettre les vibrations sonores , ou de résonner , est un autre moyen de démontrer leur élasticité et par sorte leur compressibilité.

20. Limite d'élésticUé des solides. Les corps solides étant susceptibles de perdre en partie Yeur élasticité , et cette perte ne pouvant provenir que d'un dérangement , d'une altération moléculaires , il importe , dans les arts , de ne point les soumettre à des efforts de traction ou de pression qui dépassent certaines limites.

VoT eicmple , Texpérience apprend que , sous un effort surpassant 6 A 7 kilogrammes par millimètre carré de section transversale une barre de îer , firéo dans le sens de sa longueur , commence à perdre son élas- Hcîfé , et Qu'elle se sépare ou se rompt sous une pression de 85 à 40 kilog. Il en est de même de tous les corps ; ils perdent leur élasticité sous un effort bicfn iNfiOindre que celui qui occasionne leur rupture : le fer , la fonte de fer , les bois de chêne et de sapin , qui se rompent seulenrent sous des fractions de^5 , de 13 , de 9 kilog. environ par millimètre carré de leur section transversale , commencent a perdre de leur élasticité sotis des efforts de 6 , de 8 , de 2 kilog. environ. Ainsi , un barreau de fer d'un centimètre 0^ de 10 mîllim. de côté, ayant par conséquent 100 millim. carrés de section , pourra perdre de son élasticité , si on le tire avec un effort longitudinal qui eircède 600 kilog. , quoiqu'il ne se rompe réellement que sous une traction 5 à 6 fois plus grande. En deçà des limites dont il s'agît , l'éliisticrlé restant parfaite (17), l'es allongements sont proportionnels aux efforts de traction ,

Dilatabiiité des corps*

21 . La dilatabilité est la propriété qu*ont les corps d'augmenter de volume ou de te diiaier quand on les chauffe., d'en diminuer ou de se eontraeiér quand on les refroidit, de reprendre leur volume primitif quand on les ramène au même degré de chaleur.

Gan» Ils sont de tous les corps ceux qui se dilatent le pluâpar la chaleur. On prouve la dilatabilité de l'air au moyen du ihermeseope de Rumfort, 4^ ooDsiste (PI. L.) Fig. 2) dans deux boules de verre, ctèses^ remplies de ce fluide et commutiiqunnt entre elles par un tube boriiootal dont le nilteaeat

P»j!Çî€IP!Î&JFOi\DA!MEWTAUX, 1 1

liccupë p^M* uuQ gOAiUe dVspril do vin coloré. La chaleur de 1;^ main suffît pour dilater T&jr de la buule dont on Tapproehe, ce qui refoule la buHo d'esprit de vin dans l'autre boule. £n éloignant la main , le volume de Tair diminua , et la bulle revient h sa place primitive.

22. J^iquides; thetfnofnitres. L*eau et les liquides en général sont aussi dilatables par la chaleur ; e*est ce que dëraonire lé thermomètre , instrument c;onnu de tout le monde, et qui consiste (PI. l, Fig. 3) en un tube de verre, terminé vers le bas par une boule, fermé par le haut et rempli, en partie d'un liqui/de qui çst ordinairement du mercure, parce que ce métal jouit do plusieurs qualités essentielles, que août pas les autrea liquides. Le verre étant très-peu dilatable et le» liquides Tétant beaucoup , on conçiut que la moindre chaleur doit faire monter le niveau supérieur de ces derniers le long do tube , coinme le moindre refroidissement doit le faire descendre. — On gradue Véchel/e du thermomètre en observant successivement la hauteur du liquide quand on plonge Tinslrument dans Teau bouillante et dans la glace fondante , deux degrés de chaleur qui sont constants et faciles à reproduire : Tespace compris entre ces deux positions du liquide est ordinairement divisé en 100 parties égales^ dont chacune indique les degr^ intermédiaires de la chaleur; cVst pourqu«ii on nomme ces. thermomètres, thermomètres centigrades. Certains thermomètres sont divisés seulement en 80 parties égales , ce sont ceux dits do Réaumnr; dans les uns et dans les autres, la division est prolongée au-dessous du point qui répond à la chaleur de. la glace fîmdante et qu'an nomme le zém. de TécheUe;. celte division représente les degrés 4e froid dims le langage ordinaire, et Ton mnximfi. température ô^wn corps le Qombre àe» degrés du thermomètre , qui répondent à sa chaleur.

2S« Solides ; pyromètres. Les corps solides se dilatent beaucoup moins que les liquides, et lei gaz ; leur dilatation est cependant rendue sensible lorsqu'on augmente suffisamment l'une de leurs dimensions. — Une barre de métal, ajustée d'abord entre deux talons (PI. I , Fig. 4), n'y peut plus entrer quand on l'a échauffée à un certain degré. — On construit sur ce principe des instruments qui servent à mesurer la chaleur de nos foyers les plus ardents, de même que les thermomètres servent à mesurer les températures ordinaires : on les nomme pyromètres,

24. NoUons sur le calorique. Dans ces phénomènes , le calorique ou I|t chu» leur se comporte , a Tégard des corps , absolument comme les liquides qui^ en se logeant dans leurs interstices ou pores, les font gonfler (11;]. — Ea comprimant ou diminuant le volume des corps par un moyen mécanique quelconque, on en soutire une certaine quantité de chaleur qui devient très-sensible quand I^ compression a été suffisamment brusque et forte. — > C'est ainsi qu'en frappant ou frottant violemment le fer, on finit par l'échauffer, et qu'en coropi'imant brusquement l'air dana un hriquei pneumatique ^

12 MÉCANIQUE IMD^/ai£&LE.

il s*eo dôgage assez de chaleur pour enflammer de i'amadou. — Lorsque \i compression se fait lentement, la chaleur ou le calorique s'ëconle , se dé gage d*uDe manière insensible. — Réciproquement , on observe que , quan( un corps augmente de volume par une cause quelconque, il se refroidit, i enlève de la chaleur aux corps environnants : ainsi, dans rexpérience rap portée N^ 15 , lair se refroidit ou baisse de température quand on soulève le piston , et il refroidit aussi le tube qui le renferme.

25. Application de la dilatahilité aux arts. La propriété qu'ont en particu lier les métaux de changer de volume par la chaleur et par la traction ou li compression , a été mise à profit dans les arts. — É*est ainsi que M. lUolan est parvenu , au moyen de tirants en fer alternativement chauffés , pui refroidis et bandés chaque fois au moyen d'un écrou , à rapprocher et i remettre , dans leur à<plomb, les murs du Conservatoire des arts et métier de Paris; c'est encore ainsi que Ton a consolidé la coupole de St.-Pierre di Rome , par un cercle de fer ; qu'on unit^ntre elles les jantes des roues d( voiture, et qu*on fretle une foule de corps^ en les enveloppant avec force de bandes de fer placées à chaud. On conçoit , en effet , que le métal , ve nant à se refroidir et tendant à rentrer sur lui-même, fuit effort contre le obstacles qu'on lui a présentés, de la même manière (17) que s'il avait et réellement allongé par une forte traction.

En se rappelant la dilatabilité des métaux, on évitera une foule de faute dans les constructions. — On évitera, par exemple, de sceller à leurs extré mités des barres métalliques d'une certaine longueur^ et dont le raccourcis sèment ou rallongement serait nuisible ; on laissera à toutes les pièces li jeu et la liberté nécessaires : ces précautions sont particulièrement indispen sables dans rélablissemcnt des lisses en fer des grands ponls , dans celui de tuyaux de conduite len fonte des fontaines, etc.

26. Résultats d'expériences. DeOà 100^ centigrades, l'allongement d*uni barre de l mètre eat, pour

mit.

L'acier^ de 0,0012^

Le fer^ de 0,00122

le cuWre rouge, de 0,00172

Le cuivre jaune, de 0,00188

Le verre ^ de • 0,00087

L*allongenieiit est à très-peu près constant d'un degré à l'autre, pour Tin tervalle de à 100" du thermomètre; mais il nVn est pas ainsi à quelqu< distance au-delà.

D'après les belles expériences de M. Gay Lussac, la dilatation ou Taugmentation de volume de l'air et de tous les gaz, pour chaque degré du ther momètre centigrade^ est de 0,00875 = vy^ de leur volume à zéro, la pression restant constante ou la même (U et 15} : ainsi , par exemple, le volume d'un gaz à zéro étant 1™«, à 60» centigrades, il sera !<»'''-+- {-^^ == i^^jîSS, si la pression n'a pas clianjc.

PRINCIPES FONDAMENTAUX. là

Idée de la constitution intime des corpê.

27. 11 résulte, de tout ce qui précède , que les corps se composent iVaiàmes inaltérables, indivisibles et dont In petitesse est telle qu'ils échappent taut-à-fait à nos sens ; que ces atomes sont séparés les uns des autres par des intervalles plus ou moins grands , et qui sont susceptibles de varier dans différentes circonstances ; qu'enûn ces mêmes atomes résistent aussi bien aux causes extérieures qui tendent à les rapprocher qu'à celles qui tendent à les désunir; ce qui porte à supposer entre les atomes voisins, des actions réciproques nommées attraction et répulsion. — Sans ces actions, les corps ressembleraient à des monceaux de poussière privés de consistance.

28. attractions ^ répulsions moléculaires» Les effets de Tattraction molécu*> laire se nomment, selon les cas, affinité^ adhésion^ adhérence, cohésion, cohérence;!^ se manïîesientdansune infinité de circonstances, tant pour les liquides que pour les solides. Quant à la répulsion , elle est évidente dans les gaz dont les molécules se repoussent constamnient, et tendent à s'échapper en tous sens : on s'accorde à supposer que le calorique latent ou la chaleur naturellement emprisonnée dans les corps, est la cause de la répulsion moléculaire , et que , sans cette chaleur , ils seraient tous à Tctat solide.

29. Attractions a distance. L'attraction et la répulsion dont il s'agit n'ont lieu qu'entre les molécules voisines d'un même corps , ou au contact immédiat de deux corps différents; il existe d'autres genres d'actions qui s^exercent de corps à corps et à des distances quelconques : telles sont Vattraction ou pesanteur universelle qu'on nomme aussi gravité, gravitation , les attractions et répulsions magnétiques.^ électriques, etc. La pesanteur, considérée dans les corps qu'attire notre globe, est la seule qui puisse nous intéresser ici, parce qu'elle joue un rôle essentiel dans tous les phénomènes de la Mécanique industrielle.

De la pesanteur et de ses effets,

SO. Tous les corps tendent à tomber ou tombent sur la terre , quand ils cessent d'être soutenus, en suivant une direction qui, pour chaque lieu, est celle de la verticale indiquée par le fil à plomb; cette direction , comme un le sait par 'expérience et comme nous le démontrerons directement plus tard , est perpendiculaire à la surface des eaux tranquilles , qui se nomme niveau'j prolongée suffisamment vers le bas, elle va passer par le centre du globe terrestre : c'est l«^ un des. effets sensibles de l'attraction de ce globe sur les corps placés à sa surface. Mais si, au lieu d'être abandonné à luiroême, un corps est soutenu par un obstacle, par un fil, je suppose, il pèse sur l'obstacle , sur le fil ; et ce second effet, ce résultat de l'attraction terrestre, est ce qu'on nomme le poids du corps : les poids d'ailleurs se com-

U MÉCàSIQUE INDUSTRIELLE.

parent entre eux et se mesurent au moyen d'instruments dont l'usage est généralement connu, et dont nous apprécierons les qualités essentielles quand nous aurons acquis les notions de Mécanique nécessaires.

81« Unités des poids. Le poids qui a été pris pour unité dç mesure, en France 9 se nomme gramme: 10 grammes^ 100 grammes, 1000 grammes font un décagramme, un hectogramme^ un kilogramme ; iOO kilogranames font un quintal métrique, et 1000 kilogrammes forment ce qu'on appelle un tonneau , dans la marine.

Le gramme, le kilogramme, le quintal et le tonneau sont les poids dont on se sert le plus fréquemment pour peser les corps. — On a aussi divisé » dans ces derniers temps, le kilogramme en 2 livres, la livre en 16 onces, etc.; mais il ne faut pas confondre cette livre métrique et légale avec l'ancienne qui est plus faible d'environ y^» ^^ kilogramme valant 2,04!29 livres anciennes, ou l'ancienne livre valant seulement Ok^^-4895.

Poids- étalons. Les poids qui servent d'étalons ou de modèles de mesure en France, sont généralement en cuivre pour les petits poids , et en fonte de fer pour les grands ; mais, comme ces étalons peuvent a la longue se perdre ou s'altérer malgré toute leur solidité, on a , pour retrouver au besoin l'unité de poids avec l'unité de longueur , un moyen très-pi^écis que nous ferons bientôt connaître.

32. Poids absolus et relatifs. Le poids d'une quantité donnée de matière est une chose absolue , invariable , là oii l'action de la pesanteur reste la même: on a beau changer, de mille manières différentes, la forme extérieure d'un corps, le diviser en parties^ le chauffer, le comprimer, son poids ou le poids total de ses parties ne change pas. — Il n'en est pas ainsi, comme on l'a vu, du volume apparent d'un corps ; ce volume diminue par la compression ou le refroidissement, il augmente par la traction et réchauffement ; d'où il résulte que la quantité et le poids de la matière de ce corps, contenu dans un certain volume , dans un mètre cube, par exemple ^ sont plus grands dans le premier cas , et moindres dans le second ; à plus forte raison, le poids d'un même volume de diverses substances peut-il différer pour toutes ces substances.

Sa. Densité, Le poids d'un corps, sous l'imité de volume apparent , est ce qu'on nomme sa^ifdfiMté. — L'or est plus rfeuMquelefer, parce qu'un pied cube, ou un mètre cube d'or pèse plus qu'un pied cube ou un mètre cube de for. Le cuivre à froid, le cuivre battu ou écroui est plus dense que le cuivre à chaud , le cuivre fondu ou coulé. On dit d'un corps que sa densité est untforme ^ constante ou qu'il est homogène, qqand la densité, le poids de ses molécules ou de chacun des volumes égaux et infiniment petits dont il se compose • est le même pour tous.

34. Densité de Veau , fixation de l'unité de poids. Par des expériences trèssoignées, les physiciens ont recpnnu que la densité de l'eau pure ou distillée

est lu plus grande possible ou a son maximum f à une température ( 22 ) d'environ 4® au-dessus du du thermomètre centigrade. C'est ce maximum dedensilëqui a servi pour établir, d*une manière invariable, Pu nité de poids en France, au moyen de Punité cubique : on a pris pour un gramme^ le fii\à% S un centimètre cube d'eau ramenée à cet état. En conséquence, le kiiogramme équivaut au poids d'un litre ou décimètre cube de cette eau , le quintal métrique à celui d'un hectolitre^ et le tonneau ou 1000 kilogrammes à oeloi d'uumèire cube, — Dans les applications de la^écanique industrielle auY arts, nous pourrons, sans inconvénient, supposer que la densité de Peau ordinaire cl non mélangée, est de 1000 kilogrammes pour un mètre cube, quelle que soit la température de Pair.

35. La pesanteur spécifique ou mieux le poids spécifique d'une substance solide ou liquide, est sa densité comparée à celle de Peau distillée, prise pour unité , c'est-à-dire le rapport de sa densité à celle de cette dernière. Ainsi la densité de cette eau étant 1 , le poids spécifique de Por coulé est de 19,258, parce qu'un pied cube ou un mètre cube d'or pèse 19,!258 fois autant qu'un pied cube ou un mètre cube d'eau. Sachant que la densité ou le poids du mètre cube d'eau est de 1000 kil. , et ayant le poids spécifique d-iine autre substance, on calculera, par les règles de la Géométrie, le poids d'un volume quelconqne de cette même substance. — Exemple : un lingot d'or, fondu ou coulé, de 5 centimètres de largeur, 4 cent, de longueur et 2 cent, d'épaisseur, ou de 40 centimètres cubes, pèse 40 fois 19,258 X ^ ^'^^ =770gra>n^32 ou Ol^il ,7703, puisque le poids du centimètre cube d'eau pure est de Igram ou Okil,00l. Tel est l'usage de la table suivante. Table des poids spécifiques des principaux corps solides et liquides à 0® de tem-

pérature, donnant le poids du mètre cube de chaque substance^ quand on

multiplie les nombres par lOOG^^»! , densité de Peau,