CHAPITRE XXXV

Des agens naturels qui concourent à î effet des machines à vapeur.

Première question. Comment produit-on la chaleur et cornment agit-elle en général?

Le principe de la force de l'eau et de l'air, comme puissances mécaniques, est la pesanteur; le principe de la force que nons examinons est le feu , que la plupart des physiciens appellent calorique ou la cause cachée de ce qui produit sur nous la sensation de chaleur.

Les savans sont partagés de sentimens sur la nature de la cause qui produit la chaleur : les uns donnent une existence matérielle à cette cause ; ils la représentent comme un fluide infiniment subtil , actif, élastique , qu'ils nomment , ainsi que nous venons de le dire , calorique ; les autres considèrent la chaleur comme le résultat d'un mouvement particulier , de vibrations intestines qui affectent les molécules des corps lorsqu'ils produisent la sensation de chaleur.

Si l'on n'est pas d'accord sur la nature de la cause , on l'est du moins sur les effets qui , seuls , doivent appeler notre attention , et si , pour exprimer ces effets, nous donnons le nom de corps fluide à ce qui les produit, ce n'est pas que nous voulions nous permettre de prendre parti pour l'une ou l'autre opinion , mais bien pour rendre nos explications plus simples et plus claires. Que la cause de la chaleur soit un corps particulier, ou une simple modification des corps échauffés, les faits

ET DES MACHINES A VAPEUR. 1^5 sont les mêmes : il s'agit de les bien observer et de les décrire fidèlement, et il n'y a point d'inconvénient à les attribuer à l'action d'un fluide dont l'existence est au moins apparente, si elle n'est pas réelle. Ceci , au reste, n'apporterait aucun changement dans les détails dans lesquels nous allons entrer.

On obtient du calorique de trois manières différentes, savoir : i°. en recueillant celui que le soleil répand sur la terre avec s«8s rayons de lumière ^ a°. par l'action d'une puissance mécanique, d'un moteur quelconque j 3°. par la mise en jeu d'une force qu'on appelle chimique , et dont l'action s'exerce mystérieusement entre les molécules des corps en contact.

La chaleur que produisent naturellement les rayons du soleil ne dépasse guère 48 degrés centigrades ; c'est-là tout ce qu'on peut obtenir sans le concours d'aucun artifice, d'aucun appareil ; et ce degré de chaleur ne sufiit poiut à la production d'une force applicable aux opérations mécaniques.

En été on peut l'élever et la porter en peu de minutes , jusqu'à plus de 100 degrés centigrades , en recueillant les rayons solaires dans des enveloppes capables d'absorber la chaleur sans la perdre sensiblement , ce qui donne une chaleur supérieure à celle qui est nécessaire pour amener l'eau à l'état d'ébullition : une boite revêtue intérieurement de bois de liège bien sec, charbonné à sa surface , et recouverte d'un verre bien transparent, donne ce degré de chaleur, lorsqu'on l'expose, pendant quelques minutes à l'action directe des rayons solaires.

Mais si ces rayons sont comme réunis , rapprochés par le moyen d'un verre ou d'un miroir ardent, la chaleur qu'on obtient est très-considérable , et ne le cède point à celle du feu le plus violent.

Ce moyen est assurément très-efficace pour pénétrer d'une grande chaleur, de petites masses ; il n'est guère praticable pour

i i6 DE LA VAPEUR COMME FORCE MOTRICE ,

de grandes , à raison des di facultés nombreuses que présenteraient les dispositions à faire pour concentrer à la fois un trèsgrand nombre de rayons solaires.

Un frottement vif, une forte percussion , une compression rapide, qu'on peut opérer par une puissance mécanique quelconque , produisent une grande quantité de chaleur.

Le comte de Rumfort, en faisant frotter une pièce d'acier sur de la fonte , produisit assez de chaleur pour mettre 0x ébuliition, au bout de deux heures et demie, environ 8ll,5 d'eau dont la température, au commencement de l'expérience, n'était que de i5°,55 centigrades.

On sait qu'on parvient à allumer deux morceaux de bois secs en les frottant vivement l'un sur l'autre ; qu'on met en fusion, par le simple frottement, des parcelles d'acier, en battant le briquet contre la pierre. Deux meules à blé s echauflent fortement lorsqu'on les fait mouvoir rapidement trop rapprochées l'une de l'autre.

La quantité de chaleur qu'on obtient ainsi par le frottement est très-considérable ; elle l'est aussi lorsqu'on réduit le volume d'un corps par une forte percussion ou par une subite compression : ainsi un morceau de fer devient rouge quand on le frappe vivement à coups redoublés. L'air qu'on refoule rapidement sur lui-même jusqu'à diminuer son volume de moitié, montre dans cet état une augmentation de température de 27*77 centigrades, et si l'on pousse plus loin la compression , il s'échauffe au point d'allumer de l'amadou ; c'est ce qu'on voit dans les briquets dits pneumatiques.

La production de chaleur, par le frottement, la percussion ou la compression, exige une grande dépense de puissance mécanique , et l'effet qui en résulte n'est pas en rapport avec cette dépense, si l'on met en comparaison celui qu'on obtient en met-

tant en jeu ce que nous avons appelé plus haut force chimique.

On ne fait usage que de ce dernier mode, lorsqu'on veut produire une chaleur durable à différens degrés d'intensité. Non-seulement ce mode est le moins coûteux , mais il sera peut-être toujours le seul praticable.

On donne vulgairement le nom de combustion au développement de l'action de cette force chimique; action invisible , naturelle comme celle de la pesanteur , d'une puissance incalculable, et qui, pour être mise en jeu, n'exige de l'homme d'autre sacrifice que celui du corps combustible qu'on lui donne à dévorer.

11 ne nous appartient pas d'expliquer la théorie de la combustion : c'est dans les ouvrages de chimie qu'il faut l'étudier ; nous nous bornerons à dire que la quantité de calorique qu'on produit par la combustion ordinaire est fournie toute entière, ou presque toute entière par l'air atmosphérique, et que par conséquent sa présence est toujours indispensable, pour qu'il y ait combustion ou production de chaleur.

La tourbe, naturellement spongieuse , est plus propre qu'un feu actif à produire une chaleur douce , uniforme ; elle est préférable lorsqu'elle est charbonnée; elle le serait aussi, si, en la fabriquant, on la rendait plus dense , plos compacte par une forte compression.

Le bois , la houille ou charbon de terre brûlent avec une flamme très-vive lorsqu'on fait arriver tout l'air nécessaire dans le fourneau. La flamme est le résultat de la combustion des substances volatiles qui s'échappent de ces corps lorsqu'ils brûlent , et elle produit une très-grande quantité de chaleur; mais si l'air n'était point fourni avec assez d'abondance, et si le feu n'avait pas assez d'intensité, les substances volatiles ne s'enflammeraient point , et se dissiperaient non-seulement en

pure perte, mais elles étoufferaient encore jusqu'à un certain point la combustion. La fumée qui se dégage du bois vert éteint le feu lorsqu'il n'est pas très-ardent , et lorsque la chaleur du foyer est très-considérable , le bois vert produit plus de chaleur que le bois sec , parce que celte fumée se brûle.

Le bois et la houille carbonisés s'allument plus facilement, et ne donnent point de fumée pendant la combustion. Comme le premier ne laisse que peu de cendres , l'air en traverse la masse avec beaucoup de facilité ; la seconde en fournit d'avantage; tous deux produisent une chaleur très-intense; mais le premier se consume beaucoup plus promptement que le second combustible.

L'esprit de vin , les huiles , les graisses , la cire , les résines , le gaz hydrogène sont aussi des combustibles d'un emploi facile et souvent commode; cependant on ne s'en sert guère que pour produire une chaleur douce; ils sont trop chers pour être employés dans la quantité qu'exigerait le besoin d'une grande intensité de chaleur.

Le choix, au reste , qu'on peut faire entre ces différentes espèces de combustibles , dépend , si l'on peut parler ainsi , du genre de feu qu'on veut avoir. Voulez- vous un feu vif, ardent, dont les émanations calorifiques soient rapides, abondantes? vous emploierez un combustible qui brûle avec éclat , et produit beaucoup de flamme ; voulez-vous un feu doux , mais soutenu? vous vous servirez d'un combustible qui brûle lentement.

Quel que soit , au surplus , le combustible dont on fasse usage , quelle que soit même la source d'oix l'on tire le calorique, on le voit, à sa naissance, au moment qu'il est produit, agir de denx manières : i°. il pénètre , il s'insinue entre les molécules des corps en contact avec les matières même dont il

ET DES MACHINES A VAPEUR. 129 émane ; a\ si les corps sont à distance , il les atteint , parce qu'il sort de tous les points d'une masse brûlante des torrens de chaleur qui franchissent l'espace et vont exercer leur effet à de certaines distances.

Le calorique rayonne donc comme la lumière ; comme elle aussi il se réfracte en passant par des corps transparens , c'està-dire que son mouvement change de direction en traversant ces corps j comme elle il est réfléchi par des surfaces polies , et si vous exposez dune manière convenable un miroir concave, par exemple , aux rayons de calorique qui émanent d'un foyer, ces rayons sont comme repoussés par le miroir, et vous dirigez une grande quantité de chaleur vers. un point sur lequel les rayons se rejoignent, et qui, sans celte disposition, ne serait pas sensiblement atteint par les émanations directes du foyer. Enfin que l'action du calorique soit directe ou réfléchie , il se meut dans l'espace avec une telle vitesse, qu'il paraît difficile de l'évaluer.

Deuxième question. Quelle est l'action de la chaleur sur les corps solides , et quels sont les phénomènes qu'ils présentent lorsqu'ils sont pénétrés dune chaleur extraordinaire? Se pénètrent-ils tous indistinctement de la même quantité de chaleur, et quand ils en sont pénétrés peuvent-ils la conserver ou la perdre, et comment la conservent-ils ou la perdent-ils?

On ne peut pas séparer de l'usage d'un foyer en combustion l'obligation de l'environner, en tout ou en partie, de corps solides , pour contenir la masse brûlante et pour recevoir le calorique produit , soit pour ne pas le transmettre ( si cela se pouvait), soit pour le transmettre à d'autres corps après l'avoir reçu : les corps solides qui contiennent cette masse brûlante sont les parois du fourneau ; ceux qui doivent recevoir le calo- 11. 17

1 3o DE LA VAPEUR COMME FORCE MOTRICE , rique , sans nécessité de transmission , sont les corps qu'on expose directement à son action pour les fondre ou les rougir fortement on simplement les échauffer; enfin ceux qui reçoivent le calorique ppur le transmettre, et qui ne serrent que d'intermédiaires, ce sont les chaudières de divers genres.

Puis donc que, dans tout état de choses, un foyer en activité de service est toujours environné de corps solides, il s'agit de bien connaître et d'apprécier la nature des relations du calorique avec ces corps , et les phénomènes qu'ils présentent lorsqu'ils en sont pénétrés.

Tous les corps solides indistinctement reçoivent du calorique dans leur sein, soit, ainsi que nous lavons dit plus haut, par leur contact immédiat avec le corps en combustion , soit à distance , en vertu de la propriété qu'a ce fluide de se mouvoir avec une grande vitesse en rayonnant dans l'espace.

Ce mouvement rapide du calorique se ralentit infiniment à son entrée dans les corps solides. Une tringle de fer de 54 centimètres de longueur , en contact avec un feu ordinaire , par une de ses extrémités, et portant à l'autre un thermomètre, ne transmet de chaleur sensible à ce thermomètre qu'après quatre minutes de temps.

Le passage du fluide dans cette tringle est, comme vous voyez, bien lent , et la quantité qui en passe parait peu abondante, puisqu'au bout de i5 minutes le thermomètre centigrade ne marque que 8°,33 au-dessus de la température du milieu environnant.

Le calorique , en pénétrant ainsi dans les corps solides , doit s'ouvrir ou trouver un passage à travers les molécules qui les composent, soit en les écartant légèrement, soit par l'attraction qu'elles exercent sur lui. Il semble donc ne pouvoir être conduit de molécule à molécule qu'avec beaucoup de lenteur , et,

ET DES MACHINES A VAPEUH. i3i dès lors, que la température des couches transversales de la tringle de fer, dont nous venons de parler, doit diminuer d'une manière uniforme à partir de l'extrémité en contact avec le feu.

Quant à la quantité de calorique transmise au travers de celte tringle , il semble évident qu'elle est proportionnelle à l'élévation de température à laquelle l'extrémité de la tringle est portée par le feu qu'elle touche.

Mais remarquons avec M. Thompson , que la pénétration du calorique dans un corps, au moyen de la faculté conductrice de celui-ci, doit avoir une limite , et cette limite dépend des quantités de calorique avec lesquelles la couche la plus voisine de la source qui le produit est susceptible elle-même de se combiner. Si la longueur d'un corps était telle que le nombre des couches qui le composent excédât celui des doses de calorique avec lesquelles une de ces couches peut s'unir , il est évident que le calorique ne pourrait être conduit à travers le corps, c'est-à-dire que celles de ces couches qui se trouveraient les plus éloignées de la source du calorique ne pourraient acquérir aucun accroissement de température.

Dans tous les cas cette limite dépend de la quantité de calorique avec laquelle un corps peut se combiner avant de changer d'état. Tous les corps, autant que nous pouvons actuellement en juger , sont capables de se combiner indéfiniment avec le calorique -, mais son accumulation , à un certain degré, les lait, pour la plupart, changer d'état : ainsi , par sa combinaison avec une certaine dose de calorique, la glace devient eau , et celle-ci en se combinant avec une certaine quantité de ce fluide, est a son tour convertie en vapeur. Par l'application du calorique à des degrés convenables , les métaux se fondent , se volatilisent ; le bois et presque tous les autres combustibles prennent feu et se dissipent.

i3us DE LA VAPEUR COMME FORCE MOTRICE,

Toutes les fois donc que la première couche d'un corps s'est combinée avec toute la quantité de calorique que ce corps peut recevoir sans changer d'état , il est évident qu'il ne peut plus en admettre, car par l'addition d'une autre dose, la première couche serait dissipée ou séparée.

Pour ce qui concerne la faculté qu'ont les corps de conduire le calorique , elle dépend de la nature particulière de chacun d'eux. Ceux qui jouissent de cette faculté au plus haut degré, le transmettent avec le plus de rapidité et à la plus grande distance. La densité des corps paraît-élre, en quelque sorte , la mesure de leur efficacité comme conducteurs*, cependant l'affinité respective de chacun d'eux pour le calorique doit y iufluer d'une manière très-sensible. En considérant les corps classés par séries, on peut établir , comme règle générale, que la série des plus denses sera celle des meilleurs conducteurs; mais si l'on examine particulièrement les corps d'une série, on ne trouvera pas toujours que ce soit dans les plus denses de cette série que réside la faculté conductrice la plus énergique.

Puisque les corps conduisent le calorique en vertu de leur affinité pour ce fluide, et que cette affinité existe dans tous les * corps, il s'ensuit que tous les corps doivent être conducteurs, à moins que leur faculté à cet égard ne soit contrariée par quelque autre propriété. Si , par exemple , un corps était d'une nature telle qu'une simple dose de calorique suffît pour y produire un changement d'état, il est évident que ce corps ne pourrait pas être conducteur du calorique , car aussitôt que chaque rang de ses molécules se serait combiné avec celte dose, elles changeraient de place, et ne pourraient alors communiquer le calorique aux couches voisines.

Les corps solides sont donc conducteurs, parce que tous sont capables de se combiner avec différentes doses de caloriques

ET DES MACHINES A VAPEUR. l33 avant d'éprouver aucun changement d'état. C'est ce qui a lieu, à uii degré très-remarquable, à l'égard des métaux, des pierres, des matières végétales et animales. Ceci cependant doit s'entendre avec certaines restrictions : tous les corps sont bien en effet conducteurs , mais ils ne le sont pas dans toutes les circonstances. La plupart des solides sont conducteurs à la température ordinaire de l'atmosphère , mais ils cessent de l'être quand ils sont chauffés à la température à laquelle ils changent d'état : ainsi à la température de i5°,5o centigrades, le soufre est conducteur, mais il ne l'est plus à 1 01 degrés centigrades, terme auquel il fond, ou se volatilise. La glace conduit également le calorique, quand elle est au-dessous du point de congélation; mais à zéro elle perd cette faculté, parce qu'alors la moindre addition de calorique la fait changer d'état. {Voyez Système de chimie de Tompson.)

Dans l'examen que nous ferons de la faculté qu'ont les corps solides de conduire le calorique, soit qu'ils le reçoivent par contact immédiat, soit à distance par le rayonnement, nous ne tenons pas compte de l'influence de la surface de ces corps et de diverses circonstances extérieures sur lesquelles nous reviendrons bientôt ; nous ne considérons donc , pour le moment , que la perméabilité intérieure que les solides offrent au calorique.

Cette perméabilité ils ne la possèdent pas tous au même degré, comme nous l'avons déjà dit , c'est ce qui fait distinguer ces corps en deux classes : les bons conducteurs du calorique, et les mauvais conducteurs.

Plusieurs physiciens ont fait des expériences dans la vue de déterminer les différences que présentent les corps solides dans leurs facultés conductrices respectives; nous allons rapporter les résultats que M. Despretz a obtenus des siennes; le procédé

i3i DE LA VAPEUR COMME FORCE MOTRICE ,

qu'il a employé parait préférable à ceux dont on s'était servi

avant lui.

IPa trouvé que la conductibilité du cuivre est plus grande que celle du fer dans le rapport de 11 à 5.

Le fer, le zinc et l etain ne diffèrent pas beaucoup entre eux par cette qualité. La conductibilité du plomb est moindre de moitié que celle du fer , et cinq fois plus petite que celle du cuivre.

Le marbre est deux fois meilleur conducteur que la porcelaine, et sa faculté conductrice n'est que la seizième partie de celle que possède le fer.

Enfin la terre de brique et la porcelaine ont à peu près la même conductibilité, qui n'est que la moitié de celle du marbre.

Voici l'ordre de conductibilité en commençant par la plus grande dans lequel M. Despretz range les solides qu'il a soumis à l'expérience.

Cuivre. Plomb.

Fer. Marbre.

Zinc. Porcelaine.

Étain. Terre de brique.

11 serait à désirer qu'on connût aussi bien les rapports de conductibilité de quelques autres métaux, de la fonte, par exemple, du cuivre coulé et de quelques autres substances, comme les sables, les bois, le charbon, etc. : on sait néanmoins que le charbon est , parmi les corps solides , un des plus mauvais conducteur j que la limaille de fer conduit beaucoup moins bien que le fer en barre , la sciure de bois que le bois : nous en verrons plus loin les raisons.

11 résulte de cette inégalité , dans la faculté conductrice de divers solides, qu'il n'est pas indifférent d'employer tel ou tel corps lorsqu'on veut contenir , envelopper le calorique pour en

ET DES MACHINES A VAPEUR. l35 diriger l'action sur quelque point , ou bien lorsqu'on veut le transmettre avec le plus d'abondance possible par l 'intermédiaire d'un solide.

Ainsi, par exemple, si tous voulez porter le calorique, qui émane d'un foyer , à la partie supérieure , vous feriez un contre-sens si vous formiez les parois latérales de ce foyer avec des substances métalliques toutes nues , avec des plaques de cuivre ou de fer ; comme vous en feriez un, si, pour conduire le calorique où vous voudriez l'avoir, vous vous serviez de l'intermédiaire du marbre ou de la porcelaine ou même du plomb au lieu d'employer du cuivre, la matière étant indifférente sous d'autre rapports.

Quoi qu'il en soit de cette inégalité dans les facultés conductrices respectives des solides , le calorique passe au travers et s'y accumule en différentes doses ; examinons donc maintenant les phénomènes que nous présentent les corps lorsqu'ils sont pénétrés de chaleur.

Un corps chaud, placé dans l'air, est le centre d'une multitude de rayons de calorique qui en émanent dans toutes les directions. Les corps environnons les absorbent ou les réfléchissent. Si le corps est en présence d'un autre corps aussi chaud ou plus chaud que lui, non-seulement il lui enverra de la chaleur par le rayonnement, mais il en recevra à son tour, puisque tous les deux lancent du calorique de tous les point» de leurs surfaces. Cet effet a lieu , quelle que soit la température , et il est d'autant plus marqué que les corps sont plus échauffés.

Les physiciens donnent le nom de pouvoir éinissif à celte faculté qu'a le corps échauffé de lancer, dans l'espace, le calorique qu'il recèle. Le pouvoir émissif d'un corps est d'autant plus grand que ce corps est élevé à une plus haute température,

i 3f> DE LA VArEUR COMME FORCE MOTRICE ,

et v ous perciez d'autant plus de chaleur par l'intermédiaire d'un corps que vous l'aurez plus échauffé , et que vous l'aurez plus rapproché d'autres corps disposés recueillir la chaleur qui émane de celui-là.

On appelle pouvoir absorbant cette dernière faculté des corps, et pouvoir réfléchissant celle par laquelle ils, repoussent les rayons calorifiques qui se projettent sur eux.

Ces trois pouvoirs dépendent principalement de l'étal de la surface des corps.

Une surface noire et mate donne à un corps échauffé. un pouvoir émissif qui peut être six ou sept fois plus considérable que celui d'un corps dont la surface serait parfaitement polie. Ainsi, échauffez fortement et au même degré deux cylindres égaux , de cuivre, par exemple, mais que la surface de l'un soit d'un poli bien éclatant, et que celle de l'autre soit recouverte de noir de fumée ou simplement rayée avec du sable; le second cylindre se refroidira beaucoup plus tôt que le premier, parce qu'une surface mate , raboteuse, semée de petites aspérités, insensibles même à la vue simple , favorise singulièrement l'émission du calorique dont le corps est pénétré.

Mais un corps chaud qui, par l'état de sa surface, jouit d'un pouvoir émissif considérable , jouit aussi , à un degré élevé, du pouvoir absorbant , lorsque vous le mettez froid dans le voisinage d'un corps plus chaud; tandis qu'un corps à surface polie dont le pouvoir émissif est peu considérable , possède à un haut degré le pouvoir réfléchissant; d'où l'on peut conclure que ces pouvoirs semblent se balancer : les corps qui fournissent beaucoup de chaleur par irradiation ont la faculté d'en absorber beaucoup des corps environnans , et ceux qui en émettent peu réfléchissent aussi une grande partie de celle qui leur est envoyée par les corps voisins.

ET DES MACHINES A VAPEUR. i3

La conséquence pratique qu'on peut tirer de ces faits incontestables, c'est que si vous voulez échauffer promptement un corps et l'empêcher de se refroidir de même, dépolissez la portion de surface qui doit recevoir l'action de la chaleur et polissez tout le reste : recouvrez, par exemple, d'un enduit noir l'intérieur d'un cylindre que vous voulez échauffer en dedans et maintenir à une certaine température , et donnez le plus de poli possible à la surface extérieure. Vous affecterez ainsi la surface intérieure d'un pouvoir absorbant considérable, et la surface extérieure de la faculté d'émettre très-peu de la chaleur absorbée.

Si vous vouliez au contraire qu'un cylindre., dans l'intérieur duquel des courans de chaleur auraient à passer , s'échauffât le moins possible, vous poliriez le dedans afin de réfléchir le plus de chaleur possible, ou si l'on veut, afin d'en absorber le moins possible , et vous dépoliriez le dehors pour émettre avec le plus de promptitude, la petite quantité de chaleur absorbée.

Ces facultés qu'on désigne sous les noms de pouvoirs émissif, absorbant , réfléchissant, ne sont attribuées qu'à la surface des corps et doivent être distinguées de celle qu'on peut appeler pouvoir conducteur dont il a été question plus haut , et qui consiste dans la facilité plus ou moins grande qu'ont les corps de porter la chaleur d'une molécule à l'autre. Ce pouvoir conducteur est tout-à-fait indépendant de l'état de la surface des corps et des circonstances extérieures.

La chaleur que les corps perdent par le. rayonnement, en vertu de leur pouvoir émissif, n'est , d'après les remarques de M. Fourier, qu'une assez petite partie de celle que le corps abandonne lorsqu'il se refroidit dans l'air ou dans un milieu élastique : la plus grande partie de cette chaleur perdue ne s'échappe point en rayons d'une longueur sensible j elle est H. «a -

i38 DE LA VAPEUR COMME FORCE MOTRICE , communiquée à l'air par voie de contact , elle dépend principalement de l'espèce du milieu et de la pression»

D'où il suit que ce n'est pas assez de mettre dans l'état qui convient la surface du corps auquel on veut conserver le plus long-temps possible la chaleur qu'il a reçue , il faut encore éloigner de lui toutes les circonstances qui peuvent contribuer à lui faire perdre sa chaleur parle contact.

Il suit encore de tout ce que .nous venons de dire que le calorique , qu'il soit conduit et accumulé dans un corps , qu'il soit réfléchi ou absorbé à la surface de celui-ci, avec plus ou moins d'énergie , le calorique , disons-nous , est toujours en mouvement et tend, par sa seule force, à se distribuer dans les corps de manière à leur donner à tous la même température.

En eflet, vous pouvez , en tenant pendant un temps suffisant une barre de fer dans le feu, accumuler dans son sein assez de chaleur pour la rougir ; mais si, après l'avoir retirée du feu, vous l'exposez à l'air, elle ne conservera pas le calorique dont elle est pénétrée ; elle le perdra et se refroidira par degrés jusqu'à ce qu'elle arrive à la température des corps environnans.

D'un autre côté, si vous rendez une barre de fer plus froide, en la tenant pendant quelque temps recouverte avec de la neige, et que vous la portiez ensuite dans une chambre échauffée , elle ne se maintiendra pas à la basse température qu'elle avait : elle deviendra plus chaude par degrés, jusqu'à ce qu'elle ait acquis la température de la chambre. Il parait donc qu'aucun corps ne peut conserver une température plus haute au milieu de corps plus froids que lui , non plus qu'une température plus basse, lorsqu'il est environné de corps plus chauds. Le calorique, en quelque quantité qu'il se soit accumulé dans un corps,

ET DES MACHINES A VAPEUR. \3g

finit par se répartir entre les corps contigus , qui , éprouvés au thermomètre, se montrent tons arrivés à la même température. Cette distribution égale de calorique s'opère plus ou moins promptement, suivant les dimensions ou la nature des corps en présence, mais à la fin elle a toujours lieu. (Voyez Tliompson, ouvrage cité, et MM. Biot, Thénard, etc.)

L'air, comme milieu dans lequel les corps échauffés sont plongés, est le véhicule, comme nous l'avons dit plus haut, dune bonne partie du calorique qu'ils abandonnent. Leurs facultés conductrices dépendent également du milieu : elles sont constantes si les températures et le milieu le sont aussi , mais elles diminuent par degrés à mesure que la température des corps chauds se rapproche de celle du milieu ambiant. Le rayonnement au reste n'a point lieu lorsque le corps pénétré de chaleur est plongé dans un liquide quelconque j on ne le remarque que dans l'air ou dans quelque autre milieu élastique.

Voici comment l'auteur cité plus haut explique l'action refroidissante du milieu dans lequel un corps chaud est plongé : la portion de ce milieu qui est en contact avec le corps, acquiert, par le calorique qu'elle reçoit de celui-ci, une pesanteur spécifique différente de celle qu'elle avait ; elle cède en conséquence sa place à une portion nouvelle qui, étant échauffée à son tour, suit la précédente, et il s'établit ainsi un courant qui accélère de beaucoup la marche du refroidissement. Il faut remarquer que la vitesse de ce courant, devant être d'autant plus grande que la température du corps chaud sera plus élevée, l'effet en diminuera à mesure que la différence entre la température du corps chaud et celle du milieu deviendra plus petite.

En augmentant artificiellement les conrans , il est évident

l4o DE LA VAPEUR COMME FORCE MOTRICE ,

qu'on accélérera proportionnellement la marche du refroidissement, et tel est sur celui des corps chauds l'effet du vent.

Il paraît, en effet, d'après les expériences de M. Leslie , que, toutes choses égales d'ailleurs , le pouvoir refroidissant d'un courant d'air est proportionnel à sa vitesse , ou , ce qui est la même chose, à la vitesse du mouvement du corps chaud dans le milieu plus froid. Ainsi une houle chaude dont la température , daos un air calme , s'abaisserait d'un certain nombre de degrés en cent-vingt minutes, perd, en l'agitant dans cet air, avec des vitesses différentes , la même quantité de calorique dans des temps qui diminuent comme la vitesse augmente : c'est ce que montre la table suivante.