DURÉE

DÉVIATION

contenu dans la case

contenu dans la

de l'aiguille

de l'immersion.

cuivre.

case zinc.

aimantée.

Eau et-^ d'acide sul-

Eau et -3^ d'acide

fùrique y à laquelle

sulfùrique.

on ajoute -^d'acide

]5 minutes.

nitrique ou d'une

dissolution saturée

de nitrate de cuivre.

• Passons au cas où le cuivre plonge dans une dissolution saturée de nitrate de cuivre, et le zinc dans une dissolution saturée de sulfate de zinc^ on obtient alors les résultats suivants :

ELEGTBIGITE.

LIQUIDE contenu dans la rase cuivre.

LIQUIDE

contenu dans la

case 2inc.

DURÉE de rimmersion.

DÉVIATION de Taiguille aimantée.

Dissolution saturée de nitrate de cuivre.

Dissolution saturée de sulfate de zinc.

i5 minutes.

Ces résultats mettent en évidence Tinfluence produite par la réaction des deux dissolutions Tune sur l'autre, puisque le courant est plus intense que dans les expériences précédentes, toutes choses égales d'ailleurs, et bien que le zinc ne soit pas attaqué avec autant de force que lorsque la dissolution était acide. D'après ce caode d'opérer, le courant n'est pas encore constant, mais on y parvient au moyen de la disposition suivante :

LIQUIDE contenu dans la Ciise cuivre.

Eau ~ d'acide sul* furique.

LIQUIDE

coutcDu dans la

rase zinc.

Eau j d'acide siilfuriqnCf et jj nitrique.

DUREE de rimmersion.

i5 minutes.

DÉVIATION

de Paiguille

aimantée.

Les déviations étant successivement égales à 62^, 64^, 61", on voit que le courant tend à devenir constant ; cet effet tient à ce que l'acide nitrique, passant lentement à travers la membrane , va décaper la lame de cuivre et enlever les corps qui, s'y déposant, tendent à produire un courant en sens inverse. En général, pour obtenir un courant constant, on dispose l'appareil, et on choisit les liquides qui servent à le faire fonctionner, de manière à ce que les lames métalliques soient toujours très-propres. 11 faut pour cela que les liquides dissolvent les substances à mesure qu'elles sont déposées sur les lames par le courant.

Les expériences précédentes démontrent que si l'on veut construire des appareils simples, produisant des courants à peu près constants, il faut remplir deux conditions : la première est de séparer les deux

423 TRAITS BS PST8TQUE.

liquides avec tm éRaphragme qtiî permette une r^tttofi Ittrte tsùTO eux, et qui n'apporte que le plus faible obstacle possible à la circalatîon du coorant ; la seconde , d*efnpl6yer des substances métatti* ques dont les surfiacesne douneut pas lie« à ées courants secondaires, lesquels, agissent en «ens in¥efse, tendent ^MMitianeilement à nîfuMt fet du courant primitif. Avant de décrire la «onstrueëon «t l'usage des appareils électro-chimiques simples t coni^Bmt côM&ilt, Il é^t ln« dispensable de parler des diaphragmes, des propriétés du zinc amal* gamé et des lames mises en contact avec les gaz.

Des diaphragmes.

Puisqnll est bien démontré qoe pour avoir un courant inlefnse ^ employant un circuit composé de deux métaux et de dettk fiquideii différents, il est nécessaire que l'un des deux métaux soft Attaqué pttt Tune des deux dissoiutSons^ et que celles-d réagissent lentement l'WM sur l'autre , afin que les effets électriques qui en résultent , s'ajo^ tent avec ceux produits par la réaction du liquide isur le métal , on ne peut remplir ces conditions qu'autant que les deux liquides sont jiéparés par un diaphragme qui leui* soit perméable, et laisse lé leourant passer, sanà qu'il en résulte une perte sensible dans S(m intensité. Ce diaphragme doit varier de nature et d'épaisseur suivant la nature des liqliides et l'intensité du courant ; car plus celui-ci est intense , plus on peut donner d'épaisseur au diaphragme. Jusqu'ici on a employé sept espèces de diaphragmes, savoir : 1° baudruche i vessie ; 2** peau, cuir tanné ; 3° toile à voile à texture serrée, plan^ ches minces de sapin eu de bois à tissu fibreux ; 4'' kaolin (argile exempte de chaux ) ; 5^ porcelaine dégourdie, terre demi-euite comme celles des alcarazas; 6° tètes de pipe, creusets; plâtre ^ehé; et 7*^ enfin le carton légèrement goudronné. Nous allons passer ai revue les avantages eft les imeonvénients de ces divers dtaf^iragmeà, doil plusieurs peuvent toe avantageusement employés dans les «i^tiotf tions de l'électricité aux arts.

La baudruche et la vessie sont les diaphragmes qui, en raison de leur peu d'épaisseur, opposent le moins de résistance à la transmission du courant ; ils ne peuvent servir que dans les expériences de recherches, et encore quand les solutions ne sont ni acides ni alcafi* nés, ou qu'elles ne renferment aucuns sels d'or^ d'ai^ent ou de platine, dont les oxydes sont réduits par les matières organiques; car alors les agents chimiques les détnHsentpramptemént La^^enee des métaux

éLSGTBIGITÉ. 423

lédoits sor leur surface présente des inconvénients dont il va être question d-après.

Le oair et la peau tannés à sec , c'est-à-dire tannés sans ûorps gras, ont à la vérité les mêmes inconvénients ; mais étant plus résistants , leur durée est plus longue et leur emploi avantageux. Le cuir doit être {dongé pendant plusieurs jours dans Teau , afin d'enlever toutes les matières organiques solubles; quand il a séjourné dans l'eau salée, qu'il a été laissé à l'air et qu'on le foit servir de nouveau, il ac* qvlert une densité telle que les courants ne passent plus. Cet effet ert dft non-seulement à la cristallisation du sel marin dans les pores du eolr , mais encore à la formation d'un composé que l'eau chaude ne saurait dissoudre. D'après cela il faut, toutes les fois que les diaphragmes ont été plongés dqns l'eau salée, les remettre tremper dans Peau , afin d'éviter les effets signalés. On conçoit que l'on puisse donner de grandes dimensions à des diaphragmes de ce genre , en réunissant plusieurs peaux par une couture à points serrés, et goudronnant les points de suture. De semblables diaphragmes bien préparés tiennent longtemps le liquide sans perte sensible ; le seul inconvénient est l'épaisseur souvent un peu forte du cuir. La peau chamoisée et la peau en général sont trop perméables au liquide. On ne peut les employer que dans le cas où les deux liquides possèdent un trèsfoible degré d'endosmose. Le cuir préparé avec des corps gras ne peut convenir, parce qu'il s'oppose au passage du courant.

La toile à voile est un des meilleurs diaphragmes, surtout avec des dissolutions neutres n'ayant qu'un faible degré d'ehdosmose, car le oooraut n'est pas sensiblement arrêté, et l'on peut enlever facilement ks cristaux de sel résultant de la réaction des deux dissolutions l'une sur l'autre. On peut donner aux diaphragmes de toile à voile la grandeur que l'on veut, ce qui est un avantage dans l'industrie; la couture doit être faite avec un fil enduit de poix.

Les planches de sapin ou de tout autre bois fibreux à tissu lâchis ne peuvent être employées que lorsqu'elles n'ont pas plus de deux à trois millim. d'épaisseur ; mais il faut encore avoir soin d'enlever la 8tv6 et les matières résineuses en plongeant le bois pendant long- ' temps dans de l'eau bouillante alcalisée ; ces diaphragines ne peuvent servir que dans des cas assez bornés^ car ils finissent par se cambrer lorsqu'ils sèchent.

Le kaolin ou l'argile exempte de carbonate de chaux est sans contredit la matière qui offre les plus grands avantages pour former des diaphragmes, attendu que l'on peut leur donner une épaisseur

de plusieurs centimètres sans que l'intensité du courant diimnue sen* siblement, pourvu toutefois que l'argile soit imbibée d'un liquide bon conducteur, et qu'elle ne soit pas trop fortement tassée. Un des grands avantages des diaphragmes d'une certaine épaisseur est que l'on retarde tellement le mélange des dissolutions , que nous avons vu souvent celui-ci ne pas s'opérer sensiblement pendant plusieurs mois. 11 en résulte quelquefois aussi un inconvénient dont il fuit se garantir. Lorsque deux dissolutions réagissent l'une sur l'autre par l'intermédiaire de l'argile, s'il se forme une combinaison hydratée, alors l'argile perd l'eau qui servait à Thumecter, et acquiert une compacité telle, que le courant fmit par ne plus passer. C'est un motif pour placer dans le circuit une boussole destinée à faire connaître les variations du courant. Quand on reconnaît que l'argile a acquis trop de compacité , il faut l'enlever et la remplacer. On évite d'employer de l'argile qui renferme des carbonates, parce que lorsqu'un des liquides est acide, il se produit un dégagement d'acide carbonique qui vient porter le trouble dans l'appareil.

La porcelaine dégourdie est employée avec avantage, et oflfîre plus de résistance que la terre demi-cuite ou les creusets et les têtes de pipe : seulement il faut avoir soin de laver les diaphragmes de temps à autre, afin d'enlever les sels qui, en cristallisant dans l'intérieur, unissent par faire éclater les parois. On peut à la vérité donner la même qualité aux creusets en leur faisant supporter un plus fort degré de cuisson. Les creusets sont les diaphragmes les plus commodes en raison de la facilité que l'on trouve à se les procurer ; seulement quand leurs parois sont trop épaisses , il faut diminuer cette épaisseur avec la lime et enlever la couche vernissée , s'il y en a ; sans quoi la terre ne s'imbiberait pas de liquide et le courant ne passerait pas. Les diaphragmes en plâtre peuvent être employés, mais non avec des dissolutions renfermant de Tacide sulfurique libre ; car l'acide sulfurique dissout peu à peu le sulfate de chaux, et le diaphragme finit par disparaître.

Le papier ou carton goudronné perméable au liquide est un bon diaphragme facile à préparer, le goudron n'étant employé que pour empêcher le carton de se délayer dans l'eau.

En général^ toute substance perméable aux liquides , qui n'est pas attaquée ou délayée par eux , peut servir à établir des diaphragmes; mais elle ne doit pas renfermer de matières conductrices de l'électricité, car il en résulterait, par suite du passage du courant, autant de centres d'actions décomposantes. En effet, toutes les fois quun

ÉLEGTHIGITS. 42$

corps solide conducteur se trouve daus un liquide traversé par un courant , Textrémité de ce corps qui regarde le pôle positif devient un pôle n^tif , et l'autre extrémité un pôle positif , de sorte que le corps constitue un élément voltaîque qui, en réagissant sur le liquide ambiant, opère la décomposition des substances qu'il ti^t en solution. Il faut éviter d'après cela que les diaphragmes ne contiennent du charbon, des pyrites et autres substances métalliques : c'est à la présepce de ces matières dans l'argile que des décompositions s'opèrent quelquefois dans la croûte du globe ; nous en parlerons dans le deuxième volume.

Les substances organiques ne présentent pas cet inconvénient, car elles ne sont conductrices que quand elles sont mouillées ; néanmoins, quand quelques-unes de leurs parties sont très-denses , elles peuvent servir d'éléments décomposants. Dans les liquides organiques il existe des globules qui peuvent servir de conducteurs. C'est une question que nous aurons l'occasion d'examiner.

Après avoir exposé ce qui concerne les diaphragmes, nous devons indiquer les substances métalliques les plus convenables pour éviter la polarisation et la production de courants en sens inverse. Pour les appareils simples il faut deux métaux, Tuu oxydable ou producteur de l'électricité, lequel étant attaqué par un liquide prend l'électricité négative, tandis que le liquide s'empare de l'électricité positive qui est recueillie par le métal non oxydable.

11 est bien prouvé maintenant que lorsqu'on plonge deux lames de métal différent dans une solution neutre , acide ou alcaline , la direction et l'intensité du courant dépendent de l'action exercée par le liquide sur chacune des lames^ et en particulier sur le métal le plus oxydable y ainsi que du pouvoir conducteur de la solution. On peut donc prévoir à priori^ dans le plus grand nombre de cas, quand on connaît la nature de la solution et les deux métaux , dans quel sens sera dirigé le courant. Nous allons en citer quelques exemples. En plongeant deux lames dans de l'eau salée, l'une de cuivre et l'autre de zinc , en communication avec un multiplicateur, le zinc prend au liquide l'électricité négative, attendu qu'il est plus attaqué par celui-ci que ne l'est le cuivre ; mais si le liquide est une solution de sulfure de potassium, le courant suit une direction opposée, parce que le cuivre est plus attaqué que le zinc. Une lame de cuivre et une kune d'étain plongées dans une solution acide et saline donnent naissance à un courant qui va/ de l'étain au cuivre, à travers le liquide; tandis qu'avec l'ammoniaque le courant suit une directicm opposée.

429 TBAITi M PHYSIQUE.

En plongeant dans de l'acide nitricfoe concentré et dans de raicidenf^ trique étendu divers couples métalliques, on forme le taMeau*siiivàiity âàas leqnd chaque métal est positif par rapport à celui qni le préeèdè*

Acide nitrique étenda.

Fer «xydé.

Argent.

Argent.

Cnivre.

Merctune.

Fer oxydé.

Plomb.

Fer.

Ctttvre.

Plomb.

Fer.

Mercure.

einc^

I^^în.

ÉtàlB.

Zinc.

Un wû)^ or ^ cfoitre M dbnne auctm effet quand on eittplott lé toerétire ^mme corps Hquîde. M. de la Rive a émiis fe douté ((St fa formàtiM de l^amalgame t(Xt une véritable action chimique ; mMH cette assertion ne saurait être fondée, attendu qu'il y a combinaison en p'k^oportlons définies ; tl y a sans nul doute aussi action étet^que, liMds le multiplicateur ne peut accuser le courant produft^ c^ar les deux électricités trouvent plus de facilité à se recombîner sur là SurfkCfè de l'or et du mercure, qu'à suivre le fil du multiplicateur. Bé général , toutes les fois que le corps intermédiaire est meilleur eotf* docteur ou même aussi bon que le fil du multiplicateur , la reeoiA^ position s'opère sur la surface même de contact. Le sens du courant dans un couple qui plonge dans un liquide est bien dépendant de réneirgie avec laquelle s'exerce l'action chimique sur l'un des é^ ments de ce couple, celui qui est te plus attaqué prend au liquide 1*^ îectricité négative. Mais peut-on, en augmentant la surface du méW le fAoïû^ attaqué, comparer et même surpasser l'action la plus vived« ce liquide sur l'autre métal? M. de la Rive, qui a étudié cette questtou, à reconnu q\ie cela a lieu quelquefois quand la différence eMt les prbpriétéà châïiiques des inétaux est peu de chose, mais qu'cll ^étoéiral la ^omme d'un grand nombre d'actions chimiques très-ifîlibleil) è(6tis leirapport de§ effets électriques produits, ne peut jamais égaler une acttàn chii!btq[ue très-forte, lors même que celle-ci ne s'exercerait que sur une très-petite surface.

Du zinc amalgamé.

Une plaque de tiûc amalgamé possède la singulière propriété d» nepasétn attaquée |^ar de l'eau légèrement acidulée par l'acide sxMà* xifve ; natotii Vvà vient à la tomber avec un fil de cuivre on de platiot^

iiECTRiciTii. 427

raetltm devient aussitôt vive, le zîdc se dissont et l'hydrogène se dégage sur le fil qui devient le pôle négatif da couple voltalque. On peut eontidérer cet effet comme une anomalie, cal* le mercure constituant fur son contact avec le zinc et l'eau acidulée un couple voltaîque^ lé ztaïe devrait être plus attaqué que lorsqu'il ne lui est pas assfocié. Or, comme le contraire a lieu, il faut donc que les particules du zine^ paor suite de leur contact avec le mercure, se trouvent dans le même étal que les particules d'une lame de fer rendu inactif par l'acide nitrique.

On amalgame le zinc en le décapant dans de l'eau acidulée par FacUte sulflnrique, et étendant dessus du mercure. Si on plongé dans de l'eau ainsi acidulée une lame de zinc ordinaire et une attre amalgamée, et qu'on les fasse communiquer au moyen d'un fil de suivre, la lame amalgamée se comporte comme le zfnc, et l'autre comme le cuivre dans un couple voltaîque ordinaire. Ce qui distingue les effets produits dans Teau acidulée par une lame de Einc amalgamé en relation avec une lame de cuivre ou autre de eeax qui ont lieu avec une lame de zinc et une lame de cuivre, c'est que l'action chimique, d'ordinaire violente et intense sur le zinc, est tMmquille et uniforme sur les lames de zinc amalgamé. De plus , les pouvoirs électriques sont plus fortement exaltés, et sont en Jeu plus longtemps qu'avec du zinc seulement : en employant une solution d'adde nitrenx, ces pouvoirs acquièrent un grand degré d'intensité. fokA les résultats d'une expérience de M. Faraday avec un couple rfnc amalgamé et platine; la surface de chaque lame était de quatre pMees (anglais) carrés, et le liquide intermédiaire de l'eau acidulée par Tacide sulfùrique :

Dans le premier moment, la déviation a été de 62*^^5, puis

En 5 minutes 60**

15 is

428 TJaAITÉ DE PHYSIQUE.

L'appareil ayant fonctionné pendant une heure, le circuit fut in* terrompu pendant une minute , et la solution agitée avec les lames qu'elle contenait; puis, la communication rétablie, Taiguille , après quelques oscillations ,« s'est arrêtée à 470, c'est-à-dire que le courant a repris son intensité première. Le circuit étant resté fermé pendant une heure , la déviation était encore de 42^ ; au bout d'une heure, elle n'était pas changée. On trouve dans ce résultat une preuve que le zinc amalgamé peut être employé avec avantage dans la construction des piles à courant constant , maîç d'où peuvent donc provenir les propriétés du zinc amalgamé? M. Faraday, qui s'est occupé de cette question, n'a pu la résoudre ; mais cependant les réflexions qu'il a faites sont de nature à l'éclairer. Une solution de trente parties d'eau et d'une partie d'acide sulfurique n'agit que faiblement sur le zinc pur, tandis qu'elle attaque énergiquement le zinc du commerce. M. de la Eive a attribué cette différence à la présence du fer, du cadmium qui se trouvent dans le zinc impur, lesquels constituent autant découplés voltaïques; il résuite, en effet, de cette multiplicité d'actions, qu'il y a beaucoup de zinc détruit, et que l'hydrogène se dégage en apparence sur la surface, bien qu'en réalité ce dégagement n'ait lieu qu'à la surface des particules métalliques étrangères ; on conclut évidemment de là que ces particules servent en même temps à décharger l'électricité du zinc, et diminuent ainsi le pouvoir qu'a ce métal de produire un courant électrique , ce qui fait que l'intensité du courant qui passe dans le circuit métallique se trouve beaucoup affaiblie. En amalgamant la surface de zinc, on amène la surface dans une condition uniforme qui détruit l'action des petits couples voltaïques. La difficulté est d'expliquer poui*quoi la présence du mercure s'oppose à ce que le zioc soit attaqué tant qu'on ne le touche pas avec un fil de cuivre ou de platine. Tout ce qu'on peut dire à cet égard c^est que la surface du zinc étant partout recouverte de mercure , une partie ne peut agir comme déchargeur vis-à-vis de l'autre, dès lors l'action chimique est suspendue.

Deux avantages importants résultent de l'emploi des lames de zinc amalgamé. Le premier est que l'équivalent complet d'électricité s'obtient par l'oxydation d'une ceii;aine quantité de zinc, c'est-à-dire que si l'on opère la décomposition d'un sel métallique en dissolution avec l'appareil simple, on obtient un équivalent de métal réduit pour un équivalent de zinc consommé.

Le second avantage est que le zinc ne soit pas attaqué quand le circuit n'est pas fermé ; nous en signalerons un troisième. L'action

ÊLECTBIGITE. 439

n'est pas régulière avec un couple dans lequel se trouve, du zinc ordinaire, attendu que la perturbation portée dans le liquide par le gaz amène à la surface du zinc des quantités inégales d'acide qui ne décape pas également les surfaces , ce qui n'arrive pas avec le zinc amalgamé en raison de son action régulière.

II paraîtrait que, lorsque la circulation du courant est gênée entre le zinc amalgamé et le cuivre ou le platine par la présence d'un diaphragmcy la quantité de zinc consommée diminue également, ce qui établit une relation remarquable entre l'intensité du courant, la quantité de Une dissoute et la quantité de sel métallique décomposé, relation que nous ne pouvons expliquer. Nous avons encore plusieurs points à examiner avant de décrire les appareils simples à courant constant.

De t influence de la température des lames de platine servant à conduire les courants électro^himiques.

Pour bien se rendre compte des effets électriques qui ont lieu dans la réaction des dissolutions les unes sur les autres, il faut tenir compte de ceux produits quand on chauffe une lame de platine qui plonge dans une dissolution neutre, acide ou alcaline. On conçoit que la lame échauffée introduite dans le liquide élève la température de la couche de liquide en contact avec elle, de sorte qu'il y a réaction de cette couche sur le liquide ambiant et courant électrique qui peut être dans le même sens ou en sens inverse de celui que Ton veut obtenir. Pour résoudre cette question , il faut savoir ce qui se passe dans la réaction d'un liquide chaud sur un liquide froid. Four cela, on prend deux capsules contenant, l'une un liquide chaud, Tautre un liquide froid. On plonge, dans chacune d'elles, une lame de platine communiquant avec un multiplicateur, et on établit la communication entre les deux capsules avec une mèche de coton. Voici ce que l'expérience donne : quand de l'eau ou une solution alcaline chaude réagit sur de l'eau ou une solution alcaline froide, celle-ci prend l'électricité positive, et le liquide échauffé l'électricité contraire. Une solution acide chaude et une solution froide produisent des effets contraires, c'es^à-dire que le liquide chaud prend l'électricité positive. Nous devons ajouter encore que les effets électriques sont inverses pendant le refroidissement. Les expériences dont on vient de rendre compte peuvent être faites avec un multiplicateur à fil long destiné à reconnaître les effets électro-chimiques, et qui ne peut servir à transmettre que difficilement les courants thermo-élec-

480 TBÂITX DB PHYSIQUE.

triques; par conséquent on doit en conclure qae, dans le métage 4'une solution chaude avec une solution fïroide» il s'opère un pbéMmène chimique analogue aux combinaisons, sous le rapport des efb^ électriques ; le mélange de Teau chaude avec Teau froide donne doue réellement lieu à une^ actionchimique.

On conçoit, d'après cela, que, lorsqu'un liquide réagit vivenKnt sur un métal, non-seulement il y a effet électrique résultant de VdéB^àaà chimique, mais la couche de liquide adhérente s'échauffant si Tac^Q est vive, il doit y avoir réaction du liquide chauffé sur le liquide esvironnant. Dans Tanalyse des effets électriques, on doit donc en tenif compte.

Réflexions sur la théorie du contact.

Les effets électriques produits au contact des solides et des liquides ont une telle importance en électro-chimie, puisqu'ils servent de base à cette nouvelle branche des sciences physico-chimiques, que Ton ne saurait les étudier avec trop de soin. Yolta crut pouvoir les expliquer en admettant Fexistence d'une force électro-motrice, dont Taction était telle, suivant lui, que deux corps conducteurs en contact se constituaient dans deux états électriques différents par le seul fait du contact. Fabroni nia l'existence de cette force et attribua une origine chimique aux effets de contact; ces deux opinions ont été tour à tour combattues, défendues et modifiées par WoUaston, Davy, et autres physiciens; mais ce n'est réellement que lorsque l'on eut analysé les effets électriques produits, soit dans les actions chimiques, soit dans les phénomènes moléculaires, que Ton fut obligé d'admettre l'influence directe des réactions chimiques sur la production des effets électriques de contact, ou bien l'action de la chaleur &u d'une cause mécanique quelconque pouvant troubler l'équilibre naturel des mole cules. Les effets de contact de Volta peuvent bien avoir lieu quand les affinités s'exercent, entre deux corps eu contact, avant que la combinaison s'effectue; mais ces effets, dont nous ne nions pas entièrement l'existence, dispai'aissent vis-à-vis de ceux que nous venons de mentionner.

Les partisans de la théorie de Volta, n'envisageant la question que sous un seul point de vue, ne peuvent expliquer que très-peu des faits nombreux que Ton découvre chaque jour, et qui , en raison de leur nombre et de leur singularité, débordent de toutes parts le cadre dans lequel on cherche à les renfermer. Cette théorie a le seul avantage de fournir à l'analyse mathématique un principe simple, à

BLEGTBIGITB. 4SI

Faide duquel on peut déduire de formules renfermant des eonstantes arbitraires^ dans quelques cas particuliers, les résultats de l'expé^ rienee. C'est un des motifs qui ont contribué à la maintenir dans la science. Au surplus, en discutant sur un principe sans apporter à l'appui de son opinion d'autres faits que ceux connus, ou analogues, la science n'avance pas et chacun reste avec son opinion. Si l'on n'eût pas cherché à démontrer l'insuffisance de la théorie de Volta, oomme l'a fait M. de la Rive et nous-méme, pour expliquer une foule de faits nouveaux dans lesquels les réactions chimiques jouent le principal rôle, l'électro-chimie serait restée stationnaire. Nous n'avons nullement l'intention de discuter ici la théorie du contact, puisque nous n'aurions rien à ajouter à ce que nous avons dit à plusieurs reprises dans notre Traité d'électricité auquel nous renvoyons le lecteur. Cependant nous croyons nécessaire d'exposer les recherches récentes de M. Faraday, qui ont eu pour bqt de mcMitrer que le ecmtact, non suivi d'effets chimiques, était insuffisant pour produire des effets électriques.

M. Faraday a employé des liquides n'exerçant aucune action chimique, afin de voir ce qui arrivait en excluant cette cause de dégag^uent d'électricité. Ces liquides seulement avalent la faculté de cour dnire un courant électrique provenant d'un seul couple bismuth et antimoine. Voici quelques-uns de ses résultats :

1^ Sulfure de potassium, en solution étendue, dans laquelle plongeatont deux lames de platine en relation avec un couple thermoélectrique et un multiplicateur, le tout formant un circuit fermé. A température égale dans toutes les parties de ce circuit, il n'y avait point production de courant; mais en chauffant ou refroidissant les joints de jonction bismuth et antimoine, l'aiguille aimantée déviait tpelqueibis jusqu'à 80°. En substituant d'autres couples tharmo ébolriques au couple bismuth et antimoine, les mêmes effets avaient lieu; seulement ils étaient moins marqués.

%î En substituant l'acide nitreux anhydre à la solution de ssùtare dQ potassium, le courant thermo-électrique ne fut pas tcansoûi; naifi cet acide, étendu de son volume d'eau, devenait assez bon oonimUfiar pour livrer passage au courant thermo- électrique.

4? L'acide nitrique, privé d'acide nitreux, conduisait mal ; l'acide j^m» paille était meilleur conducteur, et l'acide rouge pouvait être coBridéré comme bon conducteur. Ainsi, l'acide nitrique pur devait émt être un mauvais conducteur pour les courants thermo-âectrjL-

432 TBAITi DB PHYSIQUE.

40 L*adde sulfuriqne ordinaire conduisait nml le courant électrique ; tandis que, mélangé à deux volumes d'eau, il devenait meilleur conducteur que les deux premiers liquides.

Enfin, une solution concentrée de potasse ne conduisait que très* faiblement.

En essayant le pouvoir conducteur de différents corps solides pour les courants thermo-électriques, M. Faraday a reconnu que la galène, le bisulfure de fer, les pyrites arsenicales, le double sulfure de cuivre et de fer, le sulfure de cuivre naturel, les sulfures de bismuth, de fer et de cuivre, les globules d'oxyde de fer brûlé, l'oxyde des batitures, etc., conduisaient très-bien le courant, tandis que les peroxydes de manganèse et de plomb ne le conduisaient que médiocrement, et que le sulfure <d*étain gris artificiel, la blende, le cinabre, Thématite, le fer oligiste, Toxyde de fer magnétique, Toxyde d*étain natif, le wolfram, le peroxyde de cuivre, le peroxyde de mercure ne le conduisaient nullement.

Des circuits mixtes formés avec tous ces corps liquides ou solides n'ont jamais donné de courant quand la température était la même dans toutes les parties du circuit, bien que les courants thermo-électriques, qui sont les plus faibles que nous connaissions, traversassent chacun d'eux. M. Faraday a recherché ensuite ce qui se passait dans les circuits mixtes^ en suivant la même marche que nous avions adoptée, il y a plus de dix-huit ans, quand nous avons opéré avec un circuit fermé , composé de deux fils d'or et d'acide nitrique ou hydrochlorique ; les résultats de l'expérience ayant été rapportés page 412, nous n'y reviendrons pas. M. Faraday a indiqué plusieurs autres exemplesde circuits mixtes inactifs qu'il est bon de connaître : l"" ils*est servi d'où circuit formé d'une solution de sulfure de potassium , d'une lame de fèr et d'une lame de platine en contact; la dissolution a été placée dans deux verres où plongeaient deux lames de platine en relation avec le multiplicateur, et les deux verres communiquaient ensemble au moyen du couple métallique. Toutes les fois que le circuit était fermé, l'aiguille restait à zéro, ce qui annonçait évidemment qu'il n'y avait pas production d'électricité au contact du fer et du platine, car s'il y en eût eu, elle aurait passé avec facilité, attendu que le courant thermo-électrique qui avait lieu quand on ajq^liquait la chaleur au point de jonction fer et platine, traversait le liquide de manière à faire dévier l'aiguille de 30» à SO'^, bien entendu que l'effet négatif ne se ndanifestait que lorsque les surfaces métalliques étaient très-propres, et que l'on s'était mis en garde contre les causes cape-

bles de faire uaître des effets secondaires. En substituant au fer \e nickel, le palladium, Tor, etc., on obtint les mêmes résultats. V Les expériences ont également été faites avec la solution de sulfure de potassium, le platine et des substances minérales telles que la galène, les pyrites, et les effets ont été constamment négatifs ; il est donc bien prouvé par les faits précédents , qui sont identiques avec ceux que nous avons fait connaître depuis longtemps, que toutes les fois qu'il n'y a pas réaction chimique des liquides sur les solides, il y a absence d'effets électriques. Passons au cas où le contact est suivi d'action chimique. Les faits observés par M. Faraday donneront plus de force encore à l'origine chimique de l'électricité voltaïque. Le liquide actif était encore du sulfure de potassium , et les métaux , des fils de platine, d'or, de fer, de plomb et d'étain ; deux de ces fils successivement en communication avec un multiplicateur, furent plongés dans la solution de sulfure; avec l'étain et le platine, courant énergique du premier au deuxième à travers la solution. Le courant diminua rapidement d'inteasité; dix minutes après, l'aiguille était revenue presque à zéro. Dans cet état , le circuit ne pouvait livrer passage à un courant thermo-électrique provenant d'un couple antimoine et bismuth. Cet effet négatif provenait de la présence sur l'étain d'un sulfure insoluble non conducteur.

Plomb et platine. — En substituant le plomb à l'étain , forte déviation, diminution rapide, puis, peu d'instants après, l'aiguille revient à zéro, et cependant un faible courant thermo-électrique pouvait circuler , attendu que le sulfure de plomb est conducteur; seuhment, la présence de ce composé arrêtait l'action chimique, et par suite détruisait la cause qui dégageait de l'électricité. En combinant le plomb avec d'autres métaux, on obtenait des effets absolument semblables.

Dès l'instant que l'on admet que l'action chimique est la cause productive du courant, il est convenable de rechercher si les contacts métalliques restant les mêmes , les causes qui font varier l'action chimique n'influent pas également sur l'intensité du courant. Déjà M. de la Rive avait appris par ses expériences que l'accroissement d'action d'un couple métallique plongé dansun liquide chaud, était dû en grande partie à l'exaltation de l'action chimique. Pour dissiper tous les doutes sur l'origine chimique des effets électriques attribués au contact , M. Faraday a opéré seulement avec un métal et un liquide , de telle sorte que le circuit ne fût composé que d'un liquide chaud , d'un liquide froid et d'un métal ; expérience que nous avions déjà faite I. a8

434 TBAITé DE PHYSIQUE.

depuis longtemps, mais non avec autant de détails. L^appareil ge composait d'un tube de verre recourbé, de 135 millimètres de long et de 7 millimètres de diamètre , placé sur un support , de manière à chauffer à volonté une des deux branches dans chacune desquelles plongeait une lame de métal en communication avec un galvanomètre ou avec un couple antimoine et bismuth.

Nous passons sous silence les effets obtenus avec un seul métal , attendu qu'ils n'offrent rien de particulier, et qu'ils renlTcnt complètement dans ce qui a été dit précédemment ; mais nous prendrons le cas où les deux métaux sont différents, et d'où résultent des effets plus complexes. Supposons qu'on ait eu pour liquide de l'acide sulfurique étendu, et pour métaux, un fîl d'argent et un fil de platine, on a obtenu une déviation de 4** dans une direction telle, que l'argent prenait au liquide l'électricité négative, ce qui annonçait une légère action chimique sur le métal. En chauffant l'eau acidulée autour du platine , la déviation fut portée à SO'' dans le même sens. En chauffant autour du fîl d'argent, il devint plus négatif; mais l'aiguille ne fut déviée que de 10°. Dans le premier cas , l'effet électrique résultant de la réaction du liquide chaud sur le liquide froid, a dû augmenter l'intensité du courant; tandis que dans le deuxième, le liquide chaud réagissant sur l'argent avec plus de force que le liquide froid, le courant électrique qui en a résulté, a dû l'emporter sur celui provenant de la réaction du liquide chaud sur le liquide froid produisant un courant en sens inverse.

Les exemples nombreux que nous avons cités dans ce chapitre ne doivent laisser aucun doute dans les esprits sur l'inefficacité du contact des solides et des liquides pour dégager de l'électricité toutes les fois que ce contact n'est pas suivi d'une action chimique, calorifique ou njécanique. Apporter de nouvelles preuves à celles que nous avons présentées jusqu'ici n'aurait aucun but. Nous allons continuer l'examen des effets électriques produits dans les actions chimiques, afin de bien connaître les lois qui les régissent, et de pouvoir construire des appareils électro-chimiques simples fournissant des courants constants pendant un temps plus ou moins long.

Des effets électriques produits dans les décompositions

chimiques.

Il a été établi que, dans la combinaison d'un acide avec un alcafl, le premier laisse dégager de l'électricité positive, le second de l'électrieîté négative. Dans les décompositions chimiques, les effets sont rnver-

ses. Pour observer ces effets, on procède de la manière suivante : on place sur un disque de métal, fixé à l'un des bouts d*une tige horizontale soudée au plateau inférieur d'un condensateur, un creuset de platine préalablementchaufféau rouge, ou bien que l'on échauffeavec de fortes lentilles, dans lequel on verse le liquide sur lequel on veut opérer. A la place de la capsule, ou se sert avec plus d'avantage de lames épaîsseis de platine qui conservent plus longtemps la chaleur qu'on leur conûlmunique. Si Ton jette quelques gouttes d'eau distillée, on n'obtient aucun signe d'électricité ; par conséquent Tévaporation seule n'est pas une cause du dégagement de cet agent. Quand l'eati renferme de la strontiane ou d'autres bases, la capsule se charge d'ufti excès d'électricité positive, et la vapeur prend Télectricité négative. Cet effet n'a lieu néanmoins qu'à l'instant où l'eau de combinaison s'échappe. Les effets sont inverses avec l'ammoniaque étendue d'eau. Dans cette dernière expérience, l'ammoniaque se vaporisant plus facilement que l'eau , emporte avec elle l'électricité positive, et laisse à l'eau, et par suite à la capsule , l'électricité négative. Dès lors , les effets sont inverses de ceux qui ont lieu dans les combinaisons. Quand l'eau renferme un acide et que l'acide s'évapore, il emporte avec lui l'électrtcité négative ; effet également inverse de celui que l'on obtient dans les combinaisons chimiques. Pour bien voir les effets électriques produits dans les décompositions, on opère avec le bicarbonate de soude que l'on projette dans la capsule rougie ; ce sel se décompose en laissant échapper de l'acide carbonique. La capsule possède un fort excès d'électricité positive, tandis que l'acide emporte avec lui l'électricité négative. Si l'on remplace le bicarbonate par du sel marin, lé sel décrépite , l'eau de cristallisation emporte avec elle l'électricité positive.

M. Peltier a précisé une circonstance indispensable pour la production du phénomène que nous devons signaler. Si l'on verse quelques gouttes d'eau sur un morceau épais de platine , légèrement bombé , et dont on a élevé la température au moyen d'une lampe, il s'opère différents effets connus des physiciens relativement à la forme et au mouvement de l'eau. Nous dirons qu'après diverses évolutions, elle finit par mouiller le platine, s'aplatit, et se vaporise sans qu'il y ait d'électricité produite si l'eau est parfaitement pure, et que le morceau de platine soit très-propre. Avec une dissolution peu étendue de sel marin, l'effet est le même la première fois; mais le sel abandonné par l'eau forme alors une couche légère sur le platine; si l'on ajoute une nouvelle quantité d'eau, cette couche est reprise par celle-ci; dé» Fins-

4Z6 TBÂ.ITÉ DE PHYdIQUE.

tant que la goutte est diminuée de volume par suite de révaporation, elle devient presque opaque, et Ton voit une multitude de petits filets cristallins s'agiter dans Fintérieur. Bientôt après on entend de petites décrépitations accompagnées de projections salines. Le vase devient alors négatif; mais si la température est assez abaissée pour permettre le mouillage, la décrépitation cesse, la goutte s'étend, l'eau se transforme en vapeur, et l'électricité s'échappe avec celle-ci. L'effet augmente à mesure que la couche saline est plus épaisse, et il est en rapport avec la décrépitation. Le sel qui décrépite sans fusion aqueuse produit le même effet.

Si l'on opère avec le nitrate d'ammoniaque, il y a fusion aqueuse, évaporation sans production d'électricité, puis décrépitation et dégagement d'électricité. Dans les expériences de M. Peltier, il y a production d'électricité lors de la séparation des molécules d'eau combinées; elle s'est donc manisfestée pendant la décomposition, chimique. Cette observation rentre à la vérité jusqu'à un certain point dans la manière de voir de M. Pouillet, puisqu'il n'y a pas émission d'électricité pendant l'évaporation de l'eau distillée dans un vase parfaitement décapé. C'est un fait qui est aujourd'hui acquis à la science ; mais relativement aux effets électriques produits dans les décompositions, il y a une différence dans la manière de voir deces deux physiciens; seulement, comme les effets sont constants dans l'un et l'autre cas , il faut admettre que la décrépitation , autrement dit la séparation de l'eau combinée, donne le maximum d'effets.

Nous sommes naturellement amené à parler du dégagement de l'électricité dans l'expansion de la vapeur des chaudières des locomotives.

Du dégagement de Véleciricité dans t expansion de la vapeur J

des chaudières à vapeur.

On a observé, dans ces derniers temps, un dégagement considérable d'électricité dans le jet de vapeur d'une chaudière; fait remarquable en raison de l'intensité de ses effets et des circonstances dans lesquelles il est produit. Ce fait, observé la première fois par M. H.-Ë. Armstrong {Philos. Mag,, nov. 1840), dans l'usine de Sighilles , près de New-Castle , a été depuis l'objet d'investigations de la part de plusieurs personnes. La chaudière à vapeur qui a servi à l'observation n'offrait rien de particulier dans sa construction ; seulement^ à la partie inférieure de la soupape se trouvait une rondelle

ÉLECTRIGITlé. 437

fixée par des boulons. Cette soupape était séparée de la paroi de la chaudière par un ciment composé de craie, d'huile et d'étoupes, afin qu'elle joignît aussi bien que possible. Une fissure s'étant faite dans ce ciment, un jet de vapeur s'en échappa, tellement électrisé, qu'en plongeant une des mains dedans et appuyant l'autre sur le levier de la soupape , on voyait passer une étincelle brillante chaque fois que Ton interrompait la communication. On ressentait une violente commotion dans le bras. Ces effets étaient les mêmes , quel que fût le point de la chaudière que l'on touchât. Celle-ci ayant été nettoyée quelque temps après, l'on trouva une forte incrustation de calcaire, qui fut enlevée ; on fit fonctionner la chaudière , et les effets électriques furent moins marqués, quoique encore assez sensibles pour produire une étincelle distincte et un choc dans le bras. Il fut prouvé par là que la présence de l'incrustation était une des causes, non pas peutêtre indispensables à la production du phénomène, mais du moins nécessaires pour en augmenter l'intensité.

Dès l'instant que ce fait fut connu , on répéta de toutes parts l'expérience de M. Armstrong, et ce dernier lui-même en varia toutes les circonstances pour tâcher de remonter à la cause. Avant de chercher à expliquer le phénomène , commençons d'abord par l'exposition de tous les faits. On reconnut d'abord qu'en se plaçant sur un tabouret isolant, les étincelles acquéraient, ainsi que la commotion, une plus forte intensité. La vapeur était positive , la chaudière retenait donc l'électricité négative. On chargea une bouteille de Leyde, q\;i donna de fortes secousses à plusieurs personnes formant chaîne. La quantité d'électricité émise par le jet de vapeur augmentait ou diminuait avec la charge de la soupape.

L'expérience ayant été répétée avec le jet de vapeur d'une chaudière d'une machine à haute pression et alimentée par de l'eau pure, les effets furent nuls; d'après cela^ la formation ou la présence d'une incrustation dans la chaudière paraissait, dans ce cas, une condition indispensable à la production du phénomène, que l'on doit étudier avec d'autant plus d'intérêt, qu'il paraît avoir de l'analoiçie avec les effets électriques qui accompagnent ordinairement les trombes et les orages.

M. Armstrong recommença ses expériences en se servant de la chaudière d'une locomotive, et opérant presque toujours la nuit, afin que les effets lumineux fussent plus visibles. Il se plaça sur un tabouret isolant, et tint d'une main une tige de fer placée immédiatement au-dessus de la soupape, lorsque la vapeur s'échappait, et approcha l'autre main d'un conducteur en rapport avec la chaudière; il obtint des

438 TBATTÉ DE PHYSIQUE.

étincelles d'un pouce anglais de longueur; en élevant la tige au-dessus de la soupape , mais la laissant toujours dans la vapeur, il arrivait à }iu point où les étinceJles avaient deux pouces de longueur. L'effet lui parut proportionnel à la quantité de vapeur qui s'échappait par la CK)upape. Il n'avait cependant encore fait aucune expérience rigoureuse pour s'assurer jusqu'à quel point celte loi était exacte. La soupape ayant été ouverte brusquement^ les bords du levier et de la rondelle devinrent lumineux.

0 M. Pattinson (Phil. Mag,^ nov. 1840) répéta l'expérience qu'on vient de décrire, en précisant bien les circonstances de la production du phénomène. La vapeur sortait d'abord d'une soupape qui se trouvait sous la pression de cinquante-deux livres par pouce : les étincelles avaient alors trois pouces de longueur. S'étant placé, comme M. Armstrong , sur un tabouret isolant , et le conducteur ^ pointe plongeant dans la vapeur, les étincelles étalent d'autant plus longues que la soupape restait fermée plus longtemps. Au bout d'une ou deux minutes de fermeture , si on la soulevait brusquement, les étineelles avaient quatre pouces de longueur. La pres^on p'étant plus que de quarante livres par pouce, les étincelles devinrent plus petites, et les plus longues n'avaient pas plus de trois pouces; ià vingt livres, elles n'avaient qu'un pouce; à dix livres, d'un quart à mi demi-pouce ; à cinq livres, elles étaient presque invisibles. Mais, à toutes ces pressions , les effets augmentaient toutes les fois qu'on laissait la soupape fermée pendant quelque temps. Il en fut de même quand la chaudière fut isolée avec des pièces de bois séché.

M. Pattinson tira la conséquence de la série de ses expériences, que l'électricité paraissait se produire à l'instant où l'eau entrait eo vapeur, celle-ci prenant l'électricité positive, l'eau et la chaudière l'électricité négative; déduction qui ne saurait être admise d'après les expériences de M. Pouillet, précédemment rapportées; il remarqua de plus, que la vapeur humide produisait peu d'électricité. Les effets tes plus énergiques observés jusqu'ici ont été produits dans des chaudières échauffées par des tubes en cuivre.

Pour rpieux éclairer la question, M. Armstrong, qui avait découyert le fait fondamental , reprit les expériences, dans l'espoir de trou- Vjcr la cause et les lois du phénomène; mais ses tentatives n'eurent pas le succès qu'il espérait [PhiL Mag., janv. 1841). Il en résulte, suivant lui, contrairement à ce qui a été dit, qu'un jet de vapeur à haute pression n'est guère plus électrique qu'un jet de vapeur à basse jj^esslon ; seuljement Télectricité fournie par la première est plus facile

à recueillir; en isolant la chatidière, la quantité d'électricité positive diminue. Voici la nouvelle série d'expériences qui furent faites :

Uu robinet adapté à la chaudière ayant été surmonté d un tube de verre, on aperçut des étincelles briller le long du tube quand on ouvrait le robinet; ces étincelles se remarquaient depuis le nuage formé par la vapeur en dehors jusqu'au robinet , et cela que la chaudière fût isolée ou non. Les parois du tube n'étaient pas humides.

M. Armstrong tira la conséquence de la transmission de l'électridté du jet au robinet, que réiectricité positive de la vapeur ne se développe que lorsque celle-ci devient visible. Il nous semble que cette conséquence ne s'accorde pas avec le fait précédemment rapporté, savoir, que la lueur électrique est visible autour de la soupape. Il est certain que si les étincelles commencent à se montrer dans le tube, à partir du bout supérieur, en se succédant jusqu'au robinet, le fait est à prendre en considération dans l'explication du phénomène; mais, pour l'instant, ne nous en occupons pas, et continuons l'examen des faits , afin d'avoir les documents nécessaires à cette explication.

M. Schafthœùtl a fait des recherches sur le même sujet {PhiL Mag., févr. 1841), mais en se servant d'un appareil à la portée de jtous les physiciens. Il prit une sphère en fer creux , de cinq pouces anglais de diamètre , contenant du mercure dans lequel plongeait un mbe servant de manomètre, et au-dessus de l'eau distillée. Dans l'intérieur de cette sphère plongeait un thermomètre dont la tige traversait la surface delà sphère. La couche d'eau distillée qui se trouvait sur le mercure avait un pouce un quart d'épaisseur (mesure anglaise). Bans la direction du jet de la vapeur, à une distance de neuf pouces environ de roritîce du robinet, se trouvait une cloche en verre, de neuf pouces de diamètre et de cinq pouces de hauteur, dans laquelle aboutissaient les extrémités de deux lils de cuivre communiquant avec un fil unique du même métal. Quand l'eau fut entrée en ébullition, et que le manomètre indiqua un excès de pression de 31 pouces anglais, le robinet fut ouvert : la vapeur se précipita dans la cloche, s'y condensa, et fournit assez d'électricité en quelques secondes pour faire diverger les feuilles d'or d'un électroscope condensateur, en relation avec un fil de cuivre. Il en fut de même quand la pression en excès était de 23 pouces. L'eau distillée qui avait servi à l'expérience avait pris une teinte rougeâtre due à la présence du peroxyde de fer ; elle fut remplacée par une dissolution de sel marin, puis ensuite par de l'eau distillée, et alors on ne recueillit point d'électricité. Cette expé-

440 TfiÀlTÉ DE PHYSIQUE.

rience fut répétée plusieurs fois avec deTeau distillée ^ en nettoyant bien la surface intérieure, et toujours les effets furent négatifs; on n'en obtint que lorsque Ton mit exactement dans la spbère la même quantité d'eau qui avait servi dans la première expérience. M. Schafthœutl crut devoir en tirer la conséquence que l'effet devait être attribué à l'eau très-divisée que la vapeur entraluait avec elle et qui se condensait sur les parois de la clocbe de verre. Un bruit particulier produit par le jet de vapeur était l'indice du phénomène.

Cet observateur alla plus loin : il avança qu'il ne suffisait pas, pour que l'effet eût lieu , que la vapeur se condensât sous forme de brouillard, mais qu'il était nécessaire qu'elle devînt liquide. L'expérience, suivant lui, réussit également bien quand l'eau renfermait du sel marin ou du sulfate de chaux , pourvu que la quantité de liquide fût convenable. Il attribua uniquement l'électricité dégagée à la condensation soudaine de la vapeur et à la séparation de l'eau formée , la vapeur condensée prenant l'électricité positive, et la négative restant à la chaudière. A quelques modifications près , c'est la manière de voir de plusieurs physiciens anglais.

Les expériences précédentes ne paraissant pas encore sufQsantes à M. Ai'mstrong pour expliquer le phénomène, il reprît cette question , et fit de nouvelles expériences dont plusieurs sont intéressantes.

Il condensa de l'air , sous une pression de 8 atmosphères , dans un vase à parois très-résistantes, de la contenance d'un peu moins de sept litres, et muni d'un tube de verre par lequel l'air devait s'échapper : le vase fut placé sur un isoloir. Ayant tourné le robinet pour laisser échapper l'air , il n'obtint , la première fois , aucun résultat. Dans une seconde^xpérience , le verre devint si fortement négatif, qu'il put en tirer des étincelles de 1/4 de pouce de long. Cette expérience fut répétée souvent avec le même succès. L'électricité du vase, quoique ordinairement négative , comme avec la vapeur , était cependant quelquefois positive ; aussi devait-il se présenter des cas où il n'y avait aucun dégagement d'électricité , quand le vase passait de l'état négatif à l'état positif. L'expérience réussissait mieux par un temps froid et légèrement humide que lorsqu'il était sec et chaud. Cette circonstance est à noter , car elle semblerait faire croire que la présence de l'eau dans l'air soit une des causes de la production du phénomène ; aussi cette conjecture n'a-t-elle pas échappé à M. Armstrong. Dans l'expérience précédente , il paraîtrait que l'influence de la présence de l'eau en vapeur est telle , que lorsque le récipient est

ÉLEGTBIGITB. 441

parfaitement sec et échauffé , jusqu'à ce qu'on ne puisse y tenir la main , la sortie de l'air ne produit pas d'électricité. Si l'intérieur du récipient est humide , on ne peut faire disparaître les signes d'électricité qu'en élevant davantage la température; quand celle-ci est basse , la présence de l'eau contribue peu aux effets électriques. En effet, M. Armstrong ayant desséché complètement l'intérieur d'un récipient, y introduisit une certaine quantité de potasse pour enlever à l'air condensé l'eau qu'il contenait; puis il comprima de nouveau de l'air, et plaça l'appareil dans un endroit froid pendant douze heures, afin que la potasse eût le temps de produire son effet. L'expérience ayant été faite ensuite, les effets furent les mêmes, comme si l'on n'avait pris aucune précaution p^ur enlever l'humidité.

Les expériences furent recommencées avec une chaudière de trente pouces de long et quatre pouces de large (mesure anglaise), le couvercle ayant une soupape de sûreté graduée. Le fourneau était porté sur quatre pieds de verre; un tube de cuivre partait du couvercle de la chaudière^ entrait dans le fourneau, y serpentait plusieurs fois, en sortait latéralement, et son extrémité était terminée par un robinet au moyen duquel on donnait issue à la vapeur qui se desséchait en passant dans le tube chaud. Cet appareil a donné des effets assez considérables, et a permis de reconnaître les circonstances dans lesquelles la chaudière était tantôt positive, tantôt négative.

Les expériences faites à cet égard portent à croire que l'état calorifique de la portion de la chaudière en contact avec la vapeur, est probablement une des causes des effets produits : car^ suivant M. Armstrong, la construction du fourneau permet, en fermant sa porte latérale , d'opérer un grand accroissement de température au haut de la chaudière où se trouve la vapeur ; et alors , presque toujours, l'électricité négative de la chaudière, et la positive de la vapeur, diminuent et disparaissent entièrement ; puis la positive paraît dans la chaudière, et la négative dans le jet de vapeur. La diminution de l'eau favoriserait aussi l'accumulation de la chaleur dans le haut de la chaudière , et cette circonstance est très-propre aux changements des électricités. Nous croyons cependant qu'il y a d'autres causes qui déterminent les variations des signes électriques, entre autres l'état électrique du tube, qui, étant le même que celui de la chaudière, doit produire des recompositions continuelles d'électricité.

Voyons comment influe la pression sur la production du phénomène.

Pour déterminer l'intensité comparative de l'électricité dégagée par la vapeur à divers degrés de pression, on s'est arrangé pour

442 TBAITÉ DB PHYSIQUE.

qu'il sortît en même temps des poids égaux de vapeur; et pour cela, on diminua l'ouverture par laquelle sortait la décharge, dans la même proportion que la pression augmentait, et réciproquement. La soupape de sûreté remplissait ce but. Il fallait encore,^ pour que les résultats fussent comparables , que la vapeur fût toujours dans le jaxéme état de sécheresse : ce que Ton obtenait en modérant le feu de manière à obtenir cet effet. On enleva d'abord la soupape pour laisser sortir librement la vapeur ; il n'y eut aucun des effets précédemment décrits. La soupape , remise en place et sous la pression d'un peu plus d'une livre par pouce carré , les lames d'or d'un électroscope convenablement placé commencèrent à donner des signes d'électricité dus à la cause que l'on étudiait. Dans cet état, en augmentant très-peu la pression, les effets électriques devinrent plus considérables; car à la pression de trois livres par pouce carré , on tirait cinq à six petites étincelles par minute. En augmentant ensuite la pression, l'accroissement des effets électriques était moins rapide qu'auparavant. C'est ainsi que l'électricité obtenue sous la pression de trois pouces n'était doublée que lorsque la pression était de quinze livres; elle était triplée à cinquante livres, quadruplée à cent vingt; et à deux cent cinquante livres , l'électricité n'était seulement que cinq fois plus forte qu'à trois livres.

On ne peut rien inférer de ces résultats, relativement à l'effet de la pression , attendu que les causes qui font changer d'électricité à la chaudière, ont dû bien certainement intervenir. .

Voici encore quelques faits généraux qui doivent être signalés :

l"" Une augmentation considérable de pression produit toujours dans la chaudière , qui est d'abord positive , un retour temporaire à l'électricité négative, lequel dure une ou deux minutes, puis la chaudière reprend ensuite son état positif.

2^ Lorsque la pression est considérable , la tendance négative do jet de vapeur est fortement augmentée par le passage de la vapeur à travers un tube de cuivre, à tel point que Ton peut obtenir souvent du tube un jet de vapeur négatif, tandis qu'on en reçoit un autre positif de la soupape. A de basses pressions, le passage de la vapeir à travers le tube produit plutôt un effet inverse.

3'' Les effets les plus énergiques sont produits lorsqu'on décharge la vapeur à travers un tube de verre court fixé à la chaudière; si le tube est long, il y a diminution dans les effets. L'électricité est, en général, plus faible quand la chaudière est positive et le jet négatif que lorsque l'une et l'autre sont dans xm état contraire.

ÉLECTBTCITÉ. 44S

Pour savoir jusqu'à quel point Télectricité provenait de Texpansion de la vapeur, M. Armstrong a fait l'expérience suivante : il a fixé VLB cylindre métallique au robinet latéral qui terminait son tube de cuivre ; ce cylindre a été maintenu sufiisamment cbaud pour empêcher toute condensation de vapeur au dedans ; son extrémité supérieure était percée de petites ouvertures par lesquelles s'échappait la vapeur. Il n'y eut aucune diminution dans l'électricité. Cette expérience prouve donc que l'expansion de la vapeur n'est pas la cause du diéveloppement de l'électricité ; M. Armstrong Tattribue à la précipi- . tation de la vapeur.

Suivant une autre expérience , l'électricité produite dans le vase évaporatoire par l'émission de la vapeur est indépendante de l'évapo* ration concomitante. Dans ce cas, l'eati avait été chassée de la chaudière , et cependant cette électricité était toujours positive. Les circonstances suivantes devront être appréciées dans la théorie que l'on essayera de donner du phénomène.

Il parait que la tendance du nuage de vapeur à donner de l'électricité négative au lieu d'électricité positive augmente à mesure que l'on se sert plus longtemps de l'appareil , jusqu'à ce qu'enfin l'électricité positive ne paraisse plus que rarement dans le jet.

Pensant que l'état négatif du nuage provenait de l'oxydation du métal , on examina l'intérieur de la chaudière, et on trouva la paroi intacte. L'état négatif fut le même après qu'on l'eut lavée avec de l'eau ; mais avec une solution de potasse, le jet devint positif.

Dans les expériences subséquentes , ayant ajouté une petite quantité de potasse à l'eau qui engendrait la vapeur, l'intensité de l'électiicité augmenta à un point tel qu'il obtint plus de trente étincelles d'un demi-pouce de longueur pendant une minute ; avec la soude, l'effet était semblable , mais à un degré moindre. En y substituant ime' petite quantité d'acide nitrique, la vapeur devint négative; les acides sulfurique et bydrochlorique ne parurent pas exercer une grande influence, même lorsque la chaudière renfermait de la 11noaille de fer sur laquelle ces acides devaient agir. La chaux rendit la vapeur positive; le nitrate de cuivre agit à peu près comme Tacide nitrique. Ënfm, les effets puissants obtenus quand l'eau contenait de la potasse, ont fait penser que Ton pourrait remplacer les machines électriques ordinaires par des appareils vaporo-électriques.

Tels sont les faits qui ont été exposés jusqu'ici relativement à l'éiectricité produite dans les chaudières des machines à vap«»iu: çuand

il sort un jet, soit par la soupape, soit par un robinet disposé à cet effet.

Quand on songe aux effets nombreux et souvent contradictoires, au peu d'expériences rigoureusement exactes, pour étudier le phénomène, de manière à en saisir les lois, on éprouve de grandes difficultés à expliquer d'une manière satisfaisante les nombreux effets observés. Nous allons cependant essayer de les rapporter aux causes connues du dégagement de réiectricité ; car s'il existe une cause non encore étudiée , il faut avouer que la question n'est pas assez éclairée pour que Ton puisse, dans l'état actuel des choses, reconnaître quelle est réellement cette cause. Nous avons vu qu'il y avait dégagement d'électricité dans les actions chimiques, calorifiques, moléculaires et magnétiques ; tels sont les jalons sur lesquels nous devons nous appuyer pour expliquer le phénomène de M. Armstrong. Le dégagement de l'électricité dans la formation de la vapeur a été longtemps un sujet de discussion entre les physiciens, attendu que l'expérience donnait des résultats tantôt dans un sens, tantôt dans un autre. En montrant que lorsqu'on faisait évaporer de l'eau distillée dans un vase de platine , et qu'en remplaçant cette eau successivement par de l'eau acidulée ou alcalisée , on avait des effets nuls ou des effets électriques dans deux sens différents, M. Pouillet a résolu la question ; et il fiit prouvé par là que le changement d'état de l'eau ne produisait pas d'électricité; que dans le deuxième cas la vapeur étant négative , et dans le troisième positive , ces effets devaient être attribués à une décomposition chimique , c'est-à-dire, à la séparation de l'eau d'avec l'acide ou l'alcali.

Pour réussir dans l'expérience de la chaudière à vapeur, il font que l'eau renferme un sel quelconque et qu'il se forme un encroûtement , car l'effet est d'autant plus fort que celui-ci est plus considérable. Mais ce qui complique le phénomène, ce sont i"" les effets électriques complexes résultant d'abord de l'action chimique du liquide sur la fonte ou le métal dont se compose la chaudière ; 2"* de la séparation de l'eau des substances qu*clle tient en dissolution , et auxquelles il faut rattacher les effets qui accompagnent la décrépitation; 30 dé réiectricité due à des phénomènes thermo-électriques dont la cause n'est pas encore bien connue , et qui , d'après les observations de M. Armstrong, interviennent pour faire changer de signe la chaudière qui , étant ordinairement négative , devient , dans quelques cas, positive. D'un autre côté, l'expérience qui a été faite avec de l'air comprimé humide vient compliquer singulièrement la question; car

ÉLECTBIGITÉ. 445

dans ce cas on ne peut admettre une action chimique , puisque les effets électriques sont dus uniquement à la sortie de Tair comprimé par une ouverture étroite. Peut-être le frottement de l'air contre les parois métalliques esWl pour quelque chose dans la production du phénomène.

D'après cela , il n'est pas étonnant que l'on n'ait pas encore donné une explication satisfaisante des effets électriques produits lors de l'émission de la vapeur dans les chaudières des machines à haute et basse pression, lorsqu'on voit qu'il y a peut-être quatre causes connues qui concourent à l'effet général. On ne pourra avoir une explication complète que lorsqu'on connaîtra la part d'action de chacune de ces causes. Nous avons présenté avec d'assez grands développements les phénomènes électriques qui accompagnent l'émission de la vapeur des chaudières, en raison de la similitude de ces phénomènes avec d'autres analogues produits dans l'atmosphère.

Des effets électriques produits dans le contact des gaz et des

métaux non oxydables.

Lorsqu'une lame de métal plonge dans un liquide capable de réagir chimiquement sur elle, il y a un dégagement d'électricité dont on a donné les lois : ce dégagement est nul si la lame n'est pas attaquée, à moins qu'elle ne soit recouverte de substances solides ou gazeuses capables de réagir chimiquement sur le liquide. Nous avons étudié ce qui arrivait avec des substances solides ; il nous reste à montrer comment se comportent les gaz.

Quand on décompose de Teau distillée avec deux lames de platine plongeant dedans et communiquant avec une pile voltaïque , et que l'on interrompt la communication au bout de quelques instants, et qu'ayant détaché les deux lames des extrémités de la pile on les réunisse avec un fil en relation avec un multiplicateur, on -a un courant dirigé en sens inverse du premier, c'est-à-dire que la lame qui primitivement était le pôle positif devient le pôle négatif et réciproquement ; cet effet se reproduit encore en opérant avec un seul couple. Voici l'explication que nous avons donnée depuis longtemps de ce phénomène :

Quand deux lames de platine plongeant dans une solution saline font partie d'un circuit voltaïque, la surface de la lame positive se recouvre d'éléments acides et d'oxygène , et la surface de la lame négative d'éléments alcalins et d'hydrogène. Les deux lames se

446 tbàtté de physique.

trouvent donc dans le même état que si la première avait été mise en contact avec une solution acide, et que l'autre plongeât dans une solution alcaline; dans les deux cas, les effets sont les mêmes. Nous avions fait rexpérience en mettant une lame dans une solution de potasse, et l'autre dans de l'acide nitrique; M. Matteucci Ta faite également en mettant en contact pendant quelque temps les lames avec du gaz hydrogène et du gaz oxygène ; puis, les plongeant dans de Teau distillée , il a obtenu des déviations considérables ; la lame recouverte d'oxygène a pris à l'eau Félcctricité positive ; ces deux gaz, en réagissant sur l'eau, ont donc donné lieu à des effets électriques semblables à ceux que Ton aurait obtenus directement dans la combinaison de l'oxygène avec l'hydrogèBC Les lames ont conservé pendant longtemps cette propriété. 11 esft nécessaire, pour la leur enlever au bout de plusieurs heures, de les faire rougir. L'azote se comporte, quand il adhère à une lame de plathw, à l'égard de Toxygène comme l'hydrogène , et relativement au dernier gaz comme l'oxygène. Lorsque les lames d'or ou de platine produisent des effets secondaires tels que ceux dont il s'agit, on dit que les lames sont polarisées. On doit se mettre en garde dans les expériences délicates contre cette polarisation , cpuind des lames sont restées longtemps en contact avec l'air, sans quoi on attribue à d'autres causes les effets dont il est question. Nous roivoyons pour plus amples renseignements à notre Traité d'électricité, tome V, deuxième partie, page 12.

Des appareils simples à courant constant.

Les connaissances que nous avons acquises sur les effets électrlques produits dans les actions chimiques en général étaient indispensables pour concevoir la théorie des appareils électrô-chffmiques simples à courant constant, destinés à fonctionner pendant plus ou moins de temps, et celles relatives aux effets décomposants des courants électriques dont il ne pourra être question que dans le deuxième volume. Tant que Ton s'est borné à employer une lame de zinc et une lame de cuivre plongeant dans de l'eau acidulée et communiquant ensemble au moyen d'un fil métallique, on n'obtenait qu'un courant dont Fintensité diminuait rapidement, de sorte qu'en laissant continuer ^a^ tion,au bout d'un certain temps, il était incomparablement plus ftilHe fu'en commençant. Pour parer à cet inconvénient , il fout disposer les iqf^pareib pour que l'action chimique soit toujours sensiblement

ilECTBTCTTE. 447

constante , et que les lames ne se polarisent pas de manière à pi^duire un contre-courant qui viendrait détruire l'effet du premier. Nous allons décrire les appareils qui remplissent quelques-^unes des conditions exigées.

Le premier appareil est composé de deux bocaux en verre, dont Tun renferme une solution de potasse caustique concentré, et l'autre de l'acide nitrique également concentré. Les deux vases communiquent ensemble par l'intermédiaire d'un tube de verre recourbé rempTi de kaolin ou d'argile exempte de carbonate de chaux, et humectée d*Qne solution de sel marin. Dans le bocal où se trouve Talcali plonge une lame d'or ; dans l'autre, une lame de platine. Si Ton met en communication les deux lames au moyen de fils d'or ou de platine , on a un courant assez énergique provenant de la réaction de fadde sur l'eau et le sel marin d'une part, de la potasse de l'autre, sur l'eau et le sel marin. La direction du courant montre que la lame plongée dans l'alcali prend Télectricité négative , et la lame plongée dans l'acide l^électricité positive ; la permanence dans l'intensité du courant pendant plusieurs jours annonce que les surfaces des lames ne sont point polarisées ; il est facile, en effet,' de le prouver. Pendant que cet appareil fonctionne, le nitrate de potasse qui se forme à chaque instant est décomposé par l'action du courant ; l'acide est transporté au pôle positif, qui est la lame plongeant dans la potasse, tandis que la potasse est transportée sur la lame négative qui plonge dans racidc. Or, Facide et l'alcali transportés, se trouvant en contact d'un côté avec la potasse , de l'autre avec un acide, se combinent immédiatement avec les liquides environnants, de sorte que les lames sont toujours parfaitement décapées; dès lors il ne peut y avoir aucun effet secondaire. Le courant ne diminue d'intensité que lorsque le nitrate de potasse qui se forme peu à peu cristallise en assez grande quantité dans le tube de communication pour interrompre la circulation du courant; dans ce cas, il faut changer l'argile, inconvénient que l'on évite en disposant l'appareil de la manière suivante : le tube intermédiaire est tubulé à la coudure; les deux extrémités du tube ne renferment qu'une petite quantité d'argile retenue au moyen d'une lame très-mince de platine, et percée de trous pour laisser passer le courant. Le reste du tube est rempli d'eau salée qu'on peut changer à Tolonté. On peut aussi introduire les deux bouts du tube recourbé, e» les faisant moins longs, dans deux tubes de platine, afin de recueillir une plus grande quantité de l'électricité dégagée dans la réaction des liquides; mais alors 11^ faut éviter qu'ils soient isoudés à

l'or, attendu que Teau régale qui se forme dans la réaction de racide nitrique sur le sel marin attaquerait ce métal.

On peut encore adopter une autre disposition qui présente des avantages dans les expériences en petit. On introduit de l'argile dans un tube de verre recourbé en U, d'un à deux décimètres de longueur et d'un centimètre d'ouverture, de manière à occuper plusieurs centimètres de la partie recourbée et humectée d'eau salée, mais de sorte qu'elle ne forme pas une pâte trop liquide. Au milieu de la coudure se trouve une petite ouverture ; dans Tune des branches on verse de l'acide nitrique, et dans l'autre une solution de potasse ; puis Ton plonge le tube dans un vase qui renferme de l'eau dont le niveau est le même que celui des autres liquides. On met ensuite des lames de platine dans l'acide et dans l'alcali ; l'eau est destinée à enlever le nitrate de potasse à mesure qu'il se forme. Cette disposition peut servir encore à former de petits couples à courant constant composés comme il sera dit ci-après.

L'appareil de M. Daniel présente aussi des avantages, attendu que la force en est plus grande, mais non la régularité d'action. Les principes sur lesquels repose sa construction sont ceux précédemment énoncés. Cet appareil a été modiûé de diverses manières; nous allons indiquer les dispositions le plus généralement adoptées, ah (Ûg. 10, pi. VI) est un cylindre de cuivre, creux et fermé aux deux bouts; il est lesté avec du sable pour éviter sa flottaison dans le liquide; à sa partie supérieure on soude une bande de cuivre de quelques centimètres, percée de trous et formant galerie, dans laquelle on place des morceaux de sulfate de cuivre ; le cylindre se met dans un sac en baudruche ou en toile à voile; on l'entoure d'un cylindre de zinc amal- ' gamé, et le tout plonge dans un bocal MN. Le diaphragme dans lequel se trouve le cylindre est rempli d'une dissolution saturée de sulfate de cuivre jusqu'à la hauteur de la galerie, de sorte que la dissolution étant en contact avec les cristaux de sulfate de cuivre se trouve toujours à Tétat de saturation. Dans le bocal est une solution d'eau salée en quantité suffisante pour que les deux liquides soient de niveau. L'eau salée est préférable à Teau acidulée, en ce qu'elle permet de faire fonctionner l'appareil plus longtemps, seulement la force est moindre. A la partie supérieure de chaque cylindre, cuivre et zinc, est soudé un appendice qui permet d'établir la communication avec les corps que l'on soumet à l'action d'un courant électrique. Dès l'instant que le circuit est fermé, il en résulte un courant par suite duquel le cylindre de zinc devient le pôle positif, et le cylindre de cuivre

£I,£CTHIGITE. 449

le pôle négatif du couple; le sulfate dfe cuivre est décomposé, le cuivre se dépose sur le cylindre, dont la surface constamment brillante n'est point polarisée. Le zinc amalgamé, en raison de ses propriétés, est peu polarisé, de sorte que le courant change peu d'intensité. Quoique trèsusuel , cet appareil a un inconvénient ; on ne recueille que l'électricité dégagée dans la réaction du liquide sur Tune des faces du zinc. Mais on peut y remédier en formant le couple de la manière suivante : on dispose une auge en cuivre AB (fig. Il), munie de deux appendices creux aby dy V en biseau, communiquant avec l'intérieur de l'auge par plusieurs ouvertures, et remplis de sulfate de cuivre. Une lame de zinc amalgamé MN est placée dans un sac de toile à voile ; en G et D sont soudés deux appendices. Dans l'auge AB, on verse une dissolution de sulfate de cuivre, et de l'eau salée dans le sac servant de diaphragme, puis le zinc et son diaphragme sont placés dans l'auge. En fermant le circuit, on a un courant très*énergique. Cet appareil permet de recueillir beaucoup plus de l'électricité dégagée, parce que chaque face de la lame de zinc est en présence d'une surface de cuivre. C'est donc la meilleure disposition que l'on puisse adopter. Si Ton veut donner plus de force à l'action voltaïque, suivant les effets que l'on se propose d'obtenir, on plonge le bocal dans de l'eau, dont on élève la température. A 60 ou 80^, la réaction de l'eau salée sur le zinc est telle que l'action décomposante du couple est énergique.

L'appareil suivant a de grands avantages. On emploie pour diaphragme un cylindre en terre demi-cuite, et que l'on remplit d'amalgame liquide de zinc dans lequel plonge une lame de platine ûxée à un fil de même métal. Le cylindre est placé dans un bocal contenant une solution saturée de sulfate de cuivre, dans laquelle est un cylindre de cuivre entourant le diaphragme. En fermant le circuit, la réaction du sulfate de cuivre sur l'amalgame donne naissance à un courant dont on utilise l'action ; des appareils à courant constant, celui-ci offre le plus d'avantages, car il peut fonctionner pendant un temps fort long. Le zinc consommé est remplacé par des morceaux de même métal que l'on met dans le cylindre qui contient le mercure.

Souvent il est plus commode, quand on ne veut pas faire fonctionner l'appareil très-longtemps , d'employer l'eau acidulée par l'acide sulfurique , et d'y plonger tout simplement une lame de zinc amal« gamé et une lame de cuivre entourant les deux surfaces de zinc à la façon des couples à la Wollaston(fig. 12). Au moyen d'appendices fixés aux deux lames, on les met en relation avec les substances sur lesquelles I. 29

on veut opérer. On peut imaginer bien d'autres dispositions ; mais elles se rapportent toutes à celles que nous venons de présenter : nous nous sommes attaché à donner celles qui offrent le plus d'avantages dans les recherches scientifiques et les applications aux arts.

En réunissant plusieurs appareils et mettant en relation le cuivre d'un couple avec le zinc de l'autre, on forme des piles dont nous ne nous occuperons que dans le deuxième volume, attendu que, dans ce chapitre, nous n'avons voulu traiter que du dégagement d'électricité et de la construction des appareils électro-chimiques simples, dont la connaissance est indispensable pour l'interprétation du mode d'action de l'appareil dont la découverte est due au génie de Volta.

Des efjets électriques produits dans V action chimique

de la lumière solaire

On doit retrouver dans les phénomènes chimiques produits sons l'influence de la lumière solaire les mêmes effets électriques qui accompagnent les actions chimiques en général. Les premières recherches pour observer ces effets sont dues à mon fils Edmond, et ont été pa* bliées en juillet 1839. Il avait remarqué qu'en faisant agir un faisceau de rayons solaires sur deux liquides superposés avec soin et agissant chimiquement l'un sur l'autre, il se développait un courant accusé par un multiplicateur très-sensible, dont les deux extrémités étaient en relation avec deux lames de platine plongeant dans les dissolutions. Le phénomène observé était composé, attendu qu'il se compliquait de l'action de la lumière sur les lames de platine; mon flls fut conduit ainsi à faire une série d'expériences touchant l'action des rayons solaires sur les lames de métaux inoxydables.

Quand deux lames de platine , communiquant avec un galvanomètre, plongent dans un liquide conducteur, il n'y a aucun efkX électrique produit toutes les fois que les lames sont très-propres et qu'elles ont la même température ; mais pour peu qu'il y ait entre elles une différence de température , il se produit un courant dont l'intensité et la direction dépendent de la nature du liquide et de celle des lames. Or, comme le phénomène se reproduit quand on expose inégalement aux rayons solaires deux lames de platine ou d'or plongeant dans une solution acide neutre ou alcaline, il s'agit de voir jusqu'à quel point la radiation calorifique intervient dans la production du phénomène. Pour cela , il ne faut pas perdre de vue qu'une lame chaude est négative par rapport à une lame froide^ lorsqu'on plonge l'une et l'autre dans l'eau ou une solution alcaline , ces deux lames

communiquant raétalliquement ensemble , tandis que le confraire a lieu dans un acide. Les effets étant les mêmes par le contact d'un liquide froid avec un liquide chaud , on peut en conclure que l'immersion d'une lame cliaude de métal dans un liquide échauffe la couche liquide qui entoure cette lame : d'où résulte un courant électrique dû à la réaction de la couche chaude sur le liquide environnant.

Pour observer les effets de la radiation solaire , on se sert de l'appareil suivant ( pi. YI, fig. 13), qui est composé d'une boite de bois, noircie intérieurement et partagée , par une membrane très-mince, en deux compartiments que l'on remplit de la solution d'essai ; dans chacun d*eux plonge une lame de platine ou d'or, dont la surface à été chauffée préalablement au rouge; ces lames sont mises en relation avec un multiplicateur à fil long, et placées horizontalement pour être mieux influencées par la radiation solaire. Chaque compartiment est recouvert d'une planchette mobile formant couvercle, et qu'on enlève quand on veut opéi*er. Lorsque les compartiments renferment une solution alcaline, on trouve que la lame exposée aux rayons solaires prend au liquide l'électricité négative; avec Une solution acide, c'est l'inverse. Dans le premier cas , la déviation est de 2 à 3°; dans le deuxième, de 6 à 7°.' On pourrait croire que ces effets sont dus à l'action calorifique des rayons solaires; mais il n'en est pas ainsi, comme on peut le voir ejn coniparaot, sous le rapport des effets électriques produits, l'ordre des écrans de verre coloré placés successivement sur l'appareil avec l'ordre de ces mêmes écrans placés sur les deux pôles d'une pile thermo-électrique, car on trouve alors que l'effet n'est pas dû au rayonnement calorifique:

Pour reconnaître comment les diverses parties du spectre agissaient gur les lames de platine , une d'elles fut placée verticalement ; on fit tomber dessus les rayons colorés du spectre formé en réfractant les rayons directs du soleil. Les deux compartiments étaient remplis d'eau acidulée; dans celui caché à la lumière se trouvait une lame de platine en relation, comme l'autre, avec un multiplicateur.

Voici les effets obtenus :

rouges, orangés, jaunes, verts."

Faible action dans les rayons. . . . . • | Jq^j^A

Action marquée dans les rayons violets.

On peut conclure de ces résultats que les rayons qui agissent sur les lames de platine ou d'or plongées dans des dissolutions, étant

Aucune action dans les rayons,

plus réfrangibles que les rayoDS calorifiques , ne sauraient produire des effets de chaleur. Mais quel est le mode d'action de ces rayons? Quoiqu'on ne puisse répondre catégoriquement à cette question , cependant, comme les effets sont presque nuls quand les surfaces sont très-nettes, il est probable qu'ils sont dus à l'action des rayons chimiques sur les corpuscules adhérant aux surfaces. Pour voir jusqu'à quel point cette conjecture est fondée , il faut examiner l'influence que, dans cette circonstance, exercent le charbon et divers oxydes placés en couches très-minces sur les lames ; dans ce cas , on trouve que les effets , au lieu d'être plus considérables, sont au contraire moindres ; d'un autre côté, si le phénomène est calorifique, la présence de ces corps devrait augmenter le pouvoir absorbant du platine.

On ignore si l'altération excessivement faible du platine n'interviendrait pas dans la production du phénomène ; ce qui est certain , c'est qu'en opérant avec une lame en contact depuis plusieurs jours avec l'eau, le courant est moins fort que lorsqu'on vient de faire rougir la lame.

Voyons maintenant ce qui se passe en opérant avec des lames de métal oxydable. On s'est servi d'abord de lames de laiton , et pour liquide, de l'eau acidulée par quelques gouttes d'acide nitrique. Les lames ont constamment donné un courant de 4° à 5*", dont la direction était telle, que la lame exposée au rayonnement prenait au liquide l'électricité positive , effet inverse de celui qui aurait eu lieu si la lame eût été attaquée par l'eau acidulée.

Deux lames qui avaient déjà servi furent employées comme électrodes à regard d'une pile de trente éléments : la lame positive s'est oxydée, tandis que l'autre est restée brillante; alors on les a exposées successivement aux rayons solaires. La lame brillante s'est comportée comme auparavant, c'est-à-dire qu'elle a pris l'électricité positive : la déviation de l'aiguille était de '3° à 4°; tandis que la lame oxydée est devenue fortement négative, à tel point que l'aiguille du galvanomètre fut chassée violemment à OO"". Cette action énergique n'est produite que lorsque la lame est fortement couverte d'oxyde. L'ordre des lames étant interverti, les effets furent les mêmes ; nous devons faire remarquer qu'elles n'étaient mises en expérience qu'après avoir perdu la polarité qu'elles acquièrent quand elles servent d'électrodes. £n employant comme écrans les différents verres colorés ci-dessus mentionnés , on a obtenu les résultats suivants , en exposant la lame oxydée aux rayons solaires :

Rapport des effeU produits, 100 représentant Ecrans. Intensité du courant. Vaction exercée sans

l'interposition d'aucun écran.

Sans écraa 35,5 loo

Verre violet 9 ', 27

— bleu 10,5 3i

— vert I 2,5

— jaune 6,5 io,5

— rouge I a,5

La lame étaut exposée aux diverses parties du spectre solaire , on a eu:

Spectre Intensité du courant.

Dans les rayons rouges, i

— orangés »

— jauues a

— verts 4

— bleus 2

— indi:.o »

— violets i o

En opérant avec la lame de laiton décapée et les écrans colorés , on a obtenu un courant en sens inverse du précédent, dont l'intensité varie , comme on le voit dans le tableau suivant :

Écrans. Intensité. Rapports des effets produits. -

Sans écran 4°,5 100

Verre violet a® 44,5

— bleu i«»,5 47

.— > jaune o o

Il y a deux effets inverses bien distincts produits lors de Taction des rayons solaires sur les lames de laiton : d'abord celui qui s'opère lorsque la lame est brillante et nette , et le second qui a lieu lorsque la lame est oxydée ; on voit , de plus , que les écrans se comportent différemment par rapport aux rayons qui opèrent ces actions.

Avec des lames d'argent et de l'eau acidulée par Tacide sulfurique , on a eu un courant de 1^ à 2^, dans une direction telle, que la lame exposée était négative. Avec les lames qui avaient servi d'électrodes , les effets ne furent pas plus marqués. Cette faible action pouvant être négligée , on déposa sur leur surface des vapeurs d'iode et de brome , afin de voir jusqu'à quel point l'on pourrait observer les effets électriques produits par la réaction de ces deux corps sur l'argent y sous nnflueuce de la lumière solaire. Chargée d'une couche mince d'iode , la lame prit au liquide l'électricité positive; avec une couche épaisse, l'effet fut inverse : dans le premier cas, la couche d'iodure d'argent passa à un état d'ioduration moindre; dans le second, l'iode réagit sur l'argent. La déviation de l'aiguille fut de 45° à SO^", en opérant sous l'influence des rayons solaires.

454 TRÀITB DE PHYSIQUE.

Avec une couche épaisse d*iode et les divers écrans de verre coloré, on a en :

Écrans. Intensité du courant produit. Rapports des effets produits.

Sans écran 55 loo

Verre violet aa ; ^O

— bleu ...» 14 * • • s5,5

— jaune 7 ia,7

— ronge i 1,8

Avec la vapeur de brome , la lame d'argent exposée aux rayons solaires est devenue également négative relativement au liquide; l'action était tellement forte qu'à la lumière diffuse la déviation était de 50o.

La lame ayant été exposée à la lumière diffuse pendant 10', puis mise à l'abri du rayonnement et exposée de nouveau à son action , la déviation n*a plus été que de 3*" à 4"" ; la réaction était alors en grande partie terminée. Une couche de chlore, substituée à l'iode ou au brôme,a produit un efTet à peu près nul. Les effets électriques que nous venons d'exposer servent évidemment à i*econnaître et même à mesurer jusqu'à un certain point les réactions qu'éprouvent les métaux et en général les corps conducteurs à la surface desquels on dépose des couches de diverses natures, isous l'influence des rayons solaires.

Nous avons à examiner actuellement les effets électriques produits dans l'altération des chlorure , bromure et iodure d'argent sous l'influence de la lumière, effets intéressants à connaître pour expliquer un certain nombre de faits, et en particulier ce qui concerne les actions produites dans la photographie , sous l'intluence des rayons solaires.

Commençons par le chlorure d'argent qui se change en souschlorure, sous cette influence, et qui, en raison de sa non conductibilité, ne peut être employé qu'en couche très-mince. Une lamé de platine plongée dans l'eau reçoit le chlorure nouvellement préparé, en couche la plus mince possible ; on dispose ensuite Tappareil comme il a été dit précédemment. A peine la lame est-elle exposée aux rayons solaires, que le chlorure noircit; l'aiguille du multiplicateur est aussitôt chassée dans un sens qui annonce que la lame est positive. Cet effet provient de ce que le chlorure d'argent prend Télectricité positive qu'il transmet à la lame de platine avec laquelle il est en contact , tandis que le liquide pi'cnd l'électricité contraire. Cette expérience ne peut être faite avec une lame d'argent qui serait attaquée par le chlore provenant de la décomposition du chlorure, d'où résulterait uu courant en sens inverse du précédent. Il faut tenir compté

de TactioD du rayoDoement solaire sur le platiue^ qui produit un courant en sens inverse, accusé par une déviation de 1 à 2". L'or se comporte comme le platine.

Si Ton veut avoir l'effet électrique produit par la décomposition seule du chlorure d'argent, il faut interposer entre le métal et le chlorure une bande de papier non collé. Comme on diminue alors le pouvoir de transmission du circuit, on n'a plus qu'une déviation de 3 ou 4*". Pour que le chlorure d'argent adhère suffisamment à la lame, et qu'il ne s'en détache pas, on la chauffe doucement dans l'obscurité jusqu'à ce que le chlorure soit fondu ; les effets sont d'autant plus intenses que la couche de chlorure est plus mince.

Tels sont les phénomènes électriques produits dans l'action chimique de la lumière , dont nous nous servirons pour étudier cette action dans des circonstances où jusqu'ici on n'avait pu le fairé^

Des effets électnques produits dans les actions capillaires.

Les actions capillaires sont celles qui s'exercent au contact des solides et des liquides, et des liquides entre eux quand il n'y a pas combinaison ; elles cessent aussitôt qu'une couche de liquide s'est dép^^sée sur la surface des solides. Il ne peut donc y avoir que des effets électriques instantanés. Mais comme il y a en même temps production de chaleur, que cette production est elle-même une cause de dégagement d'çiectricité , et que , d'un autre côté , le corps , avant d'être plongé dans te liquide , est recouvert d'une couche d'air , il s'ensuit que les effets électriques produits sont complexes, et tellement, qu'il est trèS'difiiclle de faire la part de chacune des causes actives. Nous li'en faisons mention ici que pour montrer au lecteur combien de précautions on doit prendre pour analyser tous les phénomènes relatife au dégagement de Télectricité. Pour obserNcr ces effets, on met en rapport avec l'un des bouts du fil d'un multiplicateur, une cuiller de platine remplie d'acide nitrique, dans lequel on plonge une éponge de platine en rapport avec l'autre bout du fil ; la cuiller et l'éponge ont été plusieurs fois lavées avec l'acide nitrique , qu'on a chassé en foisant rougir les deux pièces. C'est après être assuré de la netteté des surfaces, que l'on commence l'expérience. Souvent il arrive qu'en plongeant une éponge bien sèche dans l'acide de la cuiller, il y a un fort dégagement d'électricité. L'éponge prend l'électricité négative comme si elle était attaquée. Immédiatement l'aiguille est chassée dans une autre direction, ce qui annonce que la lame et l'éponge se sont polarisées de manière à produire un courant en sens inverse. Avec

de l'acide nitrique étendu , il n'y a pas de polarisation , mais le premier courant persévère pendant quelque temps, et finit par disparattre. Il y a évidemment là un effet secondaire accusé par cette persévérance du courant. Nous terminerons ce que nous avons à dire relativement aux phénomènes électro-capillaires en faisant remarquer qu'à l'instant où l'action capillaire se manifeste, elle doit faire éprouver aux molécules des corps qui en sont l'objet, un ébranlement qui suffit pour détruire momentanément l'équilibre des forces électriques.

Du dégagement d'électricité par V influence des courants électriques et par les aimants.

Toutes les fois que des courants électriques ou des aimants se trouvent placés à peu de distance des corps conducteurs, il en résulte des effets électriques particuliers, observés pour la première fois par M. Faraday, qu'il a nommés effets d'induction, et qui rentrent dans les phénomènes relatifs au dégagement d'électricité. Pour mettre ce fait en évidence, on emploie la disposition suivante : on enroule en spirale sur un cylindre de bois ou autre substance mauvais conducteur de l'électricité , deux fils de cuivre pareils , recouverts de soie , ayant chacun 80 à 100 mètres : ces deux fils forment deux spirales, dont l'une est mise en communication par ses extrémités avec un multiplicateur, et l'autre avec une pile à la Wollaston, d'un certain nombre d'éléments. L'aiguille est aussitôt déviée ; mais elle revient bientôt après dans sa position ordinaire d'équilibre. Il se produit un autre effet, mais en sens contraire, quand le contact avec la pile est interrompu. Par conséquent la production des effets d'induction n*a lieu qu'à l'instant où commence et cesse le courant; ces effets n*ont donc qu'une durée instantanée. Le courant induit produit par l'action du courant de la pile, nommé courant inducteur j est dirigé dans une direction contraire , tandis que celui que donne la cessation du courant inducteur chemine dans le même sens que ce dernier.

On opère de la manière suivante pour obtenir des effets d'induction au moyen des aimants : on enroule de même autour d'un cylindrecreux en bois ou en verre un fil de cuivre recouvert de soie, de longueur variable, de .50 à 100 mètres; puis l'on fait communiquer les deux bouts do fil avec un multiplicateur. En introduisant dans la spirale l'extrémité d'un barreau aimanté, on a un courant instantané, qui chasse l'aiguille dans un sens dépendant de la nature du pôle introduit dans la spirale. L'aiguille revenue à zéro, si l'on retire le barreau, elle est chassée dans un autre sens, puis revient à zéro, ce qui annonce que le cou*

rant est instantané. Tel est l'exposé du phénomène. M. Faraday, auquel est due la découverte des courante par induction, admet, à Tinstant où ils se produisent, un nouvel état électrique dans la matière. Suivant lui, quand un fil de métal est soumis à Tinduction, il paraît être dans un état particulier, puisqu'il résiste à la formation d'un courant électrique, qui n'a lieu qu'à l'instant où commence cet état particulier auquel il a donné le nom à'électro - tonique. Pendant cet état la matière ne possède aucune des propriétés relatives aux corps électrisés ou aimantés; et Tétat électro -tonique est un état de tension équivalent à un courant électrique au moins égal au courant produit, quand l'induction a lieu ou qu'elle cesse. Suivant nous, à l'instant où le courant électrique commence , on peut concevoir qu'il réagisse sur une portion de l'électricité du métal voisin , de manière à chasser une des deux électricités dont la nature dépend du sens du courant, comme cela a lieu dans le dégagement de l'électricité par influence , mais avec cette différence toutefois que , dans le cas actuel, l'une des électricités chassées forme un courant instantané, tandis que l'autre, suivant une direction contraire, est attirée en quelque sorte par le courant, et devient libre aussitôt que le courant inducteur cesse. Puisqu'un courant électrique excite l'induction dans un fil métallique voisin, il doit produire également une induction dans son propre fil ; c'est ce que l'expérience à prouvé, et dont nous nous occuperons plus tard en exposant les phénomènes d'induction sous le rapport de leurs applications à l'étude du magnétisme terrestre et de plusieurs autres phénomènes naturels. Pour compléter tout ce qui concerne le dégagement de l'électricité, nous aurions dû exposer les effets électriques que présentent la torpille ^ le gymnote, etc. ; mais comme ces effets sont intimement liés aux phénomènes de contraction dont nous avons l'intention de faire une étude toute spéciale, nous avons préféré ne pas séparer ces deux questions ; ainsi nous n'en parlerons que dans le second volume^ en traitant des contractions en général.