XXII APPENDICE

ployé à vaincre lu pression extérieure pendant la formation de la vapeur, et à un travail intérieur, employé à vaincre les actions moléculaires qui s'exerçaient dans l'eau : Texamen de ce phénomène nous a montré (-VVl) que, si la transformation de l'eau en vapeur sous la pression atmosphérique est complète, il y a 557 calories absorbées, dont un treizième est employé au premier travail, et les douze treizièmes au second. La vapeur a reçu ainsi un accroissement d'énergie potentielle représenté par l'équivalent mécanique de ces 557 calories, ou 557 x4î25.

.Nous admellous donc toujours que, quels que soient les phénomèneb qui se produisent duns le système formé par les deux corps, à la coiidilion qu'il n'y ail aucun eifet produit sur des corps étrangers, l'énergie totale de l'ensemble reste invariable. —C'est l'énoncé du principe général de la conservation de l'énergie, lequel n'est aulre chose que le principe d<» la conservation de la force vive (VII) sous une forme à peine difierente.

XIX. Transformation de l'énergie sensible en énergie calorlllqne et transformation inverse. — Principe de Carnot. — ^'ous avons appelé accroissement d'énergie actuelle d'un corps lout accroissement de force vive acquis par ce corps, quelle que soit d'ailleurs la nature du mouvement qui lui correspond ; or, d'après tout ce qui précède, il peut se présenter sous deux formes assez différentes, qu'il importe de distinguer. — Si cet accroissemenl d'énergie correspond à l'un de ces mouvements dans lesquels les déplaceraenls des divei-s points sont appréciables par les moyens ordinaires d'investigation, l'accroisseraenl d'énergie actuelle prend, en particulier, le nom d'accroissement d'énergie sensible. — S'il correspond à un mouvement vibratoire imprimé aux divers poinis par rapport à leurs positions moyennes, ce mouvement n'élant appréciable qu'aux instruments thermométriques, Taccroissetnent d'énergie actuelle prend le nom d'accroissement d'énergie calorifique.

Nous avons vu déjà un grand nombre d'exemples de transformation de travail en chaleur, ou plus exactement d'énergie sensible en énergie calorifique [expériences de M. Joule (IV) et autres phénomènes analogues (111)]. La théorie montre que cette transformation est toujours intégralenient possiblCy c'est-à-dire que, étant donnée une certaine quantité de travail ou d'éneigie sensible, on peut toujours la transformer tout entière en chaleur ou en énergie calorifique, ajoutée à un corps déterminé, quel que soit l'état thermique initial de ce corps.

La réciproque de celle proposition serait complètement inexacte : dans aucun cas, la chaleur ou l'énergie calorifique, transmise d'un corps à un autre, ne peut être transformée tout entière en travail ou en énergie sensible. La démonstration de cette impossibilité a été donnée par M. Clausius et par M. ^Villiam Thomson ; ils y ont été conduits par l'élude rationnelle des conditions dans lesquelles peuvent fonctionner les machines à feu, semblables à celles qu'emploie l'industrie.

La démonstration elle-même repose sur un principe qui a été admis

THÉORIE MECANIQUE DE LA ClIALEUll. xxm

pour la première fois, en 1824. par Sadi Carnot, et qui peut ^tre consi- <icré ooiiime une sorle d'axiome fondé sur ^ob^ervalio^ : « 11 e»! impossible de faire passer de la chaleur d*un corps plus fro:d sur un corps plus chaud sans dépense de travail. » — C'est le principe de Carnot, qui a r>ervi de base à tous les développements doiniés depuis à l'élude des ma- <'hines où la chaleur est employée comme moteur.

Nous ne pouvons entrer ici dans le développement des nombreuses conséquences qui ont été déduites du principe de Carnot, et en particulier 4Jai]s 1 étude des machines thermiques, qui forme la partie l;i plus intéressante, au point de vue pratique, de la théorie mécanique de la chn- Jetir. Ces développements ne peuvent être compris qu'à Taide d'une analyse mathématique assez élevée : nous nous contenterons d'indiquer les résultats qu'ils ont fournis quant à l'emploi mécanique que peuvent faire les diverses machines de la chaleur dépensée pour les faire foncliouner.

XX. C^oeflBcleiit éeonoiniqae des machlocs therinli|nes. — Dans les machines à feu, du genre de celles que l'industrie emploie, c'est, en général, par 1 intermédiaire d'une vapeur ou d'un gaz que se l'ait la trandfoiiiiation d'une certaine quantité de chaleur en tni\''.>il. Dans une machine à vapeur d'eau, par exemple, la chaudière et le condenseur étant supposés maintenus chacun à une ternpératui e constante, l'eau qui se translorme en vapeur emprunte de la chaleur à la première source, que nous appellerons la source chàiule; elle transmet une partie de son énergie au piston, sous forme de travail ou d^énergie sen>il)le; elle en •cède une autre partie au condenseur, que Ton peut enNis:iger comme un corps de masse indéfini, maintenu à une température plus basse que la Tapeur, et que nous appellerons la source froide; l'eau condensée, ramenée ainsi à la température de la source froide, revient ensuite à la chaudière, c^esl-à-dire à la source chaude, pour y reprendre de la chaleur et continuer à parcourir, dans le niôme sens, la même série de transformations. — Or, si l'on réfléchit à cette condition que, dans le fonctionnement régulier de la machine, la source Iroide deit conserver une température constan!e, on voil que la chaleur qui lui est céd<'e par la condensation doit être considérée comme perdue, au painl de vu(^ utile. De là résulte que, même en supposant la machine installée avec une perfection idéak*, elle ne peut utiliser, pour la production d un travail, que la différence entre la quantité de chaleur communiquée par la source ohaudeet la quantité de chaleur abandonnée à la source frOide.

Nous appellerons coefficient économique théorique, pour une machine Ibnctionnant dans des conditions déterminées, le rapport de l'énergie utilisable sous forme de travail, à l'énergie communiquée parla source chaude, •en supposant qu'il n'y ait aucune perte élrang(''re de travail ou de force Tive. — La théorie, qui permet de calculer rigoureusement ce nombre dans chaque cas particulier, montre qu'il est d'aulaiit plus grand qu il y