Conductibilité des corps mauvais conducteurs

Pour la détermination du coefficient de conductibilité des corps mauvais conducteurs, Péclet a employé plusieurs méthodes.

Dans une première, le corps, dont on voulait mesurer la conduction, était placé entre deux sphères creuses concentriques. La sphère intérieure était remplie d'eau chaude et le tout était plongé dans un récipient d'eau froide. Des agitateurs réparlissaient à l'intérieur et à l'extérieur la température, qui était mesurée par des thermomètres. Péclet observait le refroidissement de l'eau intérieure et en déduisait la chaleur transmise et la conduction. Il a opéré ainsi sur le sable, la poudre de bois d'acajou, le coton cardé, le charbon en poudre et la colle d'amidon; nous donnerons plus loin les résultats.

Dans une seconde méthode, Péclet s'est servi d'une chambre M [^\^, 20) à température constante, formée de deux cylindres concentriques en tôle plombée, dont l'intervalle était rempli d'eau continuellement agitée, par des plaques fixées à des tiges de fer sortant par les douilles F F. Des thermomètres T T donnaient la température de l'eau. Autour des cylindres, se trouvait une

enveloppe en planches de sapin formant un second intervalle concentrique, dans lequel des lames verticales z, z en métal mince, de 0,10 de hauteur, étaient soudées sur lé cylindre plein d'eau et disposées par rangées horizontales au milieu des intervalles des plaques des rangées inFéricures et supérieures. Au moyen de celte disposition, l'air atmosphérique pénétrant en f dans cet intervalle s'échauffait en descendant, au contact des parois et des lames métalliques, et arrivait dans la chambre, à la

Fig. 30.

température même de cette chambre, par des ouvertures g, g, ménagées dans le bas; il s'échappait ensuite par un orifice annulaire A, A, placé dans le haut et dont on pouvait faire varier la section de passage, en rapprochant ou éloignant l'un de l'autre les deux demi-cylindres P et P' pleins d'eau à la température ordinaire ; on réglait ainsi la vitesse de l'air ascendant.

Pour trouver la conductibilité, Péclet employait dos cylindres creux, formés de la matière dont il voulait mesurer la conduc-

tion OU de doubles cylindres creux concentriques, abcd et ABGD, dans rintervalle desquels on mettait la matière. Il les plaçait dans la chambre M, à température constante, et faisait arriver en V, dans le cylindre intérieur, de la vapeur dont un thermomètre donnait la température qui était celle de la paroi intérieure du cylindre; pour avoir la température de la paroi extérieure, Péclet se servait d'un ruban métallique, en fer et en cuivre soudés en deux points, et en communication avec un galvanomètre ; il appliquait Tune des soudures contre la paroi en K, Tautre sur la surface d'un vase cylindrique placé à l'extérieur, et qui renfermait de l'eau ; on chauffait l'eau du vase cylindrique jusqu'à ce que la température des deux soudures fût la même, ce qu'on reconnaissait à ce que l'aiguille du galvanomètre était ramenée à o*. On avait ainsi la température de la face extérieure de la paroi de transmission, et au moyen de la formule ( i ) on pouvait calculer le coefficient.

Enfin Péclet, dans une troisième méthode, employait des plaques rectangulaires verticales, isolées sur leur pourtour, dont une des faces était chauffée par la vapeur et dont l'autre rayonnait, par une ouverture de section déterminée, sur un des pôles d'une pile thermo-électrique. L'autre pôle recevait le rayonnement, par une ouverture de même section, de la paroi mince d'un vase plein d'eau, qu'on chauffait de manière à ramener à o* l'aiguille d'un galvanomètre, disposé comme dans la deuxième méthode. La température de l'eau était alors égale à celle de la seconde face de la plaque expérimentée ; la température de la première face était celle de la vapeur. Connaissant la différence de température, la formule (i) n® 90 donnait le coefficient de conductibilité.

Les expériences de Péclet, sur les corps mauvais conducteurs, ont donné les chiffres suivants, pour les coefficients de conduction :

Tableau des valeurs du coefticiext de conductibilité C

(d'après Péclel).

Dnignation des matières. Densité. Coefficient C.

Charbon des cornues à gaz 1,61 4)9^ 1

Marbre gris à grains fins ^fiS 3,68

Marbre blanc saccharoîde à gros grains 2,77 2,78

Pierre calcaire à grains fins 2,17 à 2,34 1,69 à 2,08

Pierre de liais à bâlir à gros grains 2,22 à 2,24 1,27 à i,32

Plâtre ordinaire gâché » o,33

Plâtre très fin gâché i, 25 à 1,73 0,44 à o,63

Terre cuite i,85 à 1,98 o,5i à 0,69

Bois de sapin, transmis, perpendic. aux fibres. 0,48 0,093

Id. id. parallèle id. . » 0.170

Bois de noyer id. perpendic. id. » 0,1 o3

Id. id. parallèle id. . » 0,174

Bois de chêne, id. perpendic. id. » 0,211

Liège 0,22 0,143

Caoutchouc » 0,170

Gutta percha » o, 172

Colle d'amidon i ,017 o,425

Verre 2,44 à 2,55 o, 75 à 0,88

Sable quarlzeux i ,47 0,27

Brique pilée, gros grains i ,00 0,139

Id. passée au tamis de soie 1,76 o,i65

Craie en poudre un peu humide 0,92 0,108

Id. lavée et séchée o,85 o,o8G

Id. id. et comprimée. 1,02 o,io3

Fécule de pomme de terre 0,71 0,098

Cendres de bois o,45 0,06

Poudre de bois d'acajou o,3i o,o65

Charbon de bois ordinaire en poudre 0,41 à 0,49 0,079 ^ 0,081

Braise de boulang. id. o,25 0,68

Coke pulvérisé 0,77 o, 160

Limaille de fer 2,o5 o,i58

Bioxyde de manganèse i ,46 o, i63

Coton cardé (quelle que soit la densité) » 0,040

Laine cardée » 0,044

Molleton de coton » 0,040

Id. de laine » 0,024

Êdredon >» 0,039

Calicot neuf » o,o5o

Toile de chanvre neuve 0,54 o,o52

Id. vieille o,58 0,043

Papier blanc à écrire o,85 0,043

Id. gris non collé. 0,48 o,o34

Péclet, dans son édition de i843, donne encore les chiffres suivants :

Paille hachée 0 = 0,07

Terre des fourneaux sèche. . . . 0 = 0,27 Son C = o,2o

On voit que le coefficient C de conduction varie dans de très grandes limites, suivant la nature des corps.

Pour l'argent C=^493^ pour le coton cardé C= 0,04, le rapport de conductibilité est— ^=12 3oo environ.

Péclet, en opérant sur du coton cardé, avait remarqué que la transmission était indépendante de la densité, c'est-à-dire du degré de compression, et il en avait conclu que le coefficient de conduction de Tair interposé était égal à celui de la ouate, soit 0,04.

Des expériences récentes ont donné des nombres beaucoup plus faibles qui s'accordent avec ceux qu'on déduit de la théorie mathématique de la conductibilité.

Air C = o,ooo288

Oxygène 0,000 294

Azote 0,000282

Acide carbonique 0,000240

Hydrogène 0,002016

La conductibilité des gaz est indépendante de la pression.