RÉFLEXION DU FROID

ainsi de suite. Mais, d'abord, de cette manière, Tinfluence d'un corps froid sur le thermomètre n'aurait lieu qu'au bout d'un certain temps toujours assez long, car on sait, et nous le verrons plus tard au paragraphe de la conductibilité^ que si un corps est par un bout dans une source de chaleur ou de froid, il faudra toujours un certain temps assez long pour que l'autre bout s'échauffe ou se refroidisse, et même si le corps est trop long, cet autre bout ne subira aucune variation de température. Or, une boule de neige D {fig. 392), par exemple, fait baisser le thermomètre E à l'instant même où on enlève Técran AB ; en second lieu, il est bien clair que si le refroidissement, c'est-à-dire la perte de chaleur éprouvée par les corps qui environnent un corps froid, se propageait ainsi de proche en proche d*une molécule à une autre, on aurait beau mettre un miroir à une certaine distance de la boule de neige, quand le refroidissement arriverait enfin aux molécules d'air placées dans l'endroit où est ce miroir, le froid se ferait sentir à peu près également sur tous les points de cet endroit, tandis qu'il est de fait qu'il est bien plus sensible au foyer du miroir qu'en tout autre point ; et ce fait, inexplicable dans le cas d'une perte de chaleur éprouvée de proche en proche par les molécules des corps environnants, s'explique aisément par l'émission de la chaleur lancée à de grandes distances par ces corps, ainsi qu'on va le voir.

268. Réflexion da froid. — Soient ( fig, 393) A et B deux miroirs , et F, F' leurs foyers, à l'un desquels est un thermomètre CF' : sitôt que l'on présente une boule de neige à l'autre foyer F, le thermomètre baisse sensiblement, et cet abaissement de température n'a lieu d'une manière aussi sensible qu'au foyer. L'explication de ce fait est une conséquence et en même temps une confirmation du rayonnement universel; en effet, avant de mettre une boule de neige en F, représentons-nous la boule d'air MN qui en tient la place. En présence de cette boule d'air, le thermomètre CF' demeure stationnaire ; donc la chaleur que rayonne la boule d'air MN, et qui est réfléchie sur le thermomètre GF', suffit, avec la chaleur qu'envoient en F' les autres corps environnants, pour réparer les pertes qu'éprouve le thermomètre CF' en rayonnant. Mais quand on met en F la boule de neige, cette substitution d'une boule de neige à la boule d'air MN revient au même que si Ton supprimait une partie des rayons envoyés par cette boule d'air. L'effet de cette suppression sur un des points environnants sera d'autant plus considérable, que. ce point recevait une plus grande partie des rayons

34 nUITÉ DE PHTSIQini.

imaméê de F ; et comme nul point nVn recevait autant que F\ il «'ensuit que c'est en F que se fera le plus sentir l'effet de cette suppression, c'est-à-dire l'abaissement de température*

Avant de quitter ces préliminaires, exposons-en quelques-unea des applications les plus utiles à connaître.

Du froid qui se fait sentir pendant les nuits sereines.

269* Une des applications les plus immédiates des principes précédents est l'explication du froid qui se produit pendant la nuit lorsque l'air est parfaitement pur, caltne et sans nuage. Dans ce caS| chaque point du sol qui a été écliauflé pendant le jour par le soleil rayonne avec abondance pendant toute la nuit : ces rayons de chaleur traverseront l'air avec facilité et sans le chauffer, k cause de la parfaite limpidité que nous lui suppo«- •ons : ils se perdront ainsi sans relour dans l'immensité des cieux» Cette perte, continuée pendant plusieurs heures, abaissera la température de la terre et de tous les objets placés à sa surface de plusieurs degrés. 11 y a même cela de remarquable, c'est que tous ces objets ne se refroidissent pas également i ceux dont le pouvoir émissif est le plus fort s'abaisseront d'un nombre de degrés sensiblement plus grand que les autres.

Au contraire^ si l'air est brumeux, alors les rayons de chaleur dés différents points du sol ne pourront plus traverser l'air ; car les moindres brouillards, même ceux qui ne seraient guère perceptibles à l'œil) ôtent à l'air sa diathermanéité. La chaleur se «Onêervera donc assez dans le sol et la couche d'air qui le recouvre pour n'éptouver qu'une assez faible perte pendant toute la nuit ; il ne s'en perdra que ce qui se propageant d'une mo* lécule à Vautre par la conductibilité, arrive ainsi aux parties supérieures de l'atmosphère.

Si le ciel est couvert de nuages, les rayons de chaleur du sol pourront bien traverser l'air s'il est bien transparent ; mais arrivés aux nuages, ceux-ci les renverront à la terre qui sera encore préservée par là d'une perte de chaleur considérable. Enfin, si Tair, quoique pur et sans nuages, est néanmoins sans cesse renouvelé par de Tair pourvu d'une certaine chaleur, celui-ci réparera sans cesse les pertes de chaleur que le rayonnement tend à faire éprouver au sol, et sa température ne baissera que peu pendant la nuit.

On conçoit que le serein dont nous avons parlé au n^ 166 du

FEOID DIS minS SBUDIES. Mt

t* l** ne {Murra être bien sensible qne dans une soirie où le tiel est bien pur.

Après ces préliminaires, entrons dans le corps du prêtent article.

Nous dÎTiserons cet article en quatre numéros t dans le premier, nous examinerons les phénomènes dus à la différence de la température de chaque molécule à celles du milieu ou des molécules d'aleutour; dans la deuxième, les phénomènes de chaleur dus à la nature même des molécules des corps considé^ rés comme foyers de vibrations calorifiques; dans le troisième, les phénomènes de chaleur dus à la plus ou moins grande distance des molécules des corps ; et dans le quatrième, les phénomènes de température produits par le mouvement des molécules.

Le numéro I«' contiendra les lois du refroidissement et de ce qu'on appelle la conductibilité des corps pour le calorique; le deuxième numéro fera connaître ce qu'on appelle la capacité des corps pour le calorique ; le troisième numéro fera connaître les changements de température dus, soit à la dilatation des corps, soit à leur changement d'état ; et le quatrième fera connaître les phénomènes dus au frottement, etc.

CRALEITA DBS MOLÉCDLXS DBS COIFS.

^o jer^ — Phénomènes dus à la différen/œ de leur température et de

la température eiwironnanêe.

§ I*'. «^ Loi nu aBnowissuaiiT.

270. Problème, — m On demande d'expliquer la manière de se » représenter en quoi consiste le refroidissement d'un corps dans » le système des ondes. »

Dans ce système, chaque molécule d'un corps chaud a ses atomes dans un état de vibration, et ce mouvement vibratoire se communique à l'éther dans lequel il se propage ensuite indéfiniment; mais à chaque fois que les atomes d'une molécule communiquent ainsi de leur vitesse à l'éther, leur mouvement éprouve une perte et se ralentit ; tellement, que si ce corps chaud était le seul corps qui ébranlât ainsi l'éther, le mouvement se ra* lentirait sans cesse, et par conséquent la température baisserait continuellement.

Proposition. — m Un corps chaud perd à chaque instant par le » rayonnement une quantité de chaleur proportionnelle à l'excès

I» de sa température sur celle du milieu où il est suspendu, » pourvu que cet excès soit petit. »

Cette loi est facile à vérifier. Pour cela, on place la boule d'un thermomètre au centre du corps que l'on veut soumettre à l'expérience ; ensuite, après avoir élevé sa température de 100**, par exemple, au-dessus de celle de l'air ambiant, on laisse refroidir ce corps, et on examine, la montre à la main, la marche du thermomètre : on verra ainsi de combien la température du corps baisse à chaque minute. Supposons, par exemple, que dans la première minute la température de ce corps baisse du dixième de son excès 100* sur celle du milieu ambiant; la température du corps, ayant ainsi baissé de 10% ne s'élèvera plus que de 90^ au-dessus de celle de l'air extérieur : dans la seconde minute, on verra de nouveau la température du corps baisser du dixième de son excès 90^ sur celle du milieu ambiant, c'est-à-dire qu'elle baissera de 9°; elle ne surpassera donc plus celle de l'air extérieur que de 81°. Dans la troisième minute, la température du corps baissera pareillement du dixième de son excès 81° sur celle du milieu ambiant, c'est-à-dire qu'elle baissera de 8»,1; elle ne surpassera donc plus celle de l'air extérieur que de 72°,9 : ainsi de suite. En im mot, la température du corps baissera continuellement, à chaque minute, du dixième de l'excès actuel de sa température sur celle de l'air extérieur ; savoir de 10" dans la première minute, de 9" dans la seconde, de 8°,1 dans la troisième, de 7%3 dans la quatrième, etc. Autrement, le rapport de la quantité dont la température d'un corps baisse à chaque instant, à l'excès de la température de ce corps sur celle du milieu ambiant, est toujours le même pendant tout le temps du refroidissement. Mais ce rapport n'est pas le même pour tous les corps.

Définition. — On appelle ce rapport vitesse de refroidissement.

Observation /. — Nous avons dit pourvu que l'excès de température du corps soit petit. En effet, quand cet excès est grand, alors la vitesse du refroidissement ne reste pas la même pendant tout le temps du refroidissement ; elle diminue dans les premiers moments du refroidissement, après quoi elle reste la même jusqu'à la fin.

Obsen^cUion IL — On a comparé le refroidissement d'un corps quelconque dans l'air avec le refroidissement de ce corps dans le -vide, et l'on a trouvé qu'il est plus lent dans le vide que dans l'air ; on sent d'ailleurs la raison de ce fait, car lorsqu'un corps