Nous exposerons ce caleul ci-dessous (W

| à CHALEURS SPÉCIFIQUES DES CORPS SOLIDES. 700

tre d'uné seconde enceinte d'eau. Cette dernière est constituée par un

AAA patine blanc, outre lesquelles 00 De is 84 Lits

(l Des fond du cylindre est également double et rempli d'eau. Un agitateur | <ircuisire permet de remer constamment e le liquide, Un couvercle de carton, | recouvert d'étain et percé de trous convenables, ferme l'orifice du eylindre. Toute eette enveloppe extérieure est recouverte d'une chemise en feutre épais. Rewangues. — 1° L'adjonction de cette enceinte d'eau a pour effet de supprimer L l'erreur due au refroidissement et au réchauffement, toutes Les que la durée de Leparience ne aps pas pue minutes el Dee de température du calorimètre ne s'élèvent pas au-dessus de ©.

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æ L'agitateur, qui fonctionne dans le calorimètre proprement dit, a une lorme particulière, IL ést formé par quatre lames hélicoïdales (fig. 639), très minces, inclinées à 45° sur la verticale et normales à la surface interne du “eylindre calorimètre. Elles sont assemblées sur un cadre formé de deux anneaux horizontaux, reliés par quatre fortes tiges, dont deux, réunies par une demien bois, se prolongent de 15 centimètres au-dessus du vase, L'anneau inféest muni de quatre petits pieds sur lesquels l'agitateur repose au lond du

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Re one de la fusion de la glace. — Black avait inventé autre méthode calorimétrique plus simple que celle des mé-

0 s. Elle est fondée sur l'absorption de chaleur qui accompagne la fusion de la glace, et sur la connaissance de la chaleur de fusion de ce corps (sensiblement égale à 79,25 cal.).

PE Meg p un morceau de glace compacte où l'on pratique un trou au fer chaud (fig. 650). C'est là

que, après l'avoir chaufTé à une température connue, On a d'avance dressé, au fer Fig. 650.

chaud, les bords du trou et on les recouvre d'un morceau de glace, également dressé avec ou de manière à le fermer exactement. Lorsqu'on juge que le corps est CRUE rie zéro, on le retire, puis on enlève soigneusement l'eau de fusion et l'on en détermine le poids M avec précision, “ Or soit m le poids du corps dont on cherche la chaleur spécifique €, et T sa température initiale; la chaleur qu'il a perdue en se refroidissan À jusqu'a 0 est évidemment bye à MOT. D'autre part, là chaleur gagnée par le poids À de dace Q

em

dans le réservoir 83, dont l'eau en se congelant augmente de volume et repousse le mercure en 8. Cétle pression se transmet, comme une dilatation, na mercure de la branche horisontale, qui s'avancc alors d'une certaine longueur. Lorsque l'extrémité de cette volanne moreurielle se maintient Are, l'appareil ost prôt pour l'expérience

? Graduation, — La premibre opération consiste dans la graduation em enlorées du Lube divisé, Ou verse dans le vnse À uno masse d'eau F4 la tompérature T'. Cette eau se refroidit jusqu'à 0 au contact de la couche de glace, et lui cède P'T' calories, Lette chaleur est employée à fondre une partie de lu glace, laquelle est remplacde pr une quantité d'eau de même maxse, mais dé vole moindre. Il résulle done de ce fait une contraction, qui fait remonter légèrément le niveau du mercure en 8, et qui fait rentrer le niveau mereuriel en $ d'un certain nombre de degrés, n°, Un en conclut que

n' degrés du tube divisé correspondent à P'T'ealories

et que, par suite,

1 degré du tube divisé correspond à PT E Lima

« est la constante de l'instrument.

3 Opération. — La colonne mercurielle étant de nouveau ‘redevenue fixe, on projette rapidement dans le moufle A le corps soumis à l'expérience, et l’on observe la marche du mercure en S. Soit n le nombre de degrés dont la colonne se déplace : la variation de calories est évidemment égale à ma. Si la colonne a avancé, comme dans l'expérience de graduation, c'est qu'il y a eu dégagement de chaleur dans le moufle; si la colonne a reculé, c'est qu'il y a eu absorption de chaleur.

4° Exemple. — Supposons qu'il s'agisse de déterminer la chaleur spécifique d'une substance solide ou liquide. Soit M le poids de la substance essayée, T la température initiale où on l'a portée, et c sa chaleur spécifique inconnue. La substance a évidemment cédé un nombre de calories égal à McT en se refroidissant jusqu’à (°. On a donc l'équation

MCT = na, d'où c= Tr

Rewanque. — Cette méthode a l'avantage d'éviter les corrections de température, puisque toutes les opérations sc font à (; mais il y a toujours quelque incertitude sur la température initiale T du corps soumis à l'expérience.

665. Méthodes calorimétriques à température constante. — Le calorimètre à eau, ou à tout, autre liquide, a l'inconvénient de faire varier pendant l'expérience la température du liquide calorimétrique et par suite celle du corps étudié. Supposons, par exemple, qu'il s'agisse de mesurer une quantité qui soit fonction de la température : il faut s'arranger pour que la température ne change pas ou change très peu. On est nécessairement conduit à employer des méthodes calorimétriques à température constante pendant la durée d'une expérience, et telles que l'on puisse, d'une expérience à l'autre, faire changer la température : p=suite, on peut étudier la loi suivant laquelle Le phénomène quse: varie avec la température.

1, Expériences du N d'Arsonval, — C'est M, d'Arsonval qui n le appliqué une semblable méthode, dans le but d'étudier la chaleur dégagée, chaque instant, par les êtres vivants.

1° Son appareil est une application de son enceinte à température constante. Dans cette première encéinte, il en place une seconde à la même température, et dans celle-ci, qui est le calorimètre proprement dit, it introduit on muimal. Le calorimètre ne peut subir aucun refroidissement, mais éprouve au contraire un réchauffement produit par l'animal. Cette chaleur est constamment enlevée par un courant d'eau à 2éro qui traverse un sérpentin logé dans les paris du calorimètre, et s'écoule au dehors après avoir pris la température de ce dernier. Un mécanisme trés simple règle la vilesse du courant d'en de façon que le calorimètre garde toujours sa température initiale. En inserirant sur un cylindre animé d'un mouvement continu les phases de cet écoulement, on à la quantité de chaleur produite «t les phases de cette productian t,

2 Cette méthode est un peu modifiée si l'on doit mesurer des absorplions de chaleur.

5° Dans une autre méthode, M. d'Arsonval a utilisé, pour absorber ln chaleur dégagée par les animaux, la chaleur de vaporisation des liquides très volatils, tels que le chlorure d'éthyle, qui bout à + 12%,5 et que l'on se procure aisément dans le commerce,

Il, Expériences de M. E. Mathias. — Dans des recherches récentes sur ba chsleur dé vaporisation des gaz liquétiés (681), M, Mathias a employé une méthode calorimétrique à fempéralure constante qui est exactement l'inverse de la seconde méthode proposée par M. d'Arsonval,

La méthode de M, Mathias consiste à compenser, à chaque instant, le refroidissement du calorimètre à eau, provenant de la vaporisation du gas liquéfié, au moyen d'une source de chaleur connue ; celle-ci est la chaleur développée par la dilution dans l'eau du calorimètre d'un poids connu # d'acide sulfurique concentré, Celle quantité de chaleur cst donnée par la formule

ax Dh 7.

dont les senstuntes « et b ontété déterminées par un grand nombre de mesures directes de la chaleur de dilution de l'acide sulfurique employé, Une fois celte formule déterminée, il suffit d'une pesée pour connaître trés oxsctement la quantité de chaleur introduite dans le calorimétre : on peut dire que l'on pèse la chaleur,

666, Méthode du refroidissement. — 1* Principe, — La méthode du refroidissement repose sur la loi du refroidissement due à Newton (697),

Considérons un système de corps ayant pour capacité calorifique m+pe, par exemple, un corps de poids p et de chaleur spécilique c enfermé dans un vase de capacité m; s'il vient à subir un abaissement de tempéralure 49 en une minute, la quantité de chaleur Ag, perdue par le refroidissement sera donnée pare l'équation générale

Ag= (m + pe)at,

D'autre part, d'après la loi du relfroilissément, cetté quantité de chaleur, perdue par rayonnement, est proportionnelle à la surface rayonnante #, à son

1. La méthode de M. d'Arsonval a été récomment employée par M, C, Mieuloseu pour mesurer l'équivalent mécanique de la chaleur, (Thèse de doctorat, Sorbonne, 1N91.) p 3e

pouvoir émissif x, à l'excès de température du vase sur le milieu ambiant à et à la durée { du refroidissement : donc on a aussi

2Q=KkKyst.1, d'où {mm +- pe) 40 = Kyust, 1

et par suite __ {m + pe) 4h

(Qi —__ Kys ,

Supposons maintenant qu'on répète l'expérience avec un corps de capacité p'e, qu'on fait refroidir dans les mêmes conditions, et soit !' le temps nécessire pour obtenir Le même abaissement de température 4h, à partir de la même température initiale 6. On aura de méme

hyus ‘ En divisant mombre à membre les équations [1! et !2], on aurn l'égalité l m+pe Tm+pe

d'où l'on peut déduire c, si mel c' sont connus,

+ Expériences de Dulong et Petit. — Ces pliysiciens ont appliqué les premiers cetie méthode à la mesure de la chaleur spécifique des corps solides et liquides.

Ils employaient un petit vase d'argent V, formé de deux cylindres concentriques (fig. 635); dans la partie annulaire, ils mettaient le corps de chaleur spécifique inconnue €; la partie centrale servait pour le thermomètre calorimétrique, Lorsque le corps élait solide, pour augmenter le contact entre lui, le vase et le thermomètre, on le réduisait en poudre fine qu'on tassait fortement. Le vase V était suspendu par deux fils de soie à l'intérieur d'une enceinte métallique E dont l'ouverture, assez grande pour introduire le vase VŸ, était fermée par un bouchon supportant le thermomètre calorimétrique. L'enceinte E était plongée dans un bain de Fig. 655.

glace fondante MN, et il était passible d'y faire le vide par l'intermédiaire d'un tube tt’; l'enceinte était garnie intérieurement de noir de fumée,

Pour opérer, on chauffait le vase V à 30° où 40°; on le plaçait dans l'enceinte entourée de glace fondante, on y faisait rapidement le vide et on ohservait, au compteur à secondes, le temps { que le thermomètre mellait à descendre do 40% à 5°, On répétait la mème opération avec un corps de chaleur spécitique connue c’, et l'on oblenait un autre temps de refroidissement d', Soit m la valeur en eau du vase d'argent et du thermomètre, pet p' les poids des corps expéris

A 2 LT LZ pa É | ee n, vf > }

714 CHALEUR, montés, «ut c' leurs chaleurs spécitiques moyennes entré 5° ot 10°, on avait

Le. M +po.

Ê m+pe

Resanque. — 1 est préférable de déterminer m cxpérimentalement une fois pour loutes, en comparant, pir la méthode précédente, l'eau el un autre ourps dont la chaleur spécifique aura été déterminée à l'avancs par la méthode des mélanges.

5* Expériences de Regnaull, — Thermocalorimètre. — Par la comparaison expérimentale de la méthode des mélanges et de la méthode du refroidissement, legnault à montré que cette dernière ne donne pas de bons résultats pour los corps solides, la chaleur spécifique de ceux-ci dépendant du degré do tassoment des poudres expérimentées, Au contraire la méthode donne de bons résultats pour les liquides, C'est aussi la conclusion de Bussy, qui a effectué sur certains liquides organiques de bonnes mesures de chaleur spécifique par la méthode du

refroidissement.

Regnaull a apporté certains perfectionnements importants au mode expérimental de Dulong et Petit; mais ce qui lui appartient en propre, c'esi l'invention du thermocalorimétre, qui lui à permis d'effectuer des mesures de chaleur spécifique à l'aide de très petites quantités de matière,

C'est un thermomètre à alcool à réservoir ereus R üig, 654) fermé par un bouchon à l'émeris ln tige, deux fois recourbée, porte ane genduntion dans sa partie verticale, On chauffe l'appareil de fuçon que le liquide monte jusqu'au haut de la lige; on met alors le réservoir R dans la glace fondante et l'on observe les temps, 4,#, 4" que met le liquide h descendre de la division à & lu division a’; 1* quand le réservoir intérieur est vide; > quand on y mot un poids l d'eau; 3° quand on y met un poids p d'un liquide de chaleur spécifique inconnue €,

Soit x ln constante du colorimètre, on a