Intensité de la chaleur rayoannnke. — Lis. = An

= al

appelle intensité d'une source calorifique la quantilé de chaleur qu'elle envoie normalement, à l'unité de distance, sur l'unité de surface du corps réchaulré,

Trois circonstances peuvent modifier la quantité de chaleur envoyée sur une surface déterminée par une source calorifique d'intensité constante, Ce sont : la distance de la source de chaleur, l'obliquité des rayons calorifiques par rapport à la surface qui les émet, et leur obliquité par rapport à la surface qui les reçoit.

4" Loi. — La quantité de chaleur rayonnée normalement sur une surface déterminée varie en raison inverse du carré de la distance de cette surface à la source.

Cette loi peut se démontrer soit par le raisonnement, exactement comme pour la lumière, soit par l'expérience, à l’aide de l’appareil de Melloni, que nous décrirons ci-dessous.

Elle ne s'applique qu'aux rayons calorifiques divergents; pour des rayons parallèles, la quantité reste la même à toutes les dislances, abstraction faite de l'absorption par les milieux que la chaleur traverse.

2 Loi. — Loi du cosinus (ou de Lambert). — La quantité de chaleur émise obliquement par une surface rayonnante est proportionnelle au cosinus de l'angle que font les rayons avec la normale à la surface.

Cette loi, découverte par le physicien Lambert, n'est pas générale : Desains a constaté qu’elle ne se vérifie que dans le cas très restreint des corps dénués de pouvoir réflecteur, comme le noir de fumée (703).

3° Lor. — La quantité de chaleur envoyée obliquement sur une surface délerminée par une source constante est proportivnnelle au cosinus de l'angle que font les rayons incidents avec la normale à cetle surface.

Démonstration. — Cette loi peut se démontrer à priori.

Fig. 646.

En effet, soit une source À d'intensité constante à (Ag. 645) et soù d'aborà oc 12 portion de surface qui reçoit normalement le faisceau calorique \ncideni.

La quantité de chaleur q reçue par l'unité de surface en ac sèra g —

Surt, ac Si l'on incline la surface, la portion a! c', correspondante à ac, recevra la même quantité de chaleur; mais, cette chaleur étant répartie sur une surface plus grande, la quantité reçue par l'unité de surface diminuera nécessairement,

surf a'e

et l'on aura g' = * Je ces deux égalités on déduira deux valeurs pour 4,

iQ x sula'e = gx sul, d'où l'on déduit

surl 4e ——— surf a'e'

et, comme surf ac = surf ae" cos mon, il vient g' = 4 dos om. lemanque. — On démontrerait la 4% loi par un raisonnement mnalogue.

697. Vitesse de refroidissement : Loi de Newton, — Les eonséquences nécessaires du rayonnement calorilique sont, d'une part, le réchauffement des corps extérieurs à la source, d'autre part le refroidissement de la source.

Un corps dans le vide ne se refroidit que par rayonnement. Dans l'atmosphère, il se refroidit en outre par suite de son contact avec l'air; dans les deux cas, on appelle vitesse moyenne de refroidissement l'abaissement de sa température pendant l'unité de temps.

1" Kefroidissement dans le vide, — Newton a énoncé sur le refroidissement des corps dans le vide la loi suivante : La witesse moyenne de refroidissement d'un corps vel proportionnelle à l'excès moyen de sa lempérature sur celle de l'enceinte.

Si l'on appelle 0 l'excès initial, # l'excès final, æ le temps écoulé, m une constante, la loi de Newton s'exprime par l'équation

Le coefficient constant m s'appelle la constante de refroidissement.

Dulong et Petit ont démontré expérimentalement que cette Woi n'est pas générale et ne peut s'appliquer qu'à des excès de température ne dépassant pas 209 à 50°, Au delà, la vitesse de refroidissement est plus grande que la loi ne l'indique:

Bemanque. — Vitesse de réchauffement. — Si, au lieu di refrotdissement des corps, on considère leur réchauffement, An loi de

Newton s'y applique aussi el dans les mèmnes \nikes,, : 2 Refroidissement dans les gaz. — Va Wesse de Keikohiiesse

ment dans les gaz est d'autant plus grande que la différence des températures du milieu ambiant et du corps chaud est plus considérable, Elle est plus grande dans lés gaz que dans le vide, el elle varie avee la nature dés gaz : elle est plus grande, par exemple, dans l'hydrogène que dans l'air, Enfin elle dépend encore du pouvoir émissif du corps chaud et dé la pression de l'atmosphère ambiante.

Conséquence. — Lorsqu'un corps est exposé à une source de chaleur constante, sa température ne saurait s'élever indéfiniment; car la quantité de chaleur qu'il reçoit dans l'unité de temps est toujours la même, tandis que celle qu'il perd croît en même temps que l'excès de sa température sur celle de l'air ambiant. Il vient donc un moment où la quantité de chaleur absorbée est égale à celle qui est émise et la température du corps qui se réchauffe reste alors stationnaire.

698. Équilibre mobile de température ou Hypothèse de Prévost. — Deux hypothèses ont été faites sur la transmission de la chaleur par rayonnement. Ga a supposé d'abord que, lorsque deux corps, à des températures inégales, sont en présence, il y a seulement rayonnement du corps le plus chaud vers le plus froid, et qu’il n'y a point de rayonnement inverse. Cet état durerait jusqu'à ce que la température du corps le plus chaud, en s'abaissant graduellement, devint la même que celle de l'autre corps, et alors tout rayonnement cesserait.

Cette hypothèse a été remplacée par la suivante, due à Prévost, de Genève. Tous les corps, quelle que soit leur température, émettent et recoivent constamment de la chaleur dans toutes les directions. Alors il y a perte, c'est-à-dire refroidissement, pour ceux dont la température est la plus élevée, parce que les rayons qu'ils émettent sont plus intenses que ceux qu'ils reçoivent. Au contraire, il y a gain, c'est-à-dire échauffement, pour ceux dont la température est la moins élevée. Il arrive ainsi un moment où la température est la même de part et d'autre; mais alors l'échange de chaleur entre les corps ne cesse pas, et comme chacun d'eux en reçoit autant qu'il en émet, la température reste partout constante. C'est cet état particulier qu'on désigne sous le nom d'équilibre mobile de température.

RÉFLEXION ET DIFFUSION. — POUVOIRS RÉPFLECTEUR ET DIFPUSIF. POUVOIRS ABSORBANT ET ÉMISSIF.