I0OO
En dcfritMalicmdM.
ou M16
iisoe
Nous ne rapportons aucun autre noBibre , parce que nous pensons que toutes les indications du même instrument sont tout^à-fait inexactes et qu'elles sont en général beaucoup au-dessur de la Térité. Ainsi la températoie de la fusion du fer, une des plus hautes qu'on puisse produire , n'est peut*ètre pas 1600 degrés. Le pyromAtre de Wedgwood la donne égale & 11300.
De tous les pyromètres , celui qpi , dans l'état actuel de la science , nous paraîtrait mériter la préférence , serait le pyromètre à air, construit aToc une boule creuse de platine , k laquelle serait adapf é un tube en Terre : la dilatation du platine serait , il est Trai , une cause d'erreur ; mais comme la loi de cette dilatation est connue de à 86^^ , on pourrait, par le calcul, l'étendre jusqu'à 600, 600 degrés et plus , et affaiblir ainsi considérablement Terreur.
M. Prinsep de Benarès rient de faire des essais atec un apparcU à U Térité très compliqué; il donne 649o pour Ja chaleur rouge, 899» pour la chaleur orange , 009o pour la fusion de l'argent.
L'importance de la connaissance dos dilatations a été asses démontrée par la comparaison que nous a?ons faite des différons thermomètres j il ne nous reste plus qu'à citer quelques applications aux arts.
Pmdmlêê eompêngaiêurê»
116. On sait que la dilatation et la contraction des métaux opérées par les Tariations de température, sont les causes principales de l'irrégularité du mouTement des horloges. Si la Tergedo pendule s'allonge, l'horloge retarde j elle avance dans le cas contraire. On peut combiner les diterses parties de la tige de manière à compenser les effets de la chaleur et du froid.
116. Le pendule employé généralement aujourd'hui en France a la forme qu'indique la fig. 97. La Terge de ce pendule est formée de deux métaux , de fer et de cuivre; la dilaUtion des tiges de fer tend à augmenter la longueur du pendule , la contraction à la diminuer ; les tiges de cuivre , comme le fait voir la figure, produisent un effet opposé. Par le calcul, on sait que les longueurs totales des tiges doÎTent être en raison inTorse des dilatations
linéaires des deux mélMnf on Mtisfattd'abaid approximatiToment à oatte première oondition, enaoite on achèTO U compensation par tâtonnement , en portant le pendule à différentes températmes , depuis celle de le glaoe fondante Jusqu'à celle de l'eau bouillante (1).
117. Crraham, célèbre horloger anglais, avait proposé de former la tige du pendule aToc un IoIm de verre que l'on'renplirait en partie de mercare. Gomme la dilatation de ce métal est beaucoup plus grande que celle du Terre, une quantité peu considérable suffirait pour compenser les dbangemens de la longueur du tube de Terre ; la /Sy. 98 représente ce pendule compensateur. Le centre d'oscillation de toute la masse de oe pendule est dans U colonne du mercure , parce que le poids en surpasse de beaucoup, celui du tube. Par VéléTation de température, la dilatation du tube fait baisser ce centre , mais celle du mercure l'élève. Un pendule bien compensé peut être établi de cette manière (2). n n'est pas en usage en France.
1 18. On Toit dans la |^. 99 un appareil de compensation imaginé, en 1738,. par Julien Leroi, horloger français. Sur un support horitontalé^C repose un tuyau Â.B de laiton ; au sommet À de ce tuyau est fixée l'extrémité d'une Terge de fer AE G, Cette tige est interrompue en h k, où elle est composée d'un petit ch Assis hh, formé de deox lames flexibles ; ce châssis passe dans la fente p 9, faite dans le support C C. La longueur de la tige
(i) Sappoeons que les longieors d»AC^DB,EF barres de fer, et de Kff borre de coivie {fig. 96] sfuent Kprésentèes par à, &, ttd, on aora pour li longueur réelle dn pendule
Supposons de plut que le pendule oit A léro U lonçoear convenable pour faire une oseiUatioa par seconde : à une lempératare f , L deviendra L'=za+aKt+b+bKt^e+cKi^d''iK't.
VoiuquàL' s=sL, on Ènn{a + b'+c) K=iK^ ,
ou(Z4-(<)A^=<fir.D'oàsiAr = — dei:,»
aora J = — L^ c'est-à-dire que la somme des tiges en
eaivre doit être égale à nne fois et deaûe la longueur do pendule; oondition évidemment impossible i remplir avec on appareil semblable à celui qui est représenté dons U jf!^. 96 , mois à laqueUe on peut satisfisire atec l'appareil représenté dons la fg, 97.
(9) Soit L U longnenr de U tige , JT le ooeffictent de la dilatotion linéaire , L K sera l'allongement de k tiçe.
Soit h la hauteur de la colonne de mercare . le centre h de gravité sera à — . Si i:' est le ooetBcient de la dilaU-
tion apparente , le centre montera de JT' — . Ainsi poux
A la compenutîoD il faudra LKz=K* — .
iflRBlILB COISEirSàlSUR.
^pendulffest' donc rëéUMMOt O B^ par oeite dispodUoo, la dilatalion da tayau tend à faire monter h leatiUe G, tandis que la dUatation de la tige tend i h faire deacendre (1). Ce moyen de compensation I é(é abandonné, parce cpi^il augmente inutilement le Toluflie des horloges.
119. Un habile horloger de Paris , H. H. Robert , t imaginé récemment an moyen de compensation fort simple. Ce moyen consiste à former la tige dn pendule en platine , et la lentille en aine. Le premier métal est moins dilatable que le second. Le principe est le même que celui du pendule de
Gnham. On aura donc Téquation LK:=: — Kl;L
Z itant la longueur de la tige en platine, / celle de la lentille en sine , et JT et JT les coefficiens de la dilatation linéaire. Il est bien entendu que la tige traterse la lentille sans y être soudée.
120. Cest encore en opposant la dilatation à ellemême qa^on est parvenu a donner au mouTcment des chronomètres une constance et une régularité presque psrfaites.
On emploie , dans ce dernier moyen de compensation , des lames doubles. Voici quelques détails sor ces espèces de lames.
Soit une lame rectiligne (/!y. 100) formée d^une lame de cuivre AB vX d^une lame de platine C D. Supposons quW moyen devis, on les lie Tune à Tautre d^une manière invariable , à une température déterminée. Cette lame composée se courbera par le plus petit changement de température. Par TéléTation de la température , elle se courbera de manière que la lame de cuivre , plus dilatable et par conséquent devenue plus grande que celle de platine, embrassera celle-ci dans sa concavité [pg. 101]; le contraire aura lieu par rabaissement de la température (/!^. 102).
On conçoit maintenant que , si Ton dispose transversalement à latiged^un pendule une pareille lame , portant une petite masse & chacune de ses eitrémités , on pourra combiner la longueur de la lame 'et le poids des masses, de manière que la distance entre le point de suspension et le centre d'oscillation du système soit constante {^fig, 104). H. Biot et IBathieu ont suivi une horloge dont le
(i) Admettons qne cet appareil ait à nne certaine tCBpèratare, A «éro, par exemple, lès dimensioas eonvnabies. Soient a la longoenr du tuyau AB , 6 la lon- Suear totale AG , et ila iongoenr BG qaW vent rendre iaTariahle ; on anra / = 6 — a. À une températare f, ii/*etc iOBt les coeiBoieBs de la dilatation linéaire du fcretduciiivre,onattra^ = 5(i •\'ft) — o(i-|-c*),
el fomme il faut que T == / , on aora h fz=i ac, G^eitr Mire qne le« longueurs du tuyau de enivre et de la tige d« fet doivent , ponr la conapeniktioa , dire en raison învene des 4ilatationa linéaires de cas deux métaux j ee qu'on aurait trouTé par le raisonneatent.
pandolfl était ainsi compensai et lui ont trooré nne grande régularité.
Idl. Dans les montres , le régulateur dn mouvement -est un balancier circulaire ABC{fig,l04 Mf ), mu par un ressort spiral BR' qui, en se resserrant et en se débandant, fait tourner le balancier alternativement sur lui-même : si la température change , la force du ressort , les dimensions du balancier et du ressort changent aussi, et par suite la montre avance ou retarde. C^est ponr éviter cet inconvénient qu^on a fixé au balancier des lames compensatrices P et P'^ terminées par des masses en or ; à force d'essais faits à des températures différentes, on finit par établir une compensation complète.
122. HM . Breguet, dont les chronomètres sont si justement renommés dans toute TEuropo, ont fait une heureuse application des lames compensatrices à la construction d^un thermomètre qui jouit d^unn extrême sensibilité.
La partie principale de cet instrument est nne hélice {fig, 108)^ formée de trois lames très minces de métaux inégalement dilatables, réunies par pression à nne haute température { les trois lames superposées, dVgeot, d^or et de platine, ne forment ensemble qu^une épaisseur de 1/50 de millimètre. L^hélice est fixée par le haut & un support en laiton , qui , par sa forme , la laisse dans un isolement parfait; Textrémité inférieure porte une aiguille horisontale équilibrée par un poids ; cette hélice, composée de métaux qui diffèrent par leur dilatabilité, doit se tordre ou se détordre , suivant la variation de la température , et entraîner dans son mouvement raiguiUe qui parcourt les divisions d^un cercle horisontal. Ce cercle est évidé dans le centre, afin que Tair n^éprouve aucun obstacle à se renouveler autour de Thélice.
Il suffirait, à la rigueur , dans la construction de Thélice , de superposer deux métaux , le platine et Targent, par exemple ; mais comme une semblable lame éprouve des déchiremens dans les changemens brusques de température , HK. Breguet ont placé, entre le platine et Fargent , un troisième métal, Tor , d^une dilatabilité moyenne.
On connaît la valeur de chaque degré en comparant la marche de cet instrument à celle d*un bon thermomètre à mercure. L^expérience prouve que Taiguille , pour des changemens égaux de température , parcourt des arcs égaux; de sorte que l'instrument est comparable à lui-même et aux autres instrumens construits d'après les mêmes principes. On jugera par Texpérience suivante de Pextréme sensibilité de ce thermomètre métallique. HS. Breguet le placèrent sous un récipient de cinq litres de capacité, à la température de 19 degrés centigrades : ils firent le vide aussi promptement que possible; le thermomètre à mercure ne descendit que de 2 degrés , tandis que raiguiUe de l'hélice passa de 4- i^ ^ *- ^ centigrades. Ils laissèrent ensuite entrer l'air; T index alla jusqu'à 4- M<* cen-
cAPAcitis DES ffirtcmoints.
tigradefl, iandit qae le tbermooiètre k mercare descendait encore un peu , tant il aratt mis de lenteur k prendre la température de Tair raréfié. Cette aensibilttë, déjà très grande , peut être portée eneore plus loin , en agrandissant les dimensions de l*hétice, sans en augmenter la masse. (iit«. dé Ckim, et âê Phys., t. 5. )
L'aTantage principal de cet instrument n*eat pas dans la sensibilité , mais dans la promptitude de ses indications : on peut rendre beaucoup plus sensibles de simples tbermométres k mercure, mais il est impossible de leur donner la dixième partie de sa proiàptltude k prendre la température des milieux.
La forme indiquée dans la /E^. 108 est la plus eommune ; mais au lieu de tourner la lame en bélioe, on pourrait lui donner la forme d*nne spirale, comme le représente la /E^. llff Mr, ou enfin celle iqu*indique la f^, 106.
123. La force avec laquelle les corps solides ou liquides tendent à se dilater eu à se contracter par Télération ou rabaissement de température est très grande.
11. Molard a fait une heureuse application de la dUatation au Conserratoire des arts et métiers. Deux murs d^une galerie s^étaient inclinés par le poids du plafond qu'ils soutenaient. H. Molatd les fit traverser par des barres en fer terminées à Textérieur par des boulons \ il les fit chauffer plusieurs fois, en ayant soin à chaque fois de serrer les boulons par des écrous. Après chaque échauff)»ment, les barres s'étant dilatées , les écrous pouvaient être serrés; mais après le refroidissement, la contraction des barres faisait rapprocher les murs, qui bientôt furent remis dans leur verticalité
C9faioiU$dê$ Cmrfê pour la clutkur.
VU, Oans Tétat actuel de la science , on ignore complètement les quantités absolues de chaleur renfermées dans les corps ; on n^en connait pas même les rapports. Tout ce que les recherches des physiciens ont appris sur ce sujet se borne à la connaissanee du rapport des quantités de chaleur nécessaires pour que les principaux corps, prie sous le même poids, varient d^un nombre déterminé de degrés de IMchelle thermométrique. la Capacité d^un corps pour la chaleur ou la chaleur tpieifiquê est la quantité de chaleur qn^exige ce corps pris sous Puniié de poids pour varier de tumtè de température.
Pour donner une idée de rinflnence de la chaleur spécifique dans les expériences , il sufiira de citer un exemple. Si Ton mèle.un kilogramme d^eau il xéro avec un kilogramme de fer à 11», le mélange marque 1 degré, ce qui fait voir que la chaleur qu^abandonne le fer et qui fait baisser la tcmpéra-
rure de ce métal de 10 degrés , n'élève la température de Teau que d'un seul degré.
Le docteur WUke parait être le premier qm ait introduit dans la science le nom de chaleur spécifique. Ses expériences datent de 1781. Son calorimètre était un morceau de glace, dans lequel oa pratiquait une cavité cylindrique , laquelle était fermée par un morceau de glace. Si l'on pooraK fkcilement se procurer de la glace saut fissora cette méthode serait très exacte.
Il existe trois méthodes par le moyen desquelles on parvient k connaître les chaleurs apédfiqaes; nous les exposerons successivement.
