La premUro miihodê est due à U. Lavoisier et Laplace

Le calorimètre (/S^r. 127) de ces savans célèbres est très simple. Il consiste en trois cavités circnlaires et concentriques. L'une , qui occupe le centre, est destinée à renfermer le corps dont on désire connaître la chaleur spécifique ; l'autre est remplie de glace, dont le corps fond une partie en se refroidissant; la troisième, la plus extérieure, est aussi remplie de glace et défend celle qui entomv immédiatement le corps de Faction de Tair environnant : ainsi l'air qui s'introduit dans le calorimètre arrive dans la seconde cavité à la température xéro, puisqu'il a pris la température de la glace extérieure. On reçoit dans un vase particulier l'eau provenant de la glace fondue par le corps.

Ce procédé est fondé sur ce qu'un poids déterminé de glace pris à xéro , exige pour se fondre la quantité de chaleur qu'abandonne un pareil poids d'eau pris à 76o, en se refroidissant jusqu'à léro. Si donc on porte à 76o des corps différons et de même poids, et qu'on les place successivement dans la petite cage C en fil de fèr, les quantités de glace fondue, comparées à celle que fond une même masse d'eau prise à la même température , représenteront les chaleurs spécifiques. H faut avoir l'attention , quand on emploie ce procédé, de laisser au moins pendant dix heures les corps dans le calorimètre, afin d'être bien certain de les refroidir jusqu'à la température de la glace.

Les corps liquides, et ceux qui exercent une actioa chimique sur la glace, comme les acides, les sds, les alcalis , doivent être renfermés dans un vase qu^on a soumis à une expérience préliminaire pour connaître la glace qu'il fond seul.

Si les corps n'avaient pas tous le même poids et la même température 76», on ramènerait i les résultats à la même unité de poids et à la i température 75o (I).

(i) Si g est le poids de la glace fondae par un eorpt

dont le poids «stp, el la température I , m» le

*XP

poids de U glaoe fondue par c» même oorpa raaMUé i

l'unité de poids et à l'unité de température. Si Ton vou- Uit le rétulut rapporté « la capacité de l'eau 5<>, oa multiplierait par 76.

dULEUR SPÉariQUËS'.

Diiitau, dêê Capaeiiiê éUtammim om moffên du cdoHmàire de gUtfiêf par MM» Lavaifier et

Eau • . . . . 1,0000

Soufre 0,2085

Fer battu • . 0,1105

Étoin 0,0475

Plomb 0,028«

lercnre. ....... OyOdOp

Oxideroufedemerofire. . . . 0,0601

limnin. • 0,0628

Chaiix me 0,2169

Verre sans plomb 0,1229

Acide nitriqoe, dt^ =? 1,298. . 0,6614

Acide8ulfiiri<{oe,d«'=:l,87. . 0,8346

(nitrell

Solution de nitre. . < }. 0,8l87

r eau 8 j

HnQed'oliTe 0,3096

Le calorimètre est on instrument ingénieux; les résultats qu^il fournit sont assez eiacts ; cependant on doit préférer , ou la méthode des mélanges , ou ceiie du refroidissement. La longue durée de Texpérience, et la nécessité d^aroir une quantité considérable de glace , sont des conditions que n^exigeat pas les deux autres méthodes.

Méiikodê deê Mélanges,

126. Cette méthode est généralement attribuée au physicien anglais Crawford , à qui la science doit un ouvrage sur la chaleur ( on, animal heai ]. Cette méthode , dont le célèbre Black avait, parlé dans ses leçons, vers 1760 , s^était probablement déjà présentée à Tesprit d^ autres observateurs. Elle consiste à mélanger deux corps pris à des tempé- TSiures différentes : Teau est ordinairement le corps froid. Si les corps ont la même masse , il est visible que les chaleurs spécifiques sont en raison inverse des variations de température; car si le 1er, dans Texemple cité an commencement de Portide 124 , a perdn 10 degrés de température en abandonoant une quantité de chaleur qui n^a fait varier la température de Tean que d^un seul degré, nécessairement la quantité de chaleur qu^exigerait oae masse de ce liquide pour varier d'un nombre déterminé de degrés, serait dix fois plus grande que celle dont nne même masse de fer aurait besoin pour que la température en changeât du même nombre de degrés. Il est sous-entendu que la variation de température n'estpas assez giande pour ^ la capacité change. ( On verra plus loin que cet âément augmente avec la température. )

127. Comme on ne prend pas eu général les corps sons le même poids , nous allons indiquer comment on peut résoudre la question , quels que soient les poids employés.

Soient, Mie masse, C la capacité, i la température de Teau froide, m la masse, T'ia température, C la capaci(é du coriu chaud, et T la température du mélange. La température de l'eau s^est élerée de 7^ — 1; la quantité de chalenr absorbée par ce liquide peut être exprimée par MC {T—i); car il est clair qu'on corps exige pour varier d'un certain nombre de degrés , une quantité de chalenr proportionnelle au produit de sa masse par sa capacité et par le changement de température ^ en effet, si le corps avait une masse égale à l'unité et variait d'im degré, la quantité de chaleur serait C, pour l'intervalle de température T -^i; elle deviendrait C ( r — #) et MC ( T— i) pour la masse Jlf. La perte de chaleur éprouvée par le corps chaud sera aussi représentée par m-C ( 7* — T)\ or, le gain égale la perte. On aura donc l'équation M C (7"— = «^' ( ^— ^'), d'où Ton tire

— -= Comme le second membre ne

renferme que des quantités connues par l'expé-

rience, on trouvera facilement le rapport — ; eten -

fin C' , si Cest égal à l'unité comme on a coutume de le supposer : les capacités des corps seront alors comparées à celle de l'eau prise pour unité. Le vase qui renferme l'eau exerce une infiuence proportionnelle à sa masse j) et à sa capacité C" , en sorte que dans l'application il faut remplacer ilf par Jf +1» C7' , C étant égal à 1.

Exemple: 86218''.^ 25 de fer à la température de 66o,42 mélangés avec 254218'-, 18 d'eau à 15o,17 ont élevé la température de ce liquide à 160,59.

L'eau est renfermée dans une caisse en cuivre très mince, du poids de 1377sr.,3; ces 1377sr-,3 équivalent à une masse d'eau égale à 13778''',3 X 0,0095 ou à 180fr-,8 d'eau, <),095 étant la capacité du cuivre. Ainsi la masse totale d'eau échauffée est 255528>'. . En remplaçant les lettres M, m, T,i^V par leurs valeurs on trouve 0,110 pour la capacité du fer.

128. Si on voulait , par la méthode des méUnges, connaître la capacité d'un liquide ou d'un corps qui eût de l'action chimique sur l'eau , on renfermerait ce corps dans un vase dont il faudrait tenir compte. Si, par exemple, le vase pesait p' et avait une capacité égale à c, il serait équivalent j^ c d'eau, de sorte que ce que nous avons représenté dans la formule par m C^ serait réellement |i' c -|- m C (1).

Il est plusieurs précautions à prendre pour assurer l'exactitude des opérations. On rend la masse de la caisse qui renferme l'eau froide aussi petite que possible j on n'opère qn'à des températures assez basses pour que l'évaporation de l'eau , pro-

(i) U formule géaèrale serait iMCJ^ (7") ( T-^i)

GHAUUIS IPÊCin^lllIS.

doito pir rfanmenlOTi d'nn ooipt tré» elMiid , n* toit pat ini6 ctuf6 d'oreari enfin, on obierre le refroidiMement de Tappereil , afin d^établir U correction de U perte de chaleur faite pendant Tetpé^ rience (1). Bn rempliaaant cet conditiona , la mé" thede dea mélangea eat eiacte et eomoiode dana tManconp de ciiconftancea. Rcoa ferona remarqner que cette ^méthode ae anffit k eUe-méoM comme^hacune des deux antrca indtliodea»

120. Cette troiaiéme méthode eat fondée anr Tobsenration dca tenipa quVmploient lea différena corps pris aous le même volnme , et portéa à la même température pour ae refroidir d'un égal nombre de degrés. Il fant avoir rattention de donner à toua les corps la même surface rayonnante. Si les corps sont liquides ou pulTérisés , on lea renferme successivement dans nn même vaae très mince. On fait ordinairement usage d'nn vase en argent ou en cuivre. Si Ton veut comparer lea ehaleurs spécifiques des deux corps solides, du fer et de Tétain , par exemple , on peut former avec cea substances des cylindres égaux en volume , et observer les temps du refroidissement; et comme denx métaux , même très polis , ont des pouvoirs rayonnans inégaux , il faut absolument leur donner la même surface. On y parvient do la manière suivante , comme Je Tai fait , je crois , le premier. On observe d^abord le refroidissement des deux cylindres suspendus dans Tair par des fils de soie; on note cea temps; on couvre les cylindres d*une couche de vernis ; on observe de nouveau les temps, ••et ainsi de suite , jusqn^à ce que l'application d'une jlDUvelle couche ne change pas la durée du refroidissement. Maintenant il doit sortir de chacun des deux corps la même quantité de chaleur dans le même temps , puisque la surface rayonnante , Vexcés de la température sur celle du milieu environnant, le volume, tout est pareil départ et d'autre; les quantités totales de chaleur qu'auront abandonnées les deux corps seront donc dans le rapport des temps. Or, pour un intervalle donné de température , la quantité de chaleur qu'abandonne un corps est proportionnelle à sa masse et à sa chaleur spécifique; donc , si » et m' désignent les masses, c et c' les chaleurs spécifiques, • et •' les temps du refroidissement, T— i rabaissement de température , on aura mc{ T— #), et wV ( T—t ) pour les expressions des quantités de chaleur perdues , et conséqnemment molm' o^ llblî\

MmOtutê^ém ft f f^ t é i mêm a Ê t yj»f y/K a rti sn At

Pttlift.

!*• couche.

<«oouche.

•• eoQclM»

/Fer y,fi6''

\ KUin .... 4',Sr

r Fer 6^,44"

\ Ktatn. . . . i',4r

r Fer. ... . «P,40"

V Aaia. . . . 1^,17'

/Fer tf,40"

\ *»ain. . . . f^"

Par rappliettîoo de la aeoonde coacbe de ^ pour lea deux métaux, le rayonnement a été porte au maximum : lea temps du rcfroidisaement soct fi',40" et r,37". Puisque les deux corps ont le même volume , il est pennb de aubatitner les deasités aux maaaea; lea denaités sont 7,788 et 7,ttl. En falaant lea substitutions , on obtient 100 k 49,S2 pour le rapport de la oapadté du fer k celle de l'étain.

Pour rapporter la capacité des oorpa k celles ée l'eau, on introduit suooessivement ce liquide et ks corps réduits en poudre ou en liauille dan on même vase métallique trèa mince, dont on tieot néoeasairement compte. Si p eat le poida , et c" U capacité de ce vase , les quantités de clialenr perdues pendant les temps I et l' seront proportioaiielles k|» e" <4- moetkjpe"-|-«>'^«de8orteqa'M

l'application de cette formule k la déterminatioa de ia capacité de l'huile d'olive comparée k U capscité jde l'eau , que nous prendrona pour unité.

Les données de l'expérience sont : poids dn vaie d'argent fiOf ,98 ; capacité de oe métol 0,056.

Le vaae contenait 147f ,04 d*eatt k une certaine température , et se refiroidiMait de S0o,a en 21'; le même vaae contenait 144l ,04 d'huile d'olive à h même température, et perdait S0o,8 en IS', 12". En mettant les valeurs numériques dana la proportion , on en déduit 0,88 pour la capacité de Hiaîle d'olive (1).

raMeam dêu Càpaû&êê éâUrmMoê pur fa «MM db f a/î idWisiaMUf ,

San

Vinaigre

Acide nitrique

Acide hydrochlorique

Acide sulfurique

Alcool

1,000 0,0200 {àf* 1,20) 0,88 (dt* 1,163) 0,00 (d«A 1,84) 0,85 (d** 0,817) 0,70

(i) Il nous parsit boancoop pios exact de faire U (i) Il est possible que cette eapacité ne soit pas pir-

oorrecUon de cette manière i;ue de saÎTre la méthode ', failement exacte , l'expérience n'a été faite qu'une fois :

proposée par Rnadbrd , et ventée i tort , selon nous , on n'a tooIu d'ailleors qae fournir nne application aa-

dans heauooup d'ourrages. I mériqne.

CiULEUAS flPÉCinQUJES.

SUMTfolMqve (di* 0,79) 0,65 A

(di* 0,716) 0,6» +

EMeBe«d0térâienthtiie(dt« 0^79) 0,408 -j-

ieitdepiii 0,05 M,

-de chêne 0,fi7 M.

— de poirier 0,80 M,

FUMglM 0,10 D.

ChlofH» de todram 0,88 D*

(D. IkltoD, 4.Deepretiy M. Keyer.)

UL Daloog ei Petit oai cherché , en soiTeni la néUiode da reirotdiaseaeni , les oepecitëa des prindpaiiz métaux et dn touïre. Lee rémltate de liVf redbarches eenl :

ba 1,0000

KnmA 0^008

FlMik 0.0S08

Or 0.0206

rblbn aoHA

llm 0^OU4

Zine 0,0027

Tallm 0,0011

(kiim 0,0049

NIekel * 0,1065

Fer 0,1100

Cobalt O.1408 Boafro 04880

Les «uteors de ces recherches ont (ait une remarque importante ^ c^est que U prodmi d$ la eapaeiiiiPimcorpt simple par le poids dssonatoms doMunm nombrs constant, et très peu différent de 0|d75. U suit de là que les capacités des corps timplês pour la ehalsw sont en raison inverse des peidi dss atowêss. Les résultaU des expériences de m. leroche et Bérard sur les çai satisfont encore asiet bica à cette loi. Si cette loi était vraie & tontes les températures , il faudrait que lu loi de Piccroisscment de la capacité par la température fâl U même pour tous les corps.

130. Oa peut se demander maintenant si les chal««n spécifiques sont les mêmes à toutes les tempëntures , on sî elles sont Tariables : Thypothôse qai admet que U capacité des corps augmente itec rélératioB de température est la plus probable. Tdle était aussi Topinion de Dalton^ des expérienœi de n. Ihilong et Petit qni ne laissent rien h déûrer, ont établi le fait de Faecreissemsnt de la dukar spècifqns d'une manière incontestable.

Dut ces expériences chaque corps était porté sucentifemeai à diverses tampératurea et plongé (Uns une masse connue d'eau froide. Ou détermittût la capacité du métal à chaque expérience pur U Biélhode des mélanges. La masse de liquide cUit assex (;onstdérable pour que la variation de température n'en surpassât pas 10 à 15 degrés , intervalle dans lequel U capacité de Teau ainsi que celle de ioui autre corps peut être considérée comme coaataote. On aura une idée de Taugmentatioa de la oapacilé par la seule inspectiou du tableau des réiiiltata.

Icrcnre

AntMrt Vcift

Capacitéc moyenne!

•BlMOMlOO*.

C«Mclt4« morenoc* MtnOalMO».

0,0050 0,1016 0.0547 O.MIl 0.1013 0,S55 0,190

tparisfor»

Gspacit* amjenas entre o et loo*) es 0,1098

o à 3OO0^O,ll5o

o à 3oo<* = o,isi8 o à 55oo 1=0, 1955

Chaleurs epécifiques des Oas,

131. La détermination des chaleurs spéoiflquef des gas présente beaucoup de difficultés. Aussi les essais des différons physiciens n'ont «ils donné que des résnltata peu concordans. Le travail de HH. liaroche et Bérard se distingue par son éte»doe et par le soin que les auteurs ont mis dans leurs expériences. Cependant il laisse beaucoup à désisef. Sfi voici lesprinoipaax résultato :

RÉSULTATS

Chaleurs spécifiques des principaux OaM.

A votaura IgMi.

A poida égaus

Uy<lrog6i.o