Méthode de la fusion de la glace. — Pa
glace (fig. 291). — On a creusé une cavité dans un bloc de (
à 0* et on y applique une lame de glace C (
I *^ 1 couvercle. Dans la cavité préalablement essï
introduit un corps de masse M, de lempérl L'L de chaleur spécifique x. Ce corps fait fo unités de masse de glace et descend lui-l zéro en perdant MxT calories.
Un gramme de glace à 0" absorbant 80 ( (441) pour passer à l'élat d'eau à 0", la due aura absorbé M . 80 calories.
Puisque la chaleur perdue par le corps est égale à gagnée par la glace, l'équation
Fig. 2fl(».
Fig. 291.
MxT = m . 80
donnera x.
CUALSUR
L'eaa de fasion est recueillie avec du papier buvard dont l'aug- B»olalion lie masse esl égale à m.
Cette mètliode esl rendue incertaine par la dilTiculté d'effectuer [nec précision la pesée de la glace fondue et aussi parce que la lUmp«ralure intérieure du bloc de glace peut être inférieure à zéro si ] le bloc n'a pas été entouré pendant longtemps de glace fondante en
Ifripneotfl.
^1. Calorimètre de Bunsen. — La mâlhode de la fusion de la glace détient (m^ préci$f par rciii|ilol du calorimètre de Bunsen où l'on substitue iltpaie de la glace fondue l'observation de la diminution de volume que beticckO" épruuvc en passant à l'Otat liquide sans changement de tempé- BOir*. C«ttc méthode n'exige aucune correction.
Ikteription lie l'appareil. — L'une des branches d'un tube en U présente
I» rennemcni cylindrique A &. la partie
■p^neure duquel esl soude un tube en
"n» miiico C. En haut de l'autre brandir wt fuo par un bouchon b un tube
1* ' recourbé horizontalement et divise
•ipwiic* d'égale capacité. Le tube ho-
""Wl»!. la branche étroite du tube en Ll
'"•partir inférieure du renflement con-
tiennçni du mercure, le reste du renfle-
""'"' e«i plein d'euu distillée purgée
<'*'>• (fig. 2l«).
On détermine la solidirication de l'eau,
"1 ffloiiw en partie, par un courant I «^ilcool refroidi à — 20" environ, que ^V"" l*il circuler dans le tube central C ^H^M congelarit autour du tube, l'eau ^HBpliile de volume et refoule le
Fig. 2112.
■'*Pp*reil est ensuite placé dans une caisse métallique où on l'entoure de V*tv fondante pour le soustraire aux influences calorifiques extérieures.
*~'7''ri*nce. — On introduit dans le tube central C cpii contient un peu ***' » 0° une masse M d'une substance de chaleur spécifique x, chauffée à • '^* curps en passant à 0" produit autour du tube C la fusion d'une cer- "" 1<untité de glace ; la contraction du mélange d'eau et de glace G fait '™"JÇTi)drr le mercure de N divisions dans le tube divisé. ^" ■ le nombre do divisions parcourues par la colonne de mercure du
l"** div
N \ai pour une calorie reçue par le mélange d'eau cl de glace, — sera
"oinl.re de calories dégagées dans l'expérience précédente et on aura
294 COURS DE 'physique
La constante n se détermine en versant dans le tube central une masse
d'eau m à 60, cette eau abandonne ma calories en passant h Cfi et produit
N' ainsi un di>placcment N'; le déplacement dû À une calorie sera — - == n.
Les mesures peuvent se succéder avec cet appareil jusqu'à fusion entière du bourrelet de glace G qui entoure le tube central.
432. Chaleur spécifique des liquides. — Le liquide, enfermé dans une fiole de verre mince, est chaufTé à une température T et plongé dans un calorimètre qui atteint une lempérature maximum!. On écrit l'équation de la méthode des mélanges.
Le calorimètre de Bunsen convient aussi. On verse le liquide de niasse M
et de température T dans le tube central C. On observe la course N du mer-
N cure dans le tube divisé. L'équation MxT = — s'appliquera.
433. Chaleur spécifique des gaz. — Dans un récipient de volume invariable, supposons enfennée l'unité de masse d'un gai. à (' et à la pression atmosphérique. Si nous échauffons le gaz de 1°, il absorbe c cidories, ce nombre c est la chaleur spécifique du gaz à volume constant. La température est devenue [t -\- 1) et la force élastique du gaz s'est élevée au-dessus de la pression atmosphérique.
Le gaz étant arrivé à cet état, laissons-le se détendre jusqu'à la pression atmosphérique; il se refroidit et pour lui conserver la tcmgéraliu-e ('+1), il fauL lui communiquer une quantité de chaleur / appelée chaleur de dilatation à température constante.
Par ces deux changements successifs, le gaz est parvenu au même état que s'il avait été porté ilirectemenl de /" à (/ -|- ')" sous pression constante. Il eût fallu lui donner pour cela une quantité de chaleur C, C est appelée chaleur spécifique sous pression constante.
La chaleur spécifique sous pression consUmte est donc supérieure de / a la chaleur spécifique à volume constant c.
434. Résultats. — Pour un même corps, solide ou liquide, ta chaleur sp<cifiquecro/Vai'ec la lempérature, La quantité de chaleur nécessaire pour échauffer l'unité de masse ou un gramme d'an corps de 0' à <" se représenteparune expression de la forme Q;=a<-(-/»(*-f-ct', ou a, b, (f sont trois constantes particulières à chaque corps qu'on détermine par trois expériences.
La chaleur spécifique d'une substance à l'état liquide est plus grande que sa chaleur spécifique à l'état solide ou à l'état gazeux.
CHALBUH
Si l'on excepte l'hydrogène, l'eau est la. substance qui a la plus r»nde vhiileur spécifique.
Aine tnëme substance chimique se présente quelquefois sous des physiques diffcrenls; à chacun de ces étals correspond une leur spécifique difîorente. Tel est le cas du carbone, du soufre, du ïosphore, etc.
TABLE DE CBALBDR8 SficingCES
«,«57 Soufre 0,!03
û,09.'i Diamant 0,147
0,090 Vorre 0,198
11,031 Eau 1
0,113 Glace ti.b
0,032 Easenca de («réhpnthinF. 0,426
o.ii.i:) Alcool o,0l5
CHALBCns SPÉCiriOl'ES DBS OÀZ SOCS PnBSSION COXSTAirTK
r ... o,..'37 Hydrogène 3,409
:jgiam 0,?t8 Acice varboniquo 0,2i&
EBto o.;44 Chlore 0,121
La chaleur spécifique de l'air à pression constante est 1,41 fois plus grande que sa chaleur spécifique à volume constant.
435. Loi de Dulong et Petit. — Le produit de la chaleur spécifique ifun corps simple solide par son poids atomique esl constant (voisin de C,4).
e a ea
AtMiiic . 0,083 75 6,î
Iode 0,054 127 6,8
Soufi, 0,203 32 6,5
/.ioc 0,095i Oi 0,2
Argaal , ,....,... «,057 loN 6,2
Ea ne précisant pas davantage les conditions dans lesquelles la chaleur spécifique esl prise, on conçoit que le produit ca ne peut pas *t« trouvé rigoureusement constant, car le poids atomique d'un corps est un nombre invariable et sa chaleur spécifique varie avec la température. La chaleur spécifique est d'ailleurs un nombre complexe "pf^olant la chaleur employée non seulement à élever la tempé-
*'*''6, tnais à effectuer un travail de dilatation, des changements •''•'*» moléculaire.
'^ admettant que le poids atomique d'un corps simple est la masse
''^toine de ce corps, la loi précédente exprime que la capacité
COURS DE PBYSIQCE
calorifique des atomes des corps simples à l'état solide est 1 pour tous.
436. Loi de Wœstyn. — Si l'on admet que les atomes di simples conservent dans une combinaison la capacité calorilique tfi à l'état libre, la capacitii calorifique d'un composé est égale à la des capacités calorifiques des composants & l'otat solide.
D'après cet énoncé, un corps de poids moléculaire A et de capacil rifique C, composé de n atomes de poids atomique a et de chaleur ap e, de ri atomes de poids atomique a' et de chaleur spécifîque c .. capacité calorilique CA exprimée par
CA = nca -j- n'c'a' + ...
Cette relation se vérifie d'une Taçon à peu près satisfaisante. Par supposons connue la chaleur spécifique d'un sulfure et celle du m relation précédente permettra de calculer la chaleur spécifique du solide; elle est trouvée conforme i. la valeur obtenue expérimerualem
En admettant en même temps la loi de Dulong et Petit, d'après co=c'o'... on écrira CA= (n + n' + n"...)ea = {n + n' + ...)6,4. pour des composés solides de même constitution, n -|- n -f- ... est nous aurons la loi suivante : le produit du poids tnoléculaire des corj posés solides de constittttion chimique semblable par leur chaleur sji est ttn nombre constant. Ce nombre varie avec chaque classe de corpi
CHAXEDRS DE FUSION
437. /-a chaleur de fusion d'une substance est le nombre d ries L absorbées par l'unité de masse de celte substance, en p de l'étal solide à l'état liquide, à sa température de fusion changement de température.
En repassant de l'olal liquide à létat solide, l'unité de masi même substance abandonne le môme nombre de calories L, dire que la clialeur de solidifit-alion est égale à la chaleur de
La chaleur de fusion pour une niasse m est niL.
Les chaleurs de fusion se déterminent ordinairement par la des mélanges.
