Loi du refiroidissement de Ne'wton. — Quand un corps

Itkud se (rouve dans une enceinte à température moins élevée,

Irap^rieuce montre qu'il se refroidit en transmettant sa chaleur à

i'enmnte par rayonnement et par conveclion. Ces deux modes de

[tnnsmission, essentiellement diiïurents (446)i se produisant habituel-

llcmeot simultanément, les physiciens ont d'abord étudié la transmis-

iioD de la chaleur à l'enceinte sans faire de distinction entre le

IrajrQoaeroent et la convection^". La loi suivant laquelle se refroidit

us corps placé dans une enceinte de température inférieure à la

«icDoe est complexe, car le refroidissement dépend en effet à la fois

delà nature de lu surface du corps qui se refroidit {pouvoir émissif),

de In nature et de la pression du gas ambi&nl. Toutefois, si Yexcès de

lia température T du corps qui se refroidit sur la tempé-rature t de

' l'enceinle ne dépasse pas une vingtaine de degrés, la loi prend une

fcnne simple due à Newton : les abaissements successifs de lempé-

niure T, — T,, T, — T„ T, — T,... correspondant à des intervalles

[de temps 0,, 6,,.... sont proportionnels à ces intervalles de temps et

lui excvs moyens pendant ces inlervulles.

• — T' = fnfjr

T-fT'

Lw intervalles 0 rloivent être pris d'autant plus courts que le

h'wtroissement T — T' est plus rapide.

^ — T' AT è — ou — peut s'appeler la viletse moyenne de refroidissement

Il l'unité de temps <". La loi de Newlon s'énonce : La vitesse de ^tdisiemenl est proportionnelle à l'excès de température.

lr = '"|T-').

**!*! la vitesse de refroidissement pour un excès de température [~ <la corps chaud sur l'enceinte, m est constant "'.

^A eommcncomaot do zix* siicle, Dulong et Petit ont metari f^parément U eha- " par rayonnement et la chaleur transmise par convectinn. ' vitcHe Dioyenae du morcura Nur la tige t)R'ruioinf>lriqui.<. > K «iri'« du tum[H<rftturu dûpuaont une vingtaine de degrvf, m augmente avec u» tcnijM'nitur)!,

un« pvtiir eni'cinio, le refroidistement est plus rapide que pour une gronde; on nyoDnrnjcnt doit être le m(mo, mais la coDvectiou est |ilu:> forte, parce qne lo tttu ton mouvement d'autant moins de chemin i parcourir pour aller sa refroidir ' U« paroi* da r«nceinli<, qoe celle-ci u de plus faibles dimensions.

Pour un intervalle de temps très court on a remplacé — ^ — par '

Il résulte de cette loi de la vitesse de refroidissement que la qun, lité de chaleur transmise par un corps chaud à l'enceinte da: laquelle il se trouve, est proportionnelle à l'excès de la températa de la surface des corps sur celle de l'enceinte. Cette quantité chaleur doit être aussi d'ailleurs proportionnelle à la surface du cor chaud.

468. Propriétés des corps relativement à la chale rayonnante. — Un flux calorifique d'intensité I qui tombe sur corps se divise en plusieurs parties distinctes :

1* Une partie R se réfléchit régulièrement vers le côté de l'espc d'où elle vient.

2* Une partie D se réfléchit irrégulièrement ou se diffuse ds toutes les directions.

3» Une partie A est absorbée et contribue à réchauffement du cor-

4" Si le corps est transparent pour la chaleur, une quatrième [> tie T est transmise à travers la substance sous forme rayonnante &j contribuer à son cchauffement.

Ces divers faisceaux proviennent du faisceau primitif et leur soia doit lui être égale. Par conséquent nous avons :

RÉFLBZION DE XJl CHALEDR

469. Lois géométriques de la réflexion. — Un rayon j, chaleur qui rencontre une s '

R face polie se réfléchit suiv^

/ une direction déterminée.

/ Menons une normale à la (T

/' face réfléchissante au point d*"

7 cidence : le plan formé par

p / rayon incident et la normale

1 / nomme /)/an «/'tncjdence/l'ani

,/ du rayon incident et de la ne

maie est Vangle d'incidence ^ •■''K- 314. plan du rayon réfléchi et de

le horizontale circuJaire divisée en degrés. Au centre de cette

■^le-forme on pose perpendiculairement un miroir métallique M, à la

**nic hauteur que la source de chaleur S. Le pied de la plate-forme,

^**«urle banc, soutient une règle auxiliaire R mobile autour de la

">«iDe verticale que le miroir et portant une pile thermo-électrique P.

■^^ dirige cette règle dételle façon que les rayons émis par la source

f « tombent sur la pile après leur réflexion sur le miroir : on le recon-

**'*àce que le faisceau réfléchi a alors son maximum d'inlensilé.

"'M wlte position de la pile, le faisceau incident et l'axe de la pile

*oni liirig^.g suivant deux rayons du cercle divisé. On vérifie sur la

'"ision (le la plate-forme l'égalité des angles de la normale au miroir

COURS OB PHVSIQUB

(figurée par une pointe) avec la direction de la règle principal» avec la directioa de la règle auxiliaire '". ■

Par suite de la disposition des pièces de l'appareil, le rayon înt dent et le rayon ri'flèchi sont dans un même plan horizontal avi normale au miroir M.

Les lois de la réflexion se vérifient aussi par leurs conséqaenc£ en particulier, par les propriétés des miroirs sphériques.

470. Miroirs ardents. — On donne le nom de miroirs ardeà à des miroirs sphériques concaves dont l'axe est dirige vers le cen1

du soleil. La chaleur solaire se ce centre au foyer avec la lumière, e peut y enflammer des substances co bustibles, y fondre des métaux 316).

On a essayé dans ces derniers teir d'appliquer les miroirs métalliqi concaves à l'utilisation de la chi solaire.

Miroirs conjugués. — On î:

talle en regard l'un de l'autre quelques mètres de distance, i* miroirs sphériques concaves M et.

dont les axes coïncident. Au fo pig. 316. principal F du miroir M on place

flamme d'une bougie : les rayons fléchis parallèlement à l'axe commun des deux miroirs tombent le deuxième miroir M' parallèlement à son axe et vont après réfle* concourir au foyer F' et former une image sur un petit écran.

La situation des deux foyers étant reconnue, si l'on disposes foyer F une corbeille métallique renfermant des charbons en cc bustion, on voit s'enflammer de l'amadou ou du fulmi-coton pB

(I) Ua« tige verticale montée snr la règ'le R ot tenuinéc par un index r marque 1 plate-forme divitéo la position de la pile par rapport â la normale au miroir, fignr une pointe, et permet de lire l'angle do réflexion. Pour déterminer sur la plate-foH division corrospondant i la direction du rayon incidunl, on a, dans une oporatiou (> luinaire, orienté le miroir de toile façon que le centre de la lâche liiœineu.se du lut» réfléchi par M viol se placer au centre de l'ouverture du diaphragme D. A ce moœsC miroir M était normal au faisceau incident, ut la division sur iitqueile était poioti " normale marquait la direction du rayon incident.

CHALEUR

en F' sur un support P. Dans la figure 317 un arc électrique occupe le foyer F.

L'indaniniation n'a pas lieu quand on interpose un écran entre la KHirce calorifique et le miroir M, quoique la chaleur puisse se

Fig. 317.

transmettre directement de F en F'. II faut avoir soin de masquer l'uu des deux miroirs pendant qu'on place les corps combustibles «D F'. L'inflammation n'a plus lieu si l'on incline un tant soit peu l'uc de l'un des miroirs.

Quand on remplace les charbons ardents par un bloc de glace, un llieniiométre placé au second foyer baisse, car il envoie en F plus de chaleur qu'il n'en reçoit [réflexion apparente du froid).

♦71. Pouvoir réflecteur. — On appelle pouvoir réflecteur Mnn miroir le rapport de la chaleur réfléchie à la chaleur incidente.

I-e pouvoir réflecteur d'un miroir se détermine avec l'appareil de Uellùni et se déduit de deux observations :

i' La régie mobile qui porte la pile est d'abord placée sur le profongeinent de In règle principale de manière à recevoir sur la pile le J»i8ceau iuciflent. On note l'iiripulsion a due à la radiation directe.

2" Le miroir est ensuite installé verticalement au centre de la plule-formo divisée (fig. 315); on fait tourner la règle mobile R, et on Itmpne l'iixe de la pile dans la direction du faisceau réfléchi. On rdMerve une nouvelle impulsion a'.

Le pouvoir réflecteur est plus grand pour les radiations obscures

ri"* pour les radiations lumineuses; il est donc moindre pour la

icoaleur »oiaire que pour la chaleur d'un cube noirci plein d'huile fchauije

"our les métaux polis et une même radiation, le pouvoir réflecteur

322 COLRS DE PHYSIQUE

varie peu avec l'incidence, il varie beaucoup plus avec l'incidenc pour les substances analogues au verre.