DES SOURCES DU CALORIQUE
3o5. On est convenu de nommer sources du calorique toutes les opérations dans lesquelles la température des corps s’élève. Cependant il est vrai de dire que , dans ces phénomènes , le calorique est plutôt dégagé que formé , et que le soleil, placé hors de notre globe, paraît mériter lui seul le nom de source de calorique , puisqu’il nous en envoie sans cesse de nouvelles quantités. Néanmoins, en conservant les expressions reçues , les différentes sources du calorique sont : i° le soleil ; 20 la combustion; 3° beaucoup d’autres combinaisons chimiques; 4° la percussion , 5° le frottement ; 6° enfin, les phénomènes électriques.
Le soleil est évidemment , pour le globe que nous h a b i -
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tons, une source de calorique. Nous avons vu* en parlant du calorique rayonnant, que ce fluide semblait accompagner la lumière qui nous vient du soleil, qu’on pouvait l’en isoler par la réfraction , attendu qu’il est moins réfrangible qu’aucune partie de cette même lumière.
Les quantités de calorique qui nôus viennent du soleil varient beaucoup suivant les lieux et les situations relatives de la terre , en raison du temps plus ou moins long pendant lequel le soleil éclaire les diflerens points de sa surface. C’est ainsi que les régions équatoriales sont frappées presque perpendiculairement ? et pendant la moitié de la durée du jour sidéral, par les rayons-dû soleil qui en élève considérablement là température ; tandis que les pôles, qui sont à peine effleurés par ces rayons, -demeurent éternellement glacés. Les situations intermédiaires diverses produisent les climats différens ; et, comme les relations de chaque point de la terre avec le soleil varient aussi dans le cours de l’année , il en résulte pour eux la diversité des saisons, d’autant plus prononcée qu’on s’approche des pôles , d’autant moins sensible qu’on est plus près de l’équateur.
Il semblerait que ces acquisitions continuelles de calorique transmis par le soleil dussent élever rapidement la température du globe ; mais il faut remarquer : i° qu’une grande partie des rayons calorifiques qui tombent sur le globe s’en trouvent immédiatement réfléchis , particulièrement à la surface des mers; 20 qu’il se produit continuellement des vapeurs aqueuses à la surface du globe , et qu’une portion se perd probablement dans l’espace, puisque les mers diminuent d’étendue ; 5° enfin, que la terre ne reçoit jamais li s rayons calorifiques du soleil que par la moitié de sa surface , tandis qu’elle rayonne sans cesse du calorique par la totalité de cette surface.
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II paraît certain que les causes de refroidissement de la terre l’emportent de quelque chose sur le calorique qu’elle reçoit, puisqu’il résulte d’un grand nombre d’observations modernes que la surface du globe est beaucoup plus froide que son intérieur , et cela suivant une progression tellement rapide , qu’il est probable que le centre de ce globe est dans un état de fusion ignée , et que sa surface babitabîen’est qu’une croûte légère solidifiée par le refroidissement.
La chaleur des rayons du soleil est extrêmement variable ; elle est très faible dans les hautes régions de l’atmosphère , où l’air est rare et parfaitement transparent. Elle est beaucoup plus forte lorsque les rayons sont perpendiculaires à la surface du globe que lorsqu’ils sont obliques; elle ne s’élève guère naturellement au dessus de 49° î mais on peut la porter jusqu’au delà de ioo° en plaçant la boule d’un thermomètre dans la cavité d’un corps noir et mauvais conducteur. On peut concentrer cette chaleur au moyen d’une lentille comme celle de Tchirnhausen , au point de produire des températures plus élevées que celles des meilleurs fourneaux; mais le foyer de chaleur est toujours situé au foyer de lumière que cet instrument produit.
Il résulte des circonstances précédentes qu’il doit y avoir une grande analogie entre le calorique et la lumière; que l’une étant absorbée peut souvent produire l’autre, et que peut- être les effets différons ne résultent que de la plus ou moins grande rapidité de leur marche. Il est cependant juste d’observer que la lumière de la lune , qui n’est autre chose que celle du soleil, réfléchie par ce satellite, ne produit jamais la moindre chaleur sensible , même lorsqu’on la concentre par des lentilles, au point delà rendre plus éclatante que la lumière naturelle du soleil.
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La combustion ou la combinaison des corps avec l’oxigène produit souvent une grande quantité de calorique, et quelquefois simultanément beaucoup de lumière. Il paraît que, dans ce cas particulier , le calorique qui entrait dans la composition du gaz oxigène à l’état latent devient libre tout à coup , lorsque le radical ou l’oxigène lui-même se combine avec un autre corps ; et l’on observe, en général,que la quantité de calorique dégagée par la combustion est d’autant plus considérable, que le produit de la combinaison éprouve une condensation plus grande. C’est ainsi que le phosphore, qui solidifie l’oxigène en brûlant , en dégage plus de calorique que le carbone , qui produit de l’acide carbonique gazeux. Si le corps combustible luimême est à l’état de gaz , il y a en quelque sorte une double source de calorique; et c’est pourquoi l’hydrogène, en brûlant, dégage environ trois fois plus de calorique que le même poids de phosphore. Il s’en faut de beaucoup que ces principes soient susceptibles d’une application rigoureuse à tous les cas de combustion , et nous verrons que l’électricité pourrait bien jouer le principal rôle dans ces phénomènes. ( V oy . le mot Combustion dans notre Dictionnaire de chimie. )
Les combinaisons chimiques qui s’exécutent par suite d’une forte affinité , ou entre des corps dont les états électriques sont très opposés, donnent ordinairement lieu à un grand dégagement de calorique , quelquefois même de lumière, comme il arrive , par exemple, dans l’union du chlore avec le bismuth. On a pensé long- temps que la quantité de calorique ainsi dégagée était proportionnelle à la condensation que les corps éprouvaient ; mais beaucoup de faits combattent cette théorie. Par exemple , la combustion de la poudre à canon dégage beaucoup de calorique , quoique ses matériaux passent de l’état solide à l’état ga-
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zeux ; il se développe alors une température extrêmement élevée. J1 résulte de ces faits , et d’un grand nombre d’autres , que notre théorie actuelle du calorique est très imparfaite, sur tout relativement aux capacités calorifiques.
te choc est un moyen puissant de dégager le calorique des corps solides et d’élever leur température. On peut remarquer que le flanc d'une pièce de monnaie s’échauffe sous les coups du balancier. mais on a constaté que la diminution de volume et de capacité calorique était proportionnelle à ce dégagement , ce qui s’accorde avec la théorie.
Les liquides ne semblent dégager aucune quantité de calorique par le choc , comme il est facile de le constater dans les chutes d’eau qui se précipitent d’une grande hauteur sur les corps durs. Cette différence tient sans doute h leur peu de compressibilité.
Les gaz dégagent au contraire une très grande quantité de calorique par la compression, ce qui paraît dépendre de ce que leur capacité est proportionnelle à leur volume. Un mélange d’oxigène et d’hydrogène s’enflamme par une vive compression , ce qui suppose une température de 5oo° au moins. Il en est de même dans l’inflammation de l’amadou par la compression de l’air atmosphérique.
Le frottement entre les corps solides dégage constamment une quantité de calorique plus ou moins considérable qui , comme on le sait , peut aller jusqu’à les enflammer. Les corps mous jouissent aussi de la même propriété , comme on le voit par le frottement des deux mains l’une contre l’autre. Mais il n’en est pas de même des liquides et des gaz, qui 11e produisent jamais la moindre quantité de calorique , même lorsqu’ils frottent avec violence contre des corps solides. C’est ainsi que l’ajutage d’une pompe à incendie n’est point échauffé par le frottement de l’eau
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qui le traverse avec tant’ de rapidité, et que les vents les plus violens n’échauffent jamais les obstacles contre lesquels ils viennent se briser. *
La production du calorique par le frottement ne se prête, jusqu’à présent , à aucune explication théorique. Rumford et Haldot ont constaté que l’on peut faire sortir, à l’aide du frottement, d’uné masse matérielle isolée, des quantités infinies de calorique , sans que cette masse puisse en recevoir d’aucun côté, Ces expériences ont été faites avec une pièce de canon en bronze , dans laquelle on faisait tourner rapidement un foret. L .appareil était environné d’une masse d’eau, que te calorique développé portait bientôt à l’ébullition, et que l’on pouvait renouveler à volonté. Le remplacement de ce calorique enlevé était impossible, suivant notre théorie , puisque tous les corps voisins étaient à une température beaucoup plus basse que l’appareil. . *
Si l’on voulait essayer d’expliquer ces phénomènes extraordinaires , il faudrait admettre que lescorps contiennent des quantités de calorique infinies , relativement à celles que nous pouvons en. faire sortir.
Les phénomènes électriques sont évidemment susceptibles de produire des températures très élevées. Par exemple, quoiqu’un conducteur volumineux , dont on se sert pour décharger une batterie électrique, ne s’échauffe pas sensiblement , en faisant passer la même électricité à travers un conducteur insuffisant, comme un fd métallique très mince, ce fil s’échauffe , rougit , et peut même entrer en fusion. Nous avons fondu ainsi 17 pieds de fil de fer par la décharge d’une batterie électrique représentant 109 pieds carrés de surface.
L’électricité galvanique n’est pas moins susceptible de produire de hautes températures. M. Ghildren a fondu, par
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ce moyen, de grandes longueurs de fils métalliques , et M. Dâvy a tenu pendant long-temps-, dans un état de vive incandescence, un morceau de charbon placé dans le vide, entre les deux pôles d’une très forte pile.
Les phénomènes saillans que nous venons d’indiquer se reproduisent probablement , à différens degrés , toutes les fois que nous combinons des corps qui sont naturellement doués d’électricités opposées; peut-être est-ce la véritable cause du dégagement de calorique qui accompagne ces combinaisons. On peut expliquer cette production de calorique dans deux suppositions différentes : i° on peut admettre que les deux fluides opposés sont combinés avec du calorique qu’ils laissent dégager en s’unissant ; on peut supposer que le calorique lui-même n’est autre chose que la combinaison saturée des deux fluides électriques opposés. Quoique cette dernière supposition ne soit pas encore démontrée, ce qui exigerait que l’on eût fait voir la disparition du calorique ou le refroidissement des corps quand les fluides électriques se séparent, il est cependant devenu très probable que le calorique et la lumière sont un même corps , qui est lui-même formé de la réunion des deux fluides électriques opposés.
