POUVOIR ËIISSIF. POUVOIR ABSORBANT

(T = lOQo) (T = lOOo) (T = 400O)-

Noir de fumëe 100 100 100

Blanc de cëruse 100 100 89

Colle de poisson 91 91 64

Encre de Cbine 85 85 87

Gomme laque 72 72 70

Bnrfâces mëtalliqucs 12 13 13

Poar dëtermincr le pouvoir ëmissif, on chauffait le» subHtanccs k la température de dû; dans la mesure du pouvoir absorbant, on se servait comme source de chaleur d^une iqoe de cuivre chauffëc à 100°. Les nombres inscrits dans la troisième colonne se raprtent au cas où la plaque do cuivre ëtait portëe à la tempërature de 400°; do là des angements dans le pouvoir absorbant, et par consëquent aussi dans le pouvoir ëmis- . Par suite de Tëgalitë des pouvoirs absorbant et ëmissif, il suffît de dëtermincr Tun Tantre de ces coefficients.

276. COMMUNICATION DE LA CHALEUR PAR CONDUCTIBILITÉ. — Tandis que la chair rayonnante se propage, comme la lumière, avec une viUfSse à peine merable, tant elle est grande, la transmission de la chaleur par conductibilité

s'effectue si lentement qu'on peut aisément en suivre la marche dans Tint^rieur des corps. On constate , en outre, que la vitesse avec laquelle la chaleur se communique ainsi de molécule à molécule, varie considérablement suivant la nature des corps. Si, par exemple, nous chauffons «ne barre métallique par l'une de ses extrémités, une élévation notable de température ne tarde pas à se faire sentir à l'autre extrémité; au contraire, une baguette de verre ou de bois s'échauffe beaucoup moins et bien plus lentement dans les parties qui ne sont pas en contact direct avec le foyer de chaleur.

La propagation de la chaleur par conductibilité s'explique à l'aide du principe du rayonnement particulaire. Tout corps, en tant qu'il conduit la chaleur, doit être considéré comme étant entièrement athermane ; la molécule directement en contact avec la source calorifique absorbe de la chaleur, s'échaofie, et sitôt qu'elle possède une température un peu supérieure à celle des partie» environnantes, elle rayonne de la chaleur dans tous les sens; la molécule voisine absorbe une portion de ces rayons calorifiques, s'échauffe à son tour, et ainsi de suite, de proche en proche. Nous pouvons donc envisager la conduction de la chaleur dans un corps comme le résultat d'une succession de phénojmènes d'absorption et d'émission. Cette théorie est applicable à toutes les substances, qu'elles soient diathermanes ou non, car un corps ne peut conduire que la chaleur qu'il absorbe et non les rayons calorifiques auxquels il laisse le passage libre; le sel gemme, par exemple, qui possède une diathermanéité parfaite , n'est pour ainsi dire pas capable de propager la chaleur par conductibilité.

276'. Coefficient de conductibilité intérieure. — Considérons un corps ayant la forme d'un mur indéfmi, et supposons-le par la pensée divisé perpendiculairement à son épaisseur en tranches parallèles et très-minces : \ient-0D i chauffer la première tranche , la chaleur se transmettra à la tranche suivante d'autant plus rapidement que la différence de température sera plus grande; la deuxième tranche échauffera de même la troisième, et ainsi de suite jusqu'à la dernière, que nous supposons entretenue à une température constante par un moyen quelconque. Au bout d'un certain temps plus ou moins long, une trandie quelconque recevra autant de chaleur de la précédente qu'elle en communiquera à la suivante. La température sera alors stalionnaire; par suite, la quantité de chaleur qui traverse chacune des tranches dans un temps donné ,^»n la môme pour toutes et dépendra d'un certain coefQcient qui est constant pour chaque corps, et qui mesure la conductibilité de ce corps pour la chaleur. On appelle précisément coefficient de conductibilité intérieure y la quantité de chaleur qui passe dans l'unité de temps par l'unité de surface à travers u»p tranche d'épaisseur égale à l'unité , et dont les deux faces présentent une diff^ rence de température de 1«.

277. Conductibilité extérieure. PouYoirs conducteurs des corps. — La conductibilité intérieure d'un corps ne peut être déterminée directement, car, inil<^pendamment des phénomènes d'émission et d'absorption intermoléculairv«. le corps rayonne de la chaleur au dehors. C'est pour cette raison que. 5i ou chauffe l'extrémité d'un corps de forme prismatique, une tranche éloignée Je la

oùrce calorifique s'échauffe plus lentement que ne l'exigerait la conductibilité Dtérieure de la substance considérée ; elle*prend une température stationnaire, i partir du moment où elle cède, dans Tunité de temps, au milieu environnant et i ja tranche suivante autant de chaleur qu'elle en reçoit de la tranche précédente. La température à laquelle parvient un' corps dépend donc, non-seulement de Ht conductibilité intérieure, mais aussi de sa conductibilité extérieure.

Par analogie avec la définition du coefficient de conductibilité intérieure, on lonime coefficient de conductibilité extérieure, la quantité de chaleur perdue )ar Funité de surface dans Tunité de temps, quand Texcës de température du x>rps sur celle du milieu ambiant est de l^'. La déperdition de la chaleur par xmductibilité extérieure est un phénomène complexe, car elle dépend en partie hi pouvoir émissif du corps, en partie du pouvoir absorbant du milieu environnant. Abandonne4-on le corps au refroidissement dans le vide, on n'a à tenir ^rnpie que de son pouvoir émissif ; mais , si le corps se refroidit dans l'air, il Siut avoir égard en même temps à la chaleur absorbée par ce milieu gazeux. Et alors même que le milieu ambiant ne change pas , des corps différents prennent des températures qui dépendent toujours de leurs pouvoirs émissifs, et qui, par conséquent, ne font pas connaître leurs conductibilités intérieures. Toutefois on peut donner à tous les corps le même pouvoir émissif, en les recouvrant d'une mince couche de la même substance (vernis ou argent). Dans ces conditions, et toutes choses égales d'ailleurs, des corps de même section, de même périmètre, mais de longueurs différentes, perdent, par conductibilité extérieure, dans le même temps des quantités de chaleur proportionnelles à leurs longueurs. Considérons deux barres de même section et de même périmètre, mais dont l'une soit deux fois plus longue que l'autre , et supposons que les substances qui les composent aient des pouvoirs conducteurs tels que, les deux barres étant exposées par une de leurs extrémités à la même source de chaleur, les autres extrémités prennent des températures finales identiques. Cha- <iue section de la barre la plus longue perdra par conductibilité extérieure deux feis plus de chaleur que la section correspondante de l'autre ; donc elle devra iMvoir deux fois plus de chaleur, et comme elle est à une distance double de h source calorifique, il en résulte que la première barre a un coefficient de c<M)ductibilité intérieure ou pouvoir conducteur quadruple de celui de la secwrile. En généralisant cet exemple particulier, nous voyons que les corps de 'w^mes dimensions ont des pouvoirs conducteurs qui sont entre eux comme les carrés des distances à la source, des tranches qui ont même température,

C*ett en B^appnyant sur cette loi qu'on a pu comparer outre ellen les condnctibilifi^s ^diffërents soUdcs. En reprësontant par 1000 la conductibilité de Targent, on obtient P<^ les poaYoirs conducteurs de divers soUdcs les nombres suivants :

Platine 84

Charbon de bois 71

MaiUechort 63

Marbre 23

Bismuth 18

Porcelaine 12 '

Brique 11,4

Corne de vache 9

Cuivre. . . .

Or

Laiton

Zinc

Étain ....

Fer

Plomb. . . .

M. de Sdnannont a ëtudlë la condactibilitë de la chaleur dans les cristaux, en les fac'oonant en plaques minces dont il enduisait la surface d^une lëgëre couche de cire; au centre de la plaque ëtaît pratiqua un petit trou dans lequel on engageait un fil mëtalliqn^ chauffe à Tune do ses extrëmitës. La cire fondait à partir de ce point central jusqu'à mie distance en rapport avec la conductibilité du cristaL M. do Stfnarmont a trouvé que diM les cristaux du système régulier la chaleur se propage également vite dus tous lei sens. Dans les cristaux à un axe le pouvoir conducteur est plus grand suivant Taxe qw dans toute autre direction. Si donc, comme on Ta fait pour la propagation de la lunièR, on construisait de la même manière la surface de propagation de la chaleur dans les cristaux, on obtiendrait dans le premier cas une sphère, dans le second un ellipsoïde de révolution. Les cristaux à deux axes donneraient un ellipsoïde à trois axes inégaux.

M. Knoblauch a employé la même méthode pour étudier la conductibilité du bob, d il a confirmé les résultats antérieurs de MM. De la Rive et De Candolle qui ont moBbv que le bois conduit mieux la chaleur dans le sens des fibres que dans le sens perpeadi* culaire.

277*. Conductibilité des liquides et des gaz. — Dans les liquides et les gaz, la chaleur se propage en majeure partie par les mouvements qu'elle imprime aux molécules de ces corps. Le foyer de chaleur étant ordinairement à la partie inférieure, les couches échauffées s'élèvent, tandis que les couches plus froides riennent prendre la place des premières , s'échauffent à leur tour et ainsi de suite. La chaleur est donc transportée d'un point à l'autre avec les molécule» fluides. Pour éviter ces mouvements et pour apprécier Tinfluence seule deli conductibilité , il faut renfermer les liquides ou les gaz dans un vase que Ton chauffe par la partie supérieure. C'est de cette manière que Despretz a trwn^ le pouvoir conducteur de l'eau environ 95 fois plus petit que celui du cuivre, ce qui, rapporté à l'argent, donne le nombre 7,75. De tous les liquides, c'est le mercure qui conduit le mieux la chaleur. D'après les recherches de M. Mignus, les gaz, à l'exception de l'hydrogène , sont encore plus mauvais conducteurs de la chaleur.

[277>>. Applications médicales de la conductibilité des corps pour la chalev. - Parmi les corps solides qui conduisent mal la chaleur , il conrient de citer substances de nature organique, telles que la laine, les plumes, le duvet etc.* en général, toutes les matières à structure spongieuse, surtout quand elles présentent sous forme de filaments réunis en une masse qui emprisonne ^ l'air dans ses insterslices. C'est la non-conductibilité des tissus de laine pour" la chaleur qui les rend si éminemment propres à ser\îr de vêtements ; il? empêchent la chaleur du corps humain de se dissiper au-dehors.

Rumford a étudié la conductibilité des substances employées dans les'v^ ments ; de toutes les substances examinées, le poil de liè^TC est celle qui cooduit le moins la chaleur ; viennent ensuite l'édredon , la soie, la laine, le coton et le chanvre.

La conductibilité du fer joue aussi un rôle dans l'emploi de ce métal chaulïf au rouge pour déterminer la cautérisation des tissus; la cautère transmet « chaleur aux parties qu'il touche. L'effet produit dépend de la masse du cautère. de sa chaleur spécifique et du pouvoir conducteur du métal dont il est fonnê. de la température qu'il possède au moment de son application , enfin des propriMés Ihermiques des tissus soumis à son action.]

278. Lois du refroidissement des corps. •— Tout corps que Ton porte dans une mceinte dont la température est inférieure à la sienne, se refroidit graduellenent jusqu^à ce qu'il ait la même température que le milieu environnant. On ippelle vitesse de refroidissement d'un corps l'abêtissement de température lendant l'unité de tenips. La vitesse du refroidissement est proportionnelle i l'excès de la température du corps sur celle de Venceinte, à condition que set excès ne dépasse pas 20o (loi de Newton). Si donc la température de l'enidnte est maintenue constante, la vitesse de refroidissement se ralentit d'autant dus que l'excès de température diminue davantage.

Le refroidissement des corps dans l'air ou dans tout autre milieu s'opère sous 'influence de deux causes qui agissent simultanément : il y a déperdition de dialeur à la fois par rayonnement et par conductibilité. On peut isoler la prenière de ces causes en plaçant dans le vide le corps qui se refroidit ; si le re- Toidissement a lieu dans l'air, à la perte par rayonnement vient s'ajouter la perte due au contact du gaz. Aussi les corps se refroidissent-ils beaucoup plus rapidement dans l'air que dans le vide.

Toutes choses égales d'ailleurs, la vitesse du refroidissement dépend de la grandeur de la surface du corps et de sa chaleur spécifique. Si l'on considère des corps géométriquement semblables , leur surface est d'autant plus grande par rapport à leur masse que cette dernière est plus petite ; dans ces condi- &>n8, la vitesse du refroidissement varie en raison inverse du produit du poids du corps par sa chaleur spécifique.

Comparons dès lors deux corps de même forme et de même surface, et dont k température dépasse du même nombre de degrés celle du milieu ambiant : la iritesse de déperdition de la chaleur par voie de rayonnement sera proportionnelle au pouvoir émissif des corps ; la vitesse de déperdition par voie de conluetibilité sera proportionnelle au pouvoir émissif du corps et au pouvoir aborhant du milieu environnant, car nous avons wx que la conduction de la ^^aleur consiste dans une succession de phénomènes d'émission et d'absorption ^Wrmoléculaires. Si le refroidissement a lieu dans l'air , le milieu ambiant 5»te toujours le même, et on peut, dans ce cas, admettre que la quantité de 'uUeur cédée à l'air par voie de conductibilité dépend directement du pouvoir ■ïiissif du corps. La vitesse V du refroidissement est alors donnée par la formule:

^ est une constanfe, P désigne le poids du corps, E son pouvoir émissif, et C ^ chaleur spécifique.

Le second membre de cette équation se compose, d'après ce qui a été dit plus haut, «e deux termes. Si nous appelons, en efifet, v la vitesse de refroidissement due au rayon- Iciaeiit aeul, et v' la vitesse due au contact de Tair, nous avons évidemment: V = v -f-

^ arec v = K -Sp et v' = K' pp, K et K' représentant deux constantes différentes.

La loi de Newton, qui dit que la vitesse du refroidissement est proportionnelle à Tezs^t de température, n'est plus exacte quand la différence entre la température du corps

et celle du milieu ambiant est trop considérable. D'après les recherches de Dnlong et Petit, la vitesse du refroidissement augmente plos rapidement que la différence des températures : les valeurs de V croissent enprogressûm géométrique quand la teMtpérotwre de Taceinte augmente en progression arithmétique, si la différence des températures reste amstsKU.

Les lois du refroidissement sont directement applicables au corps de rhomme, qui, par ses sources actives de chaleur , se maintient toujours à une température plus élevée que celle du milieu ambiant, et la différence de température est assez petite pour qu'on puisse faire usage de la loi de Newton. Le corps humain répare à chaque instant les pertes de chaleur qu'il éprouve par le refiroidissement, de telle sorte qu'il y a, en général , égalité entre la perte et le gain, et par suite constance de température. En conséquence , pour connaître la distribution de la chaleur dans l'organisme hmnain , il faut prendre en considénh tion« non-seulement le pouvoir conducteur et le pouvoir émissif des tissas, mais encore la production de la chaleur. C'est pour cette raison que nous renvoyons l'étude du refroidissement du corps humain au chapitre suivant, dans lequel nous traiterons de la chaleur animale dans son ensemble.