ORIGINE DE LA CHALEUR ET THEORIE DES PHENOMENES CALORIFIQUES

qui devient ainsi libre ne dépend que de Tétat initial et de l'état final des corps mis en présence : elle est indépendante de leurs états intermédiaires, car à un changement déterminé dans les distances des molécules correspond une variation également déterminée des forces vives. La loi de la constance de la chaleur de combustion répond donc complètement à cette loi de la mécanique, en vertu de laquelle un corps qui tombe d'une certaine hauteur possède la même vitesse et, par suite, la même force vive, lorsqu'il est arrivé au bas de sa course, quel que soit le chemin qu'il ait suivi, qu'il soit tombé en chute libre, suivant la verticale, ou qu'il ait roulé sur un plan incliné, ou qu'il ait décrit toute autre trajectoire (cf. § 54).

tB^. Relation entre la chaleur et les divers états de la matière. — La théone des phénomènes calorifiques noos a conduit à concevoir les divers états de la matière d'une manière qui complète les notions générales exposées dans le livre l" (cf. § 15). A cet endroit de Touvrage, nous avons fait dépendre les divers états de la matière des distances mutuelles des molécules matérielles; actuellement nous les considérons comme le résultat des mouvements propres à ces molécules. Ces deux points de vue ne 8*excluent pas Ton l'autre. En eflfet, tout ce que nous avons dit au § 15, relativement aux distances moyennes des molécules est exact, mais la théorie mécanique de la chaleur nous apprend, en outre, que le mode de mouvement des molécules dépend nécessairement de leurs distances mutuelles.

Les propriétés fondamentales de la matière sous ses différents états ont été étudiées avec détail dans les chapitres I, V et XI du livre II; Texplication que nous en avons alors donnée se trouve maintenant complétée par les notions que nous venons de développer, et qui montrent les atomes de la matière ne produisant de la force que lorsqu'ils sont en mouve* ment. Cette conception, déjà contenue en germe dans le principe des vitesses virtuelles (cf. § 21), semble devoir faire subira la physique théorique des modifications profondes.

MS. Chalev animale. — La transformation des forces chimiques eu chaleur et de la chaleur en travail mécanique est le moyen le plus puissant auquel ait recours l'industrie pour produire de la force motrice. A la physique technique il appartient d'étudier la construction des machines artificielles qui réalisent cette transformation de forces. Quant à la physique physiologique, eUe applique à l'organisme animal les principes de la théorie de la chaleur.

Origine de la chaleur animale. — Tous les animaux produisent de la chaleur; la preuve en est que généralement les animaux, et en particulier leurs organes internes, possèdent une température supérieure à celle du milieu ambiant. Depuis Lavoisier, on s'accorde à regarder la production de la chaleur animale comme le résultat d*une combustion. Mais jusque dans ces derniers temps, on avait l'habitude de se représenter d'une manière bien plus simple que ne le permet l'état actuel de nos connaissances en thermodynamique, le rapport qui existe entro les combustions lentes accomplies au sein de l'organisme et la quantité de chaleur produite. On pensait, par exemple, que tous les phénomènes de combustion qui s'effectuent dans ranimai vivant servaient à fournir de la chaleur ; on admettait, en outre, que les éléments oxydables de l'organisme et des matières alimentaires, notamment le carbone et l'hydrogène, dégageaient, en brûlant, autant de clialeur quand ils faisaient partie d'une combinaison que lorsqu'ils se trouvaient à l'état de liberté. On en était ainsi arrivé à se figurer la production de la chaleur animale, comme consistant en une sorte de chauffage naturel,

qui, au point de vue des résultats, aurait pu être remplacé par la coittbus- Uon directe dé quantités de carbone et d'hydrogène égales à celles qoa contiennent les produits d'oxydation des sécrétions. C'étaient là de parei hypothèses contraires. à la réalité des choses; nous avons vu, en eSet, § 383, que la chaleur, dégagée par la combustion d'un composé est pltu petite que la somme des chaleurs de combustion de ses élémepts, de tonte la quantité mise en liberté pendant la formation de ce composé. L'hypothèse d'après laquelle la. totalité des phénomènes de combustion qui ont lieu dans l'organisme animal serait employée à produire de la chaleur, n'est pas non plus soutenable en présence du principe de la transformation des forces.

Les phénomènes chimiques dont le corps des animaux est le siège, consistent principalement dans l'oxydation des matières albuminoîdes, des sobstances hydro-carbonées et des graisses, tous corps riches en carbone et es hydrogène, et, par contre, pauvres en oxygène. Les produits ultimes de la transformation de ces composés très complexes sont, d'une part, Yacidi carbonique et Veau, derniers termes de l'oxydation, d'autre part, Yttmmoniaquej composé d'azote et d'hydrogène [ou plutôt Yurée, qui se transforme aisément en carbonate d*ammoniaque]. toutes les fois que Tanimal accomplit un travail, qu'il s'agisse de produire plus de chaleur, ou de mettre en jeu la contractibilité musculaire, il y a augmentation de la quantité d'oxj- ^ène employé à la combustion et exhalation plus abondante d'acide caitenique et d'eau, tandis que la quantité d'azote éliminé reste la même ou oe varie que peu. Sous le rapport du processus chimique, la machine animale o£fre donc une certaine ressemblance avec la machine à vapeur ; dans ks deux cas il y a combustion. Tandis que le carbone et l'hydrogène qai alimentent la machine à vapeur lui sont présentés sous la forma brute de bois ou de houille, l'animal tire son combustible des produits variés qn composent sa nourriture, et que lui fournissent le règne végétal et le règne animal. Dans l'une des machines comme dans l'autre, l'acide carbonique H Tenu sont les produits ultimes de la combustion des éléments carboôés et hydrogénés ; mais l'organisme animal, sans doute en raison de la natari particulière des combustions dont il est le siège, donne un troisième prodait de décomposition, l'urée.

' Dans la machine à vapeur le combustible s'unit directement à ToxygeM et brûle rapidement ; dans le corps des animaux, la combustion est lente. et l'oxydation des matériaux s'y opère d'une manière un peu différente. Les éléments qui entrent dans la composition des tissus de l'oi^nisme et d«s matières alimentaires ne sont pas aptes à subir une combustion vive fC directe; ils ne s'unissent à l'oxygène que lentement et par degrés 8ucoe8SÎ&. sous l'influence d'une excitation spéciale agissant d'une manière oontinee pour entretenir la combustion. Le processus chimique qui s'accomplit daaf l'organisme animal est semblable à celui de la fermentation et de la putréfaction, où nous voyons une matière albuminolde complexe, douée de vîeoe dépoun'ue d'organisation, le ferment, déterminer la décomposition lente it successive d'autres substances appropriées à ce genre de métamorphose. * L'origine de la chaleur animale a été l'objet d'un grand nombre de tnvanx. Despretz et Dulong, chacun de leur côté, ont institué dans ce but une série herches, les plus complètes que la science ait faites jusqu'à œ joar. A