ACTIONS CHIMIQUES

température a été de S"" à lO"", suivant les substances. Ce résultat ne peut être attribué à une action chimique, car Teau, Talcool et Féther acétique produisent sensiblement le même effet, quand ils sont absorbés par le même corps. Parmi les substances essayées, nous citerons : le charbon; Tamidon; du bois, des écorces, des racines diverses ; des graines réduites en farine ou simplement écrasées; la soie, la laine, Téponge, les cheveux; la baleine, l'ivoire, la corne; les peaux, diverses membranes.

L'action caloriGque s'arrête, dés que le corps est mouillé ou imbibé. On peut Tattribuer à une condensation du liquide prés de la surface solide qu'il mouille; mais il peut se faire aussi qu'une partie de l'effet soit dû au frottement des molécules liquides sur celles du solide, pendant que les premières se meuvent pour prendre leur position d'équilibre.

n. Chaleur dégasée daai les eomblnalieiii ehlmiqves.

1048. Toutes les fois que deux corps se combinent, il y a dégagement de chaleur, à moins que, comme dans les mélanges réfrigérants, il n'y ait de la chaleur qui disparaisse à l'état latent pour produire la liquéfaction de quelquesunes des substances mises en présence. Par exemple, quand on mêle de l'acide sulfurique et de l'eau, ces deux liquides se combinent et deviennent brûlants. De l'eau versée sur la baryte se combine avec elle, et si l'on opère avec précaution, on rend la masse incandescente. Tout le monde sait que l'eau versée sur la chaux vive dégage beaucoup de chaleur; la température s'élève assez pour enflammer de la poudre contenue dans un tube qu'on enfonce dans la masse échauffée. On peut, en versant de l'eau peu à peu, enflammer de menus copeaux ; souvent les chaufourniers procèdent ainsi pour allumer leurs fours. — Si l'on mélange dans une fiole de verre, de la limaille de cuivre et du soufre en poudre, il n'y a pas d'action chimique à la température ordinaire ; mais si Ton fait chauffer le mélange, le soufre fond, et tout à coup la masse devient incandescente par la chaleur qui se dégage pendant que la combinaison s'effectue. Nous citerons enfin toutes les combustions.

1049. cmODSTiOV On nomme combustion la combinaison d'un corps

ou de ses éléments avec l'oxygène, quand cette combinaison est accompagnée d'un dégagement de chaleur allant jusqu'à l'incandescence, c'est-à-dire accompagné de lumière. Pour qu'une combustion se fasse dans l'oxygène ou dans l'air, il faut généralement allumer le corps qui doit brûler; ce qui se fait en portant un de ses points à une haute température. Sous l'influence de cette température, la combinaison commence ; la chaleur qu'elle dégage se communique aux parties voisines, qui peuvent alors se combiner à leur tour avec Toxygène, et ainsi de suite de proche en proche. C'est ainsi que le charbon, le

468 SOURCES DE CRALEUR.

bois, les corps gras des bougies ou des lampes, continuent à brûler quand ob les a allumés.

C'est par la combustion qu'on se procure ordinairement la chaleur, dais rindustrie et dans les usages domestiques. Ce phénomène, qui se rq^rodnit chaque jour dans nos foyers, a été longtemps enveloppé d'une grande obsmrité; il en est peu qui soient restés aussi longtemps inexplicables. Les alchimistes attribuaient la combustion aune substance particulière qu'ils appelaieol le /«/, et qui avait la faculté de dévorer certains corps et de les transformerai sa propre substance. En 4630, Jean Rey, médecin français, découvrit qne b plomb et Tétain augmentent de poids pendant qu'on les calcine, et il eut l'idée heureuse d'attribuer ce résultat à une absorption d'air. Robert Hooke, en 1665, considérait la combustion comme la dissolution des corps par une matière contenue dans l'air, et analogue à celle qui se dégage du salpêtre quand on le calcine; il ne lui manquait, pour compléter son explication, que de connaître celte substance qui n'est autre chose que l'oxygène. Adoptée dix ans plus tard par Mayow, cette théorie, qui louchait de si prés à la vérité, fut ensuite complèl^ ment abandonnée pour le système du p/i/o^ts/tgue, proposé vers 4700, par Bêcher, et développé d'une manière si brillante par son disciple Stahl. Dans ce système, on admettait que les corps combustibles étaient combinés avec une substance particulière nommée phlogistique. La combustion consistait dans b séparation de cette substance, et le corps n'était plus propre à la cx^mbustioe. En se dégageant, le phlogistique était dans un état particulier d'agitation qœ' occasionnait la chaleur et la lumière, qui n'étaient ainsi que des manifestations du phlogistique. Newton ayant fait admettre plus tard que la lumière était nne substance partiruliére, Macquer pensa que le phlogistique n'était autre chose que cette substance fixée dans les corps. La chaleur n'était plus alors qu'une propriété de ja lumière. Celte manière de voir ne pouvait se concilier avec b découverte de la chaleur latente, qui existe aussi dans les corps non combustibles, comme l'eau. Les chimistes supposèrent alors que \e phlogistique n'était autre que Véther (683), et l'augmentation de poids que les corps éprouvent en brûlant s'expliquait en admettant que l'élher avait une pesanteur négative.

Priestley, ayant reconnu que l'air qui a servi à la combustion n'est plu> propre à la produire, admit que le phlogistique, quand il se dégage d'un corp qui brûle, se combine avec l'air ; et Crawfort ajouta que, pendant cette combinaison, la chaleur et la lumière unies à l'air étaient chassées de ce fluide. Kirwan voulut prouver que le phlogistique n'était autre chose que rhydrojr^ne, contenu dans tous les corps combustibles, et s'en dégageant pendant la fombustion pour se combiner avec l'oxygène de l'air. Enfin, Lavoisicr prouva quo la combustion consiste dans la combinaison du corps qui brûle avec l'oxygénc Il montra que, si Ton opère en vase clos, l'oxygène de l'air disparaît, etqu»' le poids du vase ne change pas. Lorsque le vase est rempli d'oxygène pur, fl que le composé formé est solide, il se fait un vide à la place du gaz. C'est ce

qui a lieu quand on brûle du phosphore dans un ballon fermé rempli d'oxygène; si Ton ouvre le ballon sous l'eau, ce liquide se précipite et le remplit entièrement. L'oxygène a donc disparu en se combinant avec le phosphore.

Pour mettre en évidence le rôle de l'oxygène de l'air dans la combustion, on fait souvent les expériences suivantes : on place une bougie allumée, sous une cloche remplie d*air reposant sur le mercure ; au bout de peu d'instants, la flamme pâlit, puis elle s'éteint quand presque tout l'oxygène a été absorbé dans la combustion. Des charbons ardents s'éteignent de même au bout de quelque temps. Si l'on fait le vide sous la cloche, la bougie ou les charbons ardents s'éteignent aussitôt. Quand un corps brûle dans l'atmosphère, l'air se renouvelle autour de ce corps, à cause de l'ascension des produits gazeux de la combustion, ou de l'air échauffé par le contact du corps. Si l'on produit un courant d'air par un tirage, comme dans les cheminées, ou en projetant de ce gaz sur le combustible au moyen d'un soufflet, la combustion, comme chacun le sait, se fait avec beaucoup plus d'activité.

Dans l'oxygène pur, la combustion est beaucoup plus vive que dans l'air, qui contient 0,79 d'azote. Aussi, du charbon, du phosphore, du soufre allumés et portés dans un flacon plein d'oxygène, brûlent-ils avec une vivacité extrême. Une lame d'acier, roulée en hélice pour qu'elle occupe moins de place, et plongée dans l'oxygène, après -qu'on en a fait rougir l'extrémité, brûle avec un grand éclat en lançiint de tous côtés des parcelles d'oxyde de fer. La chaleur dégagée est telle que les gouttes d'oxyde peuvent s'incruster dans le fond du vase de verre, après, avoir traversé une couche d'eau de plusieurs centimètres.

lOSO. De Torlf^lne de la ehalenr dégagée. — Nous ne savons pas au jaste d'où vient la chaleur dégagée dans les combinaisons chimiques. Dans le système des ondulations, on entrevoit seulement que l'agitation des molécules, pendant qu'elles se précipitent les unes vers les autres pour s'associer dans une combinaison, peut imprimer à l'éther le mouvement vibratoire qui constitue la chaleur. Lavoisier attribuait la chaleur dégagée, au passage à l'état sensible de la chaleur latente abandonnée par l'oxygène en se condensant pour foimer une combinaison solide. Mais il y a des combinaisons qui sont gazeuzes; l'explication de Lavoisier n'est donc pas satisfaisante, et c'est là ce qui a d'abord empêché d'adopter ses idées sur la combustion. Ce n*est qu'en 1785, après Tadhésion de Berthollet, suivie bientôt de celle de Fourcroy et de Morveau, que la chimie antiphlogistique commença à prévaloir. Cra>vfort expliquait la chaleur dégagée dans les combinaisons en admettant que la capacité calorifique du composé était plus grande que la moyenne des capacités des substances combinées ; mais on a reconnu que le contraire a souvent lieu, auquel cas il aurait dû se produire du froid.

Nous verrons plus tard que les actions chimiques sont accompagnées d'un dégagement d'électricité, et comme rélectricité est une cause de chaleur, on est porté à penser que c'est à sa présence qu'est due la chaleur produite dans

les actions chimiques. Nous reviendrons sur ce sujet en étudiant les effets des courants électriques.

iOSi. OBLAFLAHHB. — La flamme n*est autre chose qu'un gazdereBi lumineux sous Tinfluence d'une température très élevée, produite le phs souvent par sa combinaison avec Toxygène. Au-delà de Tespace dans lequel a lieu cette combinaison, le gaz n*est plus lumineux, c*est pourquoi la flamme est limitée; elle est mobile comme le gaz lui-même. On voit que tout corps qd brûle avec flamme doit laisser dégager un gaz, sous Finfluence de la dialair qui sert à Fallumer, puis de celle qui se produit pendant la combustion. Par exemple, quand on allume une bougie, la chaleur communiquée à la mèche décompose la matière végétale dont elle est formée, cette décomposition donie lieu à un dégagement de gaz combustible, qui se combine avec Toxygéne de Tair et forme une flamme. La chaleur dégagée dans cette combustion fût fondre le corps gras, qui monte dans la mèche par capillarité. Là, il est décomposé par la chaleur, en donnant naissance à un gaz qui brûle à son toor et produit la chaleur nécessaire pour fondre et décomposer une nouvelle portion du corps gras, et ainsi de suite.

Pour prouver que tous les corps qui brûlent avec flamme produisent des gaz combustibles en se décomposant par la chaleur, on met de Thuile, de h cire, etc., dans une Gole de verre, on la porte sur le feu, le corps gras food, puis il présente une apparence d'ébullition, en dégageant un gaz, qu*on laisse sortir par un tube eflilé, à Textrémité duquel on Tenflamme. On peut aosâ recueillir ce gaz dnns une éprouvette sur l'eau, au -moyen d'un tube de dégagement, et renttararaer ensuite à l'ouverture de l'éprouvelte. Le gaz ainsi produit est un mélange de divers gaz, parmi lesquels domine rhydrogène bi-carboné, ou gaz oléfiant, composé de carbone et d'hydrogène. Le bois, la houille, calcinés dans des vases de fer ou de grès, donnent des résultats analogues à ceux des corps gras.

C'est en décomposant, par l'action du feu, la houille ou diverses substances organiques, que l'on se procure le gaz qui sert à l'éclairage. Après avoir été purifié, il est recueilli dans un vaste gazomètre ( 1, 370), d'où il se rend, par des tuyaux souterrains, aux becs où il doit être enflammé. L'ingénieur français Philippe Lebon, qui a imaginé en 1785 l'éclairage au gaz, l'obtenait par la distillation du bois. Cette invention n'eut pas d'abord de succès, et ce ue fut qu'en 1810, à Londres, que fut réalisé pour la première fois l'éclairage public par le gaz.

Si l'on souffle brusquement la flamme d'une bougie, on disperse le gaz inflammable dans une grande masse d'air, ce qui le refroidit assez pour que la combustion cesse. Cependant la mèche fournit encore du gaz, qui s'élève sous forme d'une petite colonne de fumée. Si l'on vient à allumer la partie supérieure de cette colonne, on voit la flamme se propager en descendant jusqu'à la mèche, qui se rallume. Cette petite expérience, citée par Lucrèce, prouve qu'il se dégage un gaz inflammable de la mèche, tant qu'elle reste très diaude.

«OSie. MèiMices cxpiosife. — Quand un gaz combustible est mélangé a^ec de Toxygéne en proportions convenables, et qu'on approche une bougie allaroée de Fouverture du vase qui contient le mélange, Tinflammation se propage dans toute la masse avec une rapidité extrême, et il se produit une iriolente détonation due à l'expansion des produits gazeux de la combustion, dont la température est extrêmement élevée. On a quelquefois à déplorer de grayes accidents causés par la formation de semblables mélanges dans les lieux renfermés éclairés par le gaz, lorsque les tuyaux présentent quelque fuite. Partout où Tair circule difficilement, comme dans Tespace qui existe au-dessus des plafonds, il peut se former des mélanges dans des proportions convenables pour qu'il y ait explosion. Pour éviter ce danger, les tuyaux qui amènent le gaz aux becs sont laissés à découvert. S'il y a des fuites, le gaz se répand dans la chambre où l'air se renouvelle facilement.

Dans certaines mines de houille, il se dégage un gaz combustible, l'hydrogène proto-carboné, qui, mélangé à l'air en certaines proportions, constitue un mélange explosif, auquel les lampes des mineurs peuvent mettre le teu. L'explosion est ici d'autant plus désastreuse qu'elle se produit sur une plus grande échelle : les mineurs sont brûlés, asphyxiés, et la commotion produit souvent des éboulements. Davy, consulté sur le moyen d'éviter ces accidents, qui se multipliaient en Angleterre d'une manière effrayante, entreprit une série d'expériences à la suite desquelles il trouva le moyen demandé.

4IOS8. Propriétés des toiles nétaiiiques. — Davy remarqua d'abord que l'inflammation d'un mélange formé de 8 parties d'air et i de gaz d'éclairage met plus d'une seconde à se propager à travers un tube de 0«",63 de diamètre, et de 30*^"» de longueur. Dans un tube de 0""^, 36 de diamètre, Finflammation ne se propage plus, pourvu qu'il soit beaucoup plus long que large. Wollaston et Tonnant avaient déjà remarqué que les mélanges explosifs ne détonent pas dans des tubes étroits, et Davy constata que l'effet est bien plus marqué avec les tubes métalliques qu'avec les tubes de verre. A travers des tubes très fins, ou de petits trous pratiqués dans une plaque de métal, Tinflammaiion ne peut se propager, môme quand l'épaisseur est très petite. Enfin, une toile métallique contenant de iOO à 440 mailles par centimètre earré, intercepte complètement la flamme ; si l'on abaisse sur la flamme une semblable toile , on voit qu'elle ne passe pas au-delà. Cependant , du gaz inflammable traverse la toile, car on peut l'allumer au-dessus d'elle, et il continue ensuite à brûler. De la poudre, du fulmi-coton, ne peuvent être enflammés à travers une toile métallique, tant qu'elle n'est pas assez échauff'ée pour les enflammer par son contact. Un brin de paille ou d'herbe sèche ^versant une toile métallique peut être brûlée d'un côté sans que la combustion se propage de l'autre. On fait des lanternes en toile métallique, principalement pour l'usage des habitations rurales, que l'on peut porter allumées, sans aucun danger, dans les endroits où l'on conserve le foin et la paille.

Davy expliquait les résultats qui précèdent par le refroidissement que feraient

SOURCES DE CHALEIR.

éprouver au gaz, les fils de métal bons conducteurs de la chaleur. Mais ceU^ explication est insuflisante ; car lorsque la toile métallique, portée au rouge, m peut refroidir que faiblement le gaz, elle continue à intercepter la flamine. De plus, J. Aldini a montré qu^une toile d'amiante produit les mêmes effets qu'une toile métallique, quoique l'amiante conduise très mal la chaleur.

Lampe de sûreté. — Une fois qu'il eut découvert les propriétés des toiles métalliques, Davy construisit une lampe pouvant être plongée impunéme&t dans un mélange détonant. La llamme de cette lampe est entourée d'un cylindre en verre fermé à ses deux extrémités par des toiles métalliques. Quand on la plonge dans un mélange détonant, l'inllammation se produit en

dedans, mais elle ne peut se propager

au dehors. La fig, 778 représente le

modèle de la lampe de sûreté le plus

répandu. La flamme est ici entièrement entourée d'une toile métallique.

L est le réservoir d'huile; on le

remplit par l'orifice latéral o. Cette

lampe, à laquelle la reconnaissance

des mineurs a donné le nom de

Davyne, éclaire faiblement ; déplus,

un courant d'air un peu vif peut

pousser la flamme au dehors. C'est

pourquoi divers inventeurs ont cherché à la perfectionner. iM. Combes

a imaginé l'appareil représenté

( (îg. 779), dans lequel il a réuni

les divers perfectionnements déjà connus. Au-dessus du réservoir cylindrique qui contient Ihuile, se trouve un anneau ao, soutenu à une certaine dislance du réservoir par quatre ? petites colonnes. Une double toile métallique ce, au centre de laquelle passe la mèche de la lampe, s'appuie sur un rebord intérieur que porte cet anneau. Un dôme oo, percé en son milieu, dirige vers la mèche l'air qui a traversé la toile métallique ce. A l'anneau aa se visse une virole qui soutient un cylindre en verre rr, dont les parois ont près de 1 centimètre d'épaisseur, et dont la partie supérieure est entourée par un anneau soutenu par des tiges de fer /, /. A cet anneau se visse intérieurement une autre virole qui presse le cylindre it et qui porte un chapeau en toile métallique t, par lequel s'échappent les produits de la combustion. Un tubeT produit un tirage, qui retient la flamme dans l'aie de l'appareil. Enfin, la tige à double crochet rr permet d'arranger la mèche sacs (juil soit nécessaire de démonter la lampe; cette tige passe dans un tube qui traverse l'huile du réservoir.

Fig 779

-M 4M»4. Propriétés do platine ineandesceat. — Quand une lampe de

sûr-^tè est plongée dans un mélange détonant, le plus souvent, Texplusion intéirieure éteint la flamme. Le mineur, averti par cet accident, doit s'éloigner aw&^îtôt d'une atmosphère peu rcspirable ; mais il lui est difllcile de se conduire au Knilieu de l'obscurité. Davy a encore trouvé remède à cet inconvénient : il a lécouvert qu'un fil de platine plongé incandescent dans un gaz inflammable mêlé d'air, reste incandescent, en absorbant la chaleur dégagée par la combinaison chimique qui continue à s'efl*ectuer au contact de sa surface. Pour vériFier ce résultat, on fixe un fil de platine roulé en hélice au— cîessous d'un morceau de carton avec lequel on recouvre un "vase plein d'éther, après avoir fait rougir le fil. On le voit re^t.«r incandescent au milieu de la vapeur d'éther mêlée d'air. 0<^ obtient un résultat semblable en fixant le fil de platine à un inoi^ceau de camphre qu'on enflamme pour faire rougir le fil , et C|u'on éteint ensuite. Si l'on allume une lampe à alcool dont la mèche est enveloppée par une spirale en fil de platine, c^V\e-ci reste incandescente après qu'on a éteint la lampe, ce ^î constitue une lampe sans flamme. Le fer, l'argent et l'or proixiisent les m^mes efi*ets que le platine, mais moins si\remenl. Pig. 780. : Après avoir constaté ces faits, Davy disposa dans la flamme

de la lampe de sûreté, une hélice en fil de platine a (fig. 780), qui reste incandescente après que la lampe s'est éteinte, tant qu'elle est plongée dans l'atmosphère inflammable, et répand une lueur qui suflit pour que le mineur puisse se diriger dans les galeries.

1055. Appareli de J. Aiditti. — Aldini a tiré parti des propriétés des toiles métalliques pour former une sorte de vêtement qui permet de traverser impunément les flammes d'un incendie, et môme d'y séjourner pendant quelques instants. Ce vêtement est formé d'une toile métallique qui recouvre toutes les parties du corps, et en est séparée par une étofle épaisse d'amiante ou simplement de laine. Un masque en gaze métallique recouvre le visage. Ce qu'il y a de remarquable, c'est que, au milieu des flammes, on n'est pas sufl'oqué. Pour expliquer ce résultat, on suppose que l'air se refroidit assez, en traversant la toile métallique, pour devenir respirable.

1056. Structure de ia flamme. — Nous avons VU que le pouvoir émissif de la flamme est très petit quand elle ne contient pas de particules solides (757). Il en est de même du pouvoir d'émettre de la lumière : ce ne sont pas les flammes les plus chaudes qui ont le plus d'éclat, mais celles qui contiennent le plus de particules solides. C'est encore à Davy que nous devons les premières notions à cet égard *.

On distingue, dans la flamme d'une bougie, trois couches concentriques. A Textérieur se trouve une couche mince à peine visible nn (fig. 781), d'un

1 Annales de chimie et de physique, f série, 1. 111, p. 129.

jaune pâle vers le haut, et bleuâtre à la partie Inférieure ; on la distingue plos facilement dans la flamme de ralcool , dont l'éclat général est assez faiUe. Après cette couche extérieure vient une couche brillante c. Enfin, dans Tintérieur, autour et au-dessus de Textrémité de la mèche, se trouve un espace obscur, allongé vers le haut, a. Ces différentes parties se distinguent facilement à travers une toile métallique coupant la flamme horizontalement dans a partie moyenne.

La structure de la flamme s'explique facilement : àrextérieur, où l'air abonde, les deux éléments du gaz inflammable, carbone et hydrogène, sont complèteoeBl brûlés en formant de la vapeur d'eau et de l'acide carbonique. Là« la température est la plus élevée ; l'angle d'un éclat de verre peut y fondre. Dans h couche moyenne, il ne pénètre plus que l'oxygène qui n'a pas été employé es traversant la couche extérieure. La petite quantité qui reste est absorbée par l'hydrogène du gaz, et le carbone mis en liberté apparaît sous forme d'une poussière fine rendue incandescente, soit par la chaleur de la coDche extérieure, soit par la combustion qu'elle éproine quand, en s' élevant avec les gaz chauds, elle arrive vers le haut de la flamme, où elle rencontre de l'air. Enfin, dans l'intérieur, il ne parvient pas d'oxygène, il n'y a pas de combustion, et l'espace obscur est rempD de gaz inflammable ou de vapeurs de la substance grasse, qui ne brûlent qu'en arrivant dans la partie supérieure de la flamme, à moins que l'air n*y arrive pas en assez grande quantité ; alors la mèche fume et répand l'odeur particulière aux corps gras en vapeur. La température de ce noyau obscur est nécessairement peu élevée. M. J. Murray a pu y introduire de la poudre, dans une petite cuiller d'ivoire, sans qu'elle s'enflammât. Il a pu même y maintenir de l'argent fulminant, pendant quelques secondes. Il a vu enfln, le phosphore s'y éteindre.

M. Porret ayant placé ♦verticalement dans la flamme un morceau de toile métallique dont le contour en présentait la forme, vit le bord de cette loile devenir incandescent, et reconnut qu'un dépôt assez épais de noir de fumée s'était formé dans la partie correspondante à la couche brillante de la flamme. Il disposa aussi un tube horizontal, de manière que l'une de ses extrémités, recourbée verticalement, plongeât dans l'espace obscur, et trouva dans l'intérieur de ce tube un dépôt de matières grasses provenant des vapeurs non décomposées.

Davy explique, par les principes qui précèdent, le vif éclat des flammes dans lesquelles il se produit une matière solide, comme lorsqu'on brûle du phosphore ou du zinc dans l'oxygène, du potassium dans le chlore. La combustion du pu hydrogène, de l'oxyde de carbone, du soufre, n'engendre qu'une lumière

Fig. 781.

faible, parce que ces corps* ne donnent en brûlant que des produits gazeux. On augmente singulièrement Téclat de cette lumière en projetant dans h flamme certaines poussières, comme de l'oxyde de zinc ou de Famiante en poudre très fine.

«iiS7. lAiiTBS TBKFÉBATUiBS FAI LA cOKBnsTiON — La température produite par la combustion dépend de plusieurs conditions: i» de la nature de la substance qui brûle; 2o de la quantité d'oxygène fournie dans lunité de temps; 3^ de la densité : une même substance produit en brûlant une température fautant plus élevée qu elle est plus dense. C'est ainsi que les charbons, les kois les plus denses donnent une température ^lus élevée que les charbons et les bois légers ; c'est que, avec les premiers, la môme quantité de chaleur est concentrée dans un plus petit espace.

laUveace de U quantité d'oxy^tae. — Plus on fournit d'oxygène au combustible, plus la quantité de chaleur produite dans un temps donné est grande, et, par suite, la température élevée. Dans l'air comprimé, la combustion est bien plus activée qu'à l'air libre (I, 344), et Ton sait combien elle est Tive dans l'oxygène pur.

C'est en lançant de grandes quantités d'air au moyen de machines souillantes très puissantes, qu'on obtient dans les fonderies, la température nécessaire à la rMuction et à la fusion des métaux. Quand l'air insufflé est d'avance porté à une haute température, la combustion se fait avec une activité qui dépasse toutes les prévisions. La chaleur spécifique dçs gaz est, en effet, tellement faible, qae la quantité de chaleur qu'absorbe l'air froid est tout-à-fait insignifiante. D faut donc voir dans ce phénomène la surexcitation de l'action chimique, provenant de pe que les molécules de l'oxygène étant échauffées, elles se combinent plus rapidement et avec plus d'énergie. Pour échauffer l'air, on le fait passer, à sa sortie de la machine soufflante, dans des tuyaux placés dans la cheminée qui reçoit la flamme du fourneau, d'où il se rend à la tuyère.

M. Sainte-Claire Deville est parvenu à obtenir, avec un feu de forge, des températures capables de fondre la silice et de volatiliser le platine *. Il emploie pour cela un charbon très dense formé de ces parcelles de houille incomplètenent brûlée, qui tombent à travers la grille des fourneaux. Ce combustible, en petits fragments, est placé dans un cylindre creux en terre cuite, fermé en dessous par une plaque de fonte percée de trous formant une circonférence de l(h" de diamètre. On fait arriver par ces trous, le vent d'un soufflet de forge. Un creuset en chaux vive est placé au milieu des trous ; en quelques minutes, le platine y fond, et au bout de quelque temps on trouve des parcelles condensées sur le couvercle du creuset, ce qui prouve que le métal s'est volatilisé.

M. Deville a fondu la silice dans un creuset en graphite, au moyen du même appareil.

t Aimalei de chimie et de physique, 3<^ série, t. XLVI, p. 190.

10S8. Chalumeau. — La flamme produit une très haute températnre quand on y dirige un courant d'air, par exemple, avec le chalumeau^ si soutient employé dans la minéralogie, et dans Tindustrie pour souder les métaux précieux. Le chalumeau consiste en un tube bro (fig. 782), dans lequel on souffle avec la bouche par l'extrémité b ; le vent sort en o par une très petite ouverture, r est un réservoir destiné à condenser la vapeur de l'haleine. M. Lua fait ce réservoir en caoutchouc vulcanisé, et dispose une soupape qui s'oppose au retour de l'air vers la bouche. Le caoutchouc s'étend pendant qu'on souffle, et réagit par son élasticité, de manière que la sortie de l'air est continoe, même quand on souffle d'une manière intermittente.

il-'

Fig. 782.

Fig. 783.

Fig. 78 i.

Lampe d*émaliieur. — Dans cct appareil , qui sert à souffler le verre, \f vent d'un soufflet à vent continu ¥ (fig. 783) que l'on fait jouer au moyen d'ooe pédale P, est dirigé par un bec effilé o sur la flamme d'une lampe à huile l Il faut un tâtonnement assez long et une certaine habitude pour disposer b mèche de manière à obtenir un bon dard.

M. Peclet a imaginé une forme de bec qui évite cette difficulté. L'huile arrite d'un flacon de Mariette dans le réservoir rr' (fig, 784) par letuber';!» mèche nn, composée de plusieurs couches concentriques, peut s'élever * volonté au moyen de la crémaillère c et du pignon a. Le vent du soufflet arri^ en 8 et sort par le centre de la mèche nn. 11 entraîne l'air environnant!*^ communication latérale de mouvement, et il en résulte une véritable aspiration qui fait que la flamme se porte vers l'axe de la mèche, où elle reçoit le courant d'air, de manière à former le dard d.

Quand on a à sa disposition un bec de gaz d'éclairage, on obtient facileoeol un beau dard, dont on peut faire varier à volonté les dimensions en ouvrant plus ou moins le robinet de sortie.

Cfcaliuieaa à vapevrs combustibles. — Le plus anciennement connu de ces appareils est Téolipyle à alcool dont on se sert pour courber les tubes et souffler le verre. La fig, 785 représente une des formes de. ce petit appareil. L est une lampe à alcool dont la flamme volatilise d'autre alcool contenu dans le réservoir r. La vapeur passe par le tube t, s'échappe par l'orifice o en entraînant l'air environnant, et chasse la flamme de la lampe L, dont la combustion se trouve ainsi activée. La fig. 693 (p. 343) représente une autre disposition du même appareil.

Le chalumeau à essence de M. de Richemond est très économique et en même temps très commode pour souder les métaux précieux et pour travailler le verre : une lampe à huile met en ébullition de l'essence de térébenthine contenue dans une petite chaudière en cuivre fermée à sa partie supérieure. Un courant d'air passe à travers la vapeur et l'entraîne dans un tube à l'oriûce duquel on l'enflamme. Un autre courant d'air arrive par un tube concentrique au premier, et se mêle à la vapeur d'essence, dont la combustion est ainsi très vive. Les deux courants d'air proviennent d'un soufflet que Ton fait mouvoir au moyen d'une pédale. M. Sainte-Claire Deville a imaginé de son côté pig. 785.

sous le nom de lampe- forge, un appareil à essence

qui permet d'expérimenter dans un creuset sur une dixaine de centimètres cubes de substance ^

Chalumeau & oxygène et hydrogène. — La température la plus élevée que l'on puisse obtenir par la combustion est celle que fournit un mélange de I volume d'oxygène et de 2 d'hydrogène. Dans le chalumeau de Hare, les deux gaz sont rassemblés dans deux gazomètres, ou dans deux sacs en caoutchouc séparés, et sont chassés par des tubes distincts dans un seul et même tube, d*où ils s'échappent par un très petit orifice après s'être mélangés. Des robinets sont disposés de manière qu'il arrive deux fois plus d'hydrogène que d*oxygéne.

Dans le chalumeau de Newmann, ou de Rrook qui en a eu le premier l'idée, les deux gaz sont comprimés dans un même récipient au moyen d'une pompe foulante. Quand on ouvre un robinet, ils traversent un tube dans lequel il y a un grand nombre de rondelles de toile métallique, d'où le mélange se rend à l'orifice où on l'enflamme. Les toiles métalliques empêchent l'inflammation de se propager à l'intérieur du récipient, ce qui produirait une explosion terrible.

« Annales de chimie et de physique, 3« série, t. XLVI, p. <S4.

Avec le chalumeau à oxygène et hydrogène, on fond des substances eicessivement réfractaires ; Tor, l'argent, le platine entrent en ébullition; la silice, Talumine, une foule de pierres précieuses, la chaux même peuvent être fondues.

La flamme si chaude du chalumeau à oxygène et hydrogène est i peine visible en plein jour, parce qu'elle ne contient pas de substance solide. Si Im y introduit la pointe d'un morceau de craie qui en prend la température, il se produit une lumière tellement vive que l'œil ne peut en supporter l'éclat. C'ert ce qu'on nomme la lumière Drummond.

Chainmean aérhydriqne. — La flamme de ce chalumcau est produite par un mélange d'hydrogèn^ et d'air. L'air est fourni par un soufiDet à veat continu, et l'hydrogène, par un appareil disposé comme celui du briquet i gaz hydrogène (I, 384). Les deux gaz sont conduits par des tubes en caoutchouc, à un bec, dans lequel ils se mélangent avant de sortir par l'orifice où on les enflamme. 11 résulte de cette disposition que l'on peut apporter ce dard enflamnié sur un point du corps que Ton veut échaufler. C'est un véritable outil de fa avec lequel on peut souder des lames de plomb en en fondant les bords, et sus matière intermédiaire. Cet instrument précieux, dû à M. de Richemond, real des services éminents dans l'industrie.

m. Hesnre de la olialenr dégagée dans les aeUonf eblralqnet.

iOSO. L'étude des quantités de chaleur qui se dégagent dans les actions chimiques forme une des parties les plus importantes de la calorimétrie, tant sous le rapport des nombreuses questions théoriques qui se rattachent au sujet, que sous celui du parti que l'industrie peut tirer de cette connaissance pour apprécier la valeur des différents combustibles.

L'attention des physiciens s'est d'abord portée exclusivement sur la combustion. On nomme pouvoir calorifique d'un combustible le nombre de calories çw se dégagent quand on brûle r unité de poids de ce combustible.

Les premières recherches sur la chaleur dégagée dans la combustion ont été faites vers 1780, par Lavoisier et Laplace, en brûlant dans leur calorimètre, un poids connu de la substance, au moyen d'un courant d'air porté à 0° par son passage à travers un tuyau entouré de glace. Les produits gazeui delà combustion étaient aussi ramenés à 0° par leur passage à travers de la glace fondante, et l'eau de fusion était ajoutée à celle qui s'échappait do calorimètre. Ce procédé, employé plus tard par.Rumfort, comporte beaucoup d'incertitudes ; aussi, les nombres trouvés diffèrent-ils notablement de ceui qui ont été obtenus depuis.

Calorimètre de Ramrort. — Rumfort, en 1814, a fait des expériences au moyen d'un calorimètre particulier représenté (/î^. 786). C'est une caisse en

MESURE DE LA CHALEUR DE COMBUSTION

cuivre C, contenant un poids connu d*eau, dans laquelle circule un serpentin horizontal S très aplati, dont on voit une projection horizontale, en s (fig, 787). Le serpentin sort de la caisse en 0, o (fig. 786 et 787), et se termine en A, a par un entonnoir au-dessous duquel on brûle les matières en expérience. Les px^duits gazeux de la combustion circulent lentement dans le serpentin horilODtal, et déposent sur sa surface intérieure, qui est très grande par rapport à aa section, presque tout Texcés de chaleur qu'ils contiennent. On conclut de réchauffement du calorimètre produit par la combustion d'un poids connu de matière, la quantité de chaleur fournie par le combustible.

La température était donnée par un thermomètre t (fig. 786), dont le réserfoir occupait presque toute la profondeur de Teau. Pour éviter Terreur provenant de la perte de chaleur par Textérieur, Rumfort appliquait sa méthode de compensation (887); et pour recueillir l'excès de chaleur que les gaz pouvaient emporter à leur sortie du serpentin, il leur faisait traverser le serpentin d'un second calorimètre semblable au premier. Des précautions minutieuses étaient prises pour que

la combustion fût complète : les bois étaient

Fig. 786. débités en minces rubans au moyen de la varlope;

les liquides étaient mis dans une lampe, et la

perte de poids après l'expérience représentait le poids du liquide brûlé.

La principale cause d'erreur, dans ces expériences, provient de la chaleur

rayonnée par le combustible, et qui n'entre pas dans le serpentin. Les solides,

qui rayonnent beaucoup plus que les flammes, ne pouvaient donc donner de

résultats satisfaisants ; aussi Rumfort a-t-il été forcé de renoncer à mesurer la

chaleur produite par le charbon.

Hassenfratz et Clément Desormes ont ajouté beaucoup de résultats à ceux que Ton connaissait déjà; ils opéraient soit au moyen du calorimètre de Rumfort, soit au moyen de celui de Lavoisier et Laplace.

4O60. Loi de i^Veiter. — J. J. Welter, en 1822*, en comparant les résultats obtenus par divers expérimentateurs, remarqua qu'ils tendaient à satisfaire à la loi suivante : les corps, en brûlant avec la même quantité (toxygènCy dégagent des quantités de chaleur égales entre elles ou multiples les unes des autres. Les expériences qui ont été faites depuis n'ont pas conûrmé cette loi. Par exemple, il résulte des recherches de Dulong (1062), que les quantités de chaleur dégagées par la combustion de poids égaux de carbone et

Fig. 787.

i Annaki de chimie et de physiqw, 2* série, t. XIX ^ p. 425.

d'hydrogène , sont entre elles à peu près comme i : 5, tandis que les quantités d'oxygène absorbées sont entre elles comme i : 3.

iOBi. E!Kpériences de M. Despretz. — M. DespretZ, à roccasion d*QO

grand travail sur la chaleur animale, couronné en 4 823 par rAcadémie des sciences de Paris, a mesuré avec beaucoup de soin le pouvoir calorifique du carbone et de l'hydrogène *. Il s'est servi d'un calorimètre analogue à celui de Rumfort, mais notablement perfectionné. La principale modification consistait en ce que le combustible brûlait dans une caisse entièrement plongée dans l'eau du calorimètre, de manière qu'aucune portion de la chaleur produite ne pouvait être perdue. De l'air ou du gaz oxygène desséchés étaient amenés d« gazomètres à mercure dans cette caisse ; les produits de la combustion eo sortaient par un tube contourné en serpentin qui l'enveloppait de toute part. La température du gaz, à son entrée et à sa sortie, était donnée par deux thermomètres très sensibles. Quatre agitateurs rendaient uniforme la température de l'eau du calorimètre, et la perte de chaleur extérieure était calculée, au moyen de la loi.de Newton (887). Le carbone était préparé par la décomposition du sucre pur dans un creuset soumis à un feu de forge. On doit regretter de ne pas trouver dans l'exposé du travail de M. Despretz tous les détails qu'il serait si utile de connaître pour bien apprécier ces expériences remarquables, qui ont fait époque dans l'histoire de la calorimétrie.

Dans un second travail, M. Despretz a mesuré le pouvoir calorifique du carbone, de l'hydrogène, du phosphore et de plusieurs métaux. Il a trouvé que, en absorbant un gramme d' oxygène , Y hydrogène dégage 2578 calories, le chartm 2967, le fer 5325. Le phosphore, le zinc et Vélain ont donné à peu près le même résultat que le fer.

M. Despretz a conclu de son travail que la quantité de chaleur dégagée par un corps est constante, quelle que soit la pression de l'oxygène dans lequel il brûle, quand le volume du gaz produit par la combustion est le même que celui de l'oxygène. C'est ce qui a lieu quand le charbon brûle, l'acide carbonique formé ayant le même volume que l'oxygène employé. Ce résultat n'a é\t constaté que sur le carbone ; mais M. Despretz regarde comme'probablc qu'il serait le même avec le soufre et tous les corps avec lesquels le volume de l'oxygène reste le même après la combustion. II pense aussi que, dans les ras où l'oxygène passe à l'état solide en se combinant, comme dans la combustion du phosphore et des métaux, la quantité de chaleur dégagée doit être d'autanl plus faible que la pression de l'oxygène est plus grande: la différence tiendrait à ce que l'oxygène pour se solidifier dans le composé formé, doit abandonner de la chaleur en quantité d'autant plus grande qu'il se condense davantage, c'est-A-dire qu'il est employé h une plus faible pression.

Nous avons rassemblé dans le tableau suivant les résultats trouvés par divers physiciens :

» Annakt de chimie et de physique, 2« série, t. XXVI, p. 344; el XXXVI!, p. «80.

MESURE DE LA CHALEUR DE COMBUSTION

SUBSTANCES

CALORIES dégagées par 4 gr.