REFROIDISSEMENT DANS LES GAZ

roi. Loi i^énéraie do refkroidissemeiit. — La vitesse totale de refroidissement U d*un corps dans un gaz, s'obtient en réunissant la vitesse due au rayonnement, exprimée par la formule V = ma^ (a' — 1), à celle qui est dae au gaz, donnée par Texpression np^t^ ; on aura donc

U = ma^ (a^ — i) + npn^ ,

formule dans laquelle a est toujours égal à 1,0077 ; c est le même pour tous les corps, mais change d*un gaz à l'autre ; h est constant pour tous les gaz et égal à 1,233; m et n augmentent l'un et l'autre avec l'étendue de la surface (|Di se refroidit, m variant seul avec la nature de cette surface, et n dépendant delà nature du gaz. Il est facile de concevoir maintenant pourquoi la loi des vitesses de refroidissement dans l'air change avec la nature de la surface (783), car w varie avec la surface, tandis quen n'en dépend pas. La formule générale (pe nous venons de poser a été vérifiée par Dulong et Petit, et depuis par plusieurs physiciens, au moyen de nombreuses expériences. On voit combien eette formule est compliquée, et ce n'est qu'en séparant les effets dus au rayonnement et au contact du gaz qu'on pouvait espérer de la découvrir.

tft. Remarque. — Les lois de Dulong et Petit ne doivent être considérées |M comme des lois empyrlques, vraies dans les circonstances où ils ont opéré, ■» devant recevoir quelques modifications quand on opère dans d'autres condibns. Remarquons d'abord qu'il est difficile d'admettre que la forme du corps (lise refroidit n'a en général aucune influence sur la quantité de chaleur que W enlève un gaz. En effet, c'est principalement par des courants provoqués par h dilatation des portions qui enveloppent le corps, que le gaz lui enlève sa dialeur. Or, on conçoit que, si le corps était allongé dans le sens vertical, l'air foi le toucherait ne lui enlèverait pas autant de chaleur que s'il était disposé korizontalement; car, en s' élevant, il le préserverait du contact de l'air froid. Aussi, un thermomètre à long réservoir se refroidit-il plus vite quand il est horizontal que lorsqu'il est vertical. Nous allons voir aussi que la nature de la Surface, la forme et même les dimensions de l'enceinte ont une influence marquée ^la vitesse de refroidissement.

A l'époque des expériences de Dulong et Petit on ne connaissait pas lathermochrôse. Or, si le corps qui se refroidit était à une température très élevée, 'frayons qu'il émettrait seraient d'une autre nature que ceux que lui renver- •^ l'enceinte qui est beaucoup plus froide, et les échanges de chaleur ne se feraient pas de la même manière que lorsque le corps est au-dessous de 160°. Les lois ne peuvent donc pas être aussi générales qu'on l'avait cru d'abord, l^ne expérience curieuse de MM. de la Provostaye et P. Desains met bien en Wdence l'influence de la thermochrôse des rayons. On place sous le récipient ^c la machine pneumatique un thermomètre différentiel dont les boules, très "approchées, sont séparées par un petit écran. L'une des boules est dorée, ^^ l'autre couverte de blanc de céruse. Si l'on projette sur les deux

boules les rayons d*une forte lampe, on reconnaît, au déplacement de Tindex, que la boule blanche s'échaulTe plus vite que la boule dorée quand le récipieot est plein d'air ; mais que le contraire a lieu quand on a fait le vide. Ainsi, dans le vide, l'or, qui réfléchit 0,96 de la chaleur incidente, s^échauffe plus vite qoe le blanc de céruse dont le pouvoir émissif est égal à celui du noir de fumée, au moins jusqu'à 150"". Ce phénomène provient de ce que, si le blanc absorbe dans le même temps environ 5 fois plus de chaleur que l'or, il émet 35 fois plus de chaleur obscure ; de sorte que, dans le vide, le rapport des vitesses de refroidissement des deux boules serait celui de ^5 à 1 . Dans Tair, il n'est pbii que 1,64, et alors la différence d'absorption n'est plus compensée.

793. SXFiUENClS DB 11. DE LAFROYOSTATS ET P. DESAIHS <. — MM. de h ;

ProvoNtaye et P. Desains font remarquer d'abord que la formule donnée par Dulong et Petit n'a pas toute la généralité désirable, car elle suppose que le pouvoir émissif de l'enceinte est absolu, et que sa grandeur n'a pas d'innuence; enfin, elle n'a été établie que dans le cas du refroidissement, et Ton ne peut être certain qu'elle soit applicable au cas du réchauffement. L'appareil employé dans lesnoovelles recherches que nous allons faire connaître, consiste en un ballon de cuivre, noirci en dedans (fig. 580), et composé de deux parties; la partie supérieure, soudée à l'étain suivant ab, porte un tube à robinet destiné i J faire varier la pression. Le thermomètre est ajusté, » moyen d'un bouchon, dans une tubulure ie, qui s'enfonce, à frottement doux dans le col du ballon, et porte un rebord, plan en dessous, qui s'applique exactement sur un rebord ig. 580. semblable qui termine le col du ballon. Un collier articulé,

à vis, 0, sert à presser l'une contre l'autre les deux surfaces planes, entre lesquelles est interposé en cf un anneau de cuir. Enfin, une plaque fendue, adaptée en e au bas de la virole, sert à compléter renceiiii^ sphérique quand le thermomètre est en place.

Le thermomètre était échauffé dans un mouffle, pour éviter l'altération de sa surface par le contact des charbons. Des écrans servaient à abriter la partie supérieure de sa tige, ainsi que la tubulure le ; on l'ajustait rapidement au ballon, on serrait l'anneau o et l'on établissait la pression sous laquelle on voulait opérer. On dressait ensuite le tableau des excès de température et des instants correspondants ^. Pour en déduire les vitesses de refroidissement, an

* Annales de chimie et de physique, 3«stVie, t. XVI, p. 337.

'^ Indi'pendamment des corrections relatives à la température plus basse de la tige et à !• rentrée du mercure froid, il y a à remarquer que la masse de mercure contenue dans I^ réscr\oir va en augmentant et que sa chaleur spécifique diminue avec la température. Ces dm ^ oauises d'erreur agissent en sens contraire et doivent se compenser en partie.