I. Mesure des capacités calorifiques

886. Les physiciens ont employé trois méthodes différentes pour mesurer It*^ ekaleuri spécifiques Aes corps. Black, Wilcke, Crawfort, imaginèrent la méthode des mélanges; Laplace et Lavoisier adoptèrent celle de la fusion de la glace,

CAPACITES CALORIFIQUES. 243

idiquée quelques années auparavant par Wilcke ; et Meyer et Leslie celle du 3froidi$sement.

■éthode des méianKes. — On prend un vase cylindrique en laiton mince tpoli C i/ig. 655), contenant un certain poids p d*eau, dont on connaît la •mpérature/; ce vase, nommé calorimètre, n*est soutenu que par des fils mdus, de manière qu'il ne peut perdre ni gagner de chaleur par son support, «corps dont on veut mesurer la chaleur spécifique est porté dans une étuve, D dans de Teau bouillante, dont on connaît la température T, et soutenu par un Itrés fin. On le transporte rapidement dans Teau, on agite, et bientôt la tcmérature du mélange devient stationnaire et égale h ô. Pour déduire de te ésultat la chaleur spécifique x du corps, nous allons écrire une équation expri- BaBt que la quantité de chaleur gagnée par l'eau et par le vase est égale à celle [OC le corps a perdue. Soit P le poids du corps, it celui du vase, et y sa chaleur ipéciûque. La quantité de chaleur gagnée par l'eau pour s'échauffer do ô— r), est p(0 — (), puisqu'il faut une unité de chaleur pour échauffer

mité de poids, de i °. Le vase passe anssi de /° ii ô'', car il est en métal très oûoce et possède à chaque instant la même température que l'ea», et il absorbe Kjf (9— /). Le corps, en se refroidissant de (T — ô)'', perd Px (T — 0) unités le chaleur ; on aura donc

Cette équation contient, indépendamment de l'inconnue x, la valeur y de la dïaleur spécifique du vase. Si cette quantité n'est pas connue d'avance, on l.i détermine, soit en prenant pour le poids P un morceau de la substance dont est formé le vase, alors x eiy sont une seule et môme quantité; soit en faisant àeax expériences avec des données différentes, ce qui fournit deux équations, ao moyen desquelles on peut calculer les deux inconnues x et y.

Nous avons admis dans ce calcul, que la quantité de chaleur correspondante i chaque degré de température d'un même corps est la môme, ou que la îuantilé de chîileur nécessaire pour produire une certaine variation de terapé- •^turc lui est proportionnelle. L'expérience montre qu'il en est ainsi jusqu'à '^°, pour la plupart des corps solides ; car les résultats obtenus restent les ^^es, quelles que soient les températures t et T.

Equivalents en eau. — Si l'ou désigne par C la chaleur spécifique d'un ^n?s et par P son poids, la quantité de chaleiir nécessaire pour élever sa ^nipérature de i "^ sera Pc. Or, un poids d'eau' devrait être égal à Pc pour élever de 1° «ivec la môme quantité de chaleur; c'est pourquoi le produit Pc ^ nomme Véqnivalent en eau du corps. Ce poids d'eau met en jeu la môme l^anlilé de chaleur que le poids P du corps, pour une môme variation de température. Dans la formule [i], ity représente donc l'équivalent du vasr '^ eau.

Cm des liquides. — La méthode des mélanges s'applique aux liquides. 3uand le liquide exerce une action chimique sur l'eau, on le renferme dans un

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vase (le métal ou de verre, dont on connaît la chaleur spécifique c et le poids f, et qui possède toujours la même température que le liquide. Alors il M ajouter au premier membre de l'équation [1] la quantité de chaleur cédée fir ce vase, c'est-à-dire le terme tt'c (T — ô). Il faudra demôme renfennerfci corps solides dans des vases, si Teau exerce sur eux une action chimique, qui est toujours accompagnée de changements de température.

887. Correetions. — - 11 y a plusieurs corrections à faire aux résultats donnés par la méthode des mélanges, toute la chaleur abandonnée par le eoifs n'étant pas reçue par Teau. Nous avons déjà vu comment on tient compte èe celle qu'absorbe le vase. Il faut, en outre, ajouter au second membre de l'équation [1] les quantités de chaleur absorbées par l'agitateur et par le thenaométre. Pour l'agitateur, il suffit de connaître son poids et sa capacité déterminée par une première expérience approximative. Quant au thermomètre,! faudrait connaître le poids du verre et celui du mercure; mais on peut, plus simplement, mesurer préalablement sa capacité moyenne, en le plongeant seul, après l'avoir porté à T°, dans l'eau du calorimètre. Alors, en consenantte mômes données, et appelant z la quantité de clhileur abandonnée par la masse du thermomètre pour s'abaisser de 1 °, on aura z (T— ô) = (p+7ry) (0— /)î d'où l'on tirera la valeur de z qui représente Xénuxvaltni en eau du thermomètre.

Perte extérieure de ebaienr. — Une partie de la chaleur reçue par le calorimètre se perd par le rayonnement et le contact de l'air. On rend cette perte très faible, en choisissant les données de manière que la température da mélange s'élève peu au-dessus de la température de l'air ; en employant ua vase bien poli, et l'appuyant sur des cordons de soie tendus dans un autre vase ce (fig. 055) en laiton bien poli en dedans, et fermé en dessous pouf empêcher les courants d'air. On atténue encore cette perte, par la méthode i^ compensation de Rumfort. On commence l'expérience en donnant à l'eau une température t inférieure à la température de l'air, et l'on choisit le poids P du corps, de façon que ô dépasse cette température, du môme nombre de degrés; alors, pendant la première partie de l'expérience, le vase reçoit une certaine quantité de chaleur, de l'extérieur, et il en perd pendant la seconde partie; il y a donc une certaine compensation. Cependant les quantités reçue et perdoe ne sont pas égales, parce que le calorimètre s'échauffe d'abord rapidement, de manière que le temps nécessaire pour que sa température atteigne celle dt milieu ambiant est très court. Il s'échauffe ensuite de plus en plus lentemeoli (le sorte que la seconde partie de l'expérience dure beaucoup plus queb première; il y a donc toujours une perte de chaleur qui n'est pas compensée. Le mieux est de calculer la perte de chaleur due aux causes extérieures, rt qu'il est facile de faire au moyen de la loi de Newton, qui peut s'appliquer iri. Pour cela, dès que le corps est plongé dans l'eau, on suit de loin, au moyen d'une lunette L, la marche de son thermomètre / jusqu'à ce qu'il atteigne!* température finale ô, et l'on note les températures t, t', t*,... indiquées ap*