PHÉNOMÈNES THERMO-ÉLECTRIQUES

autres firent tourner autour des aimants des circuits thermo-électriques. Le général Zuylen van Nyevelt étudia les courants produits dans des assemblages de deux métaux, se touchant dans toute leur étendue ou dans quelques points seulement (i).

Au commencement de 18^3, M. OErstedt fit connaître en France les expériences de Seebeck (a)".

Quelque temps après, MM. Fourier et OErsted communiquèrent à l'Académie des sciences une suite d'observations sur les phénomènes thermo-électriques, dont ils tirèrent des conséquences générales, qui n'ont pas été sanctionnées toutes par l'expérience; ayant formé des piles thermo-électriques, en réunissant ensemble un certain nombre de barreaux d'antimoine et de bismuth, soudés les uns aux autres, ils chauffèrent les soudures alternatives et observèrent que la déviation de l'aiguille aimantée, quoique considérable, n'augmentait pas en raison du nombre des éléments. Quand on eut trouvé les moyens de mesurer avec exactitude l'intensité d'un courant , on trouva que ce résultat n'était exact que dans certaines limites. En ouvrant le circuit, ils ne purent recueillir de l'électricité avec tension, ni produire de décompositions chimiques, mais je suis parvenu à en obtenir , en soumettant à l'expérience des dissolutions facilement décomposables.

M. Bottot de Turin , l'année dernière , a décomposé l'eau et diverses dissolutions avec des piles thermoélectriques formées d'un très-grand nombre de fils de platine et de fer, placés les uns à la suite des autres (3). Je dois mentionner ici les résultats auxquels je suis parvenu dans des recherches suivies sur les phénomènes thermo-électriques.

M. Seebeck avait découvert que l'on peut produire un courant thermo-électrique dans un arc formé d'un

(i) Bibl. univ., t. xxxm, p. *5g.

(a) Annal, de Ch. et de Phys., t. xxn, p. 199.

(3) Bibl. univ. , t.. xli, p. 337.

3e PERIODE, CHAPITRE PREMIER. *$*]

seul métal qui a uue texture cristalline et dont toutes les parties ne possèdent pas la même température. Je fis voir (1) qu'en prenant un fi( de métal i faisant chauffer l'un des bouts et l'appliquant sur l'autre qui était à la température ordinaire , on avait un courant qui allait ordinairement, pour certains métaux, de la partie chaude à là partie froide. Le courant était continu quand on réunissait les deux bouts au moyen de deux anneaux passés l'un dans l'autre et que l'on portait le foyer de chaleur à droite ou à gauche des points de jonction. En appliquant à la suite les uns des autres plusieurs fils de platine et chauffant convenablement les jointures alternatives, je parvins à former une pile thermo-électrique dans laquelle il n'entrait qu'un seul métal.

Pour étudier convenablement les phénomènes électriques, je construisis une table qui donnait immédiatement les rapports entre les déviations de l'aiguille aimantée dans le multiplicateur et les intensités correspondantes du courant (2). Je trouvai que, pour la plupart des métaux, l'intensité du courant croît proportionnellement à la température jusqu'à une certaine limite, mais que, dans des circuits formés de métaux non oxidables et dont le terme de fusion est très -éloigné, tels que le platine et le palladium , cette loi paraît se coutinuer très-loin. J'en profitai pour indiquer un moyen très-simple d'évaluer les températures les plus élevées en fonction des degrés du thermomètre ordinaire. Après avoir rappelé qu'une flamme en général est formée de plusieurs parties inégales, parmi lesquelles on en distingue aisément quatre : la première, à la base, qui est d'un bleu sombre et s'amincit à mesure qu'elle s'éloigne delà mèche; la seconde, qui est l'euveloppe

Annal, de Ch. et de Phys., t. xxni, p. i35. Idem, t. xxxi, p. 371.

2t3$ PHÉNOMÈNES THERMO-ÉLECTRIQUES.

obscure au milieu de la flamme; la troisième, l'enveveloppe brillante qui recouvre cette dernière et qui est la flamme proprement dite; enfin l'enveloppe peu lumineuse qui entoure la flamme; j'ai montré qu'en plaçant les points de jonction de l'appareil destiné à mesurer les hautes températures successivement dans ces différentes enveloppes, on avait des courants électriques dont les intensités correspondaient à des températures de i35o° 1080 et 7800 pour celles des points qui forment la limite supérieure de la flamme bleue, là où l'air, encore chargé de tout son oxîgène, commence à rencontrer la flamme, celles de la flamme proprement dite et de l'espace obscur autour de la mèche. Cette détermination a été faite en admettant toutefois que le rapport constant entre les températures et 1 intensité des courants a encore lieu pour des températures élevées. Ces températures que j'ai ainsi déterminées sont celles qu'acquièrent les fils de platine plongés dans les diverses enveloppes; ainsi plus le diamètre sera petit, plus on s'approchera de celles du foyer. • *

Les métaux ont été classés, d'après leur nature thermo-électrique, dans l'ordre suivant : bismuth, platine, mercure, plomb , étain, or, argent, cuivre, zinc, fer et antimoine. Dans ce tableau, si l'on forme un circuit avec deux métaux placés à coté l'un de l'autre, et qu'on fasse chauffer l'une des soudures, celui qui est à gauche prend toujours celui qui esta droite de l'électricité négative. J'ai indiqué aussf l'anomalie que présente un circuit composé de fer et de cuivre. Lorsqu'on élève successivement la température de Tune des soudures de ce circuit, depuis o jusqu'à 3oo°, celle de l'autre étant constante, le courant chemine toujours dans le même sens; voici ce qui sepasse: depuis o jusqu'à i4o° de température, l'intensité du courant croît delà mênre quantité pour chaque accroissement égal de température; à partir de j/jo°, cet accroissement diminue assez rapidement, et à 3oo° il est à peine sensible. En continuant à chauffer, le courari t

3* HUOPF*. CHlfiT» rftmnu *5^

M- ScciïH i . « nepecai:: **«* experâwir* * wwrcwn • que . dus je* ocsii>Tui$oc< th^rnKWW^rij»** e*u il tTe»trr qx'xn mx£&î. lî exi*;e pîasiews métaux d*u* lesqsc^t je cocrac: to ce u panie tr»ide à la partie a? lies de la partie chaude à U partie tY\>ùle% dans la plupart des métaux. Il cite particulier muent le zicc. le fer et Vautinioùur. Il est par^mi aosB à produire des courants thermo-électriques dan» les circuits humides VV „ en fixant aux deux extrémités d'an multiplicateur deux hâtons d'argile humecte» % dont l'un . fortement échauffé « était mis en coutact avec Vautre, qui était resté à la température ordinaire, Cette expérience n'est pas sans intérêt pour la théorie du magnétisme terrestre.

Je repris de nouveau les phénomènes thernuwéleetriques dans l'espoir d'arriver aux causes d'où ils dépendent, et je fus conduit par là à les analyser avec de grands développements (3). J'adoptai sur-le-champ le principe suivant, dont je démontrai l'exactitude par plusieurs expériences décisives. Quand on chauffe par une de ses extrémités une barre de métal , la propagation delà chaleur est toujours accompagnée d'une suite «le décompositions et recompositions du fluide îuiturel de clin* que particule telles, qu'il n'y a d'électricité libre qu'aux deux extrémités. La partie froide prend nu loyer de chaleur 1 électricité positive, et l'électricité négative est. ohiiNNéc dans tous les sens quand il n'y a pas d'action chimique. Ce principe est fécond en applications et explique pour quel motif on obtient ordinairement un courant diins le* circuits d'un seul métal, quand on met en contiict lit partie chaude avec la partie froide. Il permet encore d'expliquer comment il se fait que, dans un circuit métalli-

(i) Bibl. univ., t. xxxvu, p. u8.

(i) Idem, t. xxxvii, p. 174 ei *83.

(3) Aurai, de Ch. et de Phy»., t. xu, p, 351, ut t. xmh, p, «fltf 'et 337.

340 PHÉNOMEITES THERMO-ÉLECTRIQUES.

que parfaitement homogène , qui n'a ni soudure ni solution de continuité, s'il se trouve à la surface un renflement ou dans l'intérieur un corps ou une cause quelconque qui détermine une propagation de la chaleur un peu plus difficile d'un côté que dé l'autre , là où est l'obstacle, il y a séparation des deux électricités. L'extrémité positive franchit toujours l'obstacle.

Nous avons vu , il y a un instant , qu'un circuit fer et cuivre présente une anomalie singulière quand on porte la température de l'une des soudures jusqu'au rouge naissant; cette anomalie existe aussi dans des circuits formés de zinc et or , zinc et argent.

Je me suis attaché en outre à déterminer le pouvoir thermo-électrique de chaque métal, c'est-à-dire la faculté qu'il acquiert , par la chaleur , d'émettre telle ou telle électricité en plus ou moins grande quantité, dans son contact avec un autre métal, suivant sa température. Pour comparer les pouvoirs thermo-électriques, il fallait opérer sur des circuits dans lesquels le pouvoir conducteur fût toujours constant. Je n'ai pas trouvé d'autre moyen que de former un circuit avec tous les fils de métal soumis à l'expérience ; en maintenant à zéro toutes les températures, excepté celle des deux métaux dont on cherche le pouvoir thermo -électrique , on n'a plus alors à s'occuper du pouvoir conducteur. En expérimentant sur un circuit composé de fils de platine, d'or, d'argent, de cuivre, d'étain, de zinc et de fer, j'obtins les résultats suivants. Pour une température donnée de 200, chaque métal acquiert une puissance ou action thermoélectrique telle, que l'intensité du courant produit par l'élévation de température d'une soudure est proportionnelle à la différence des quantités qui représentent chacune de ces actions dans les deux métaux. Ainsi, eu désignant par P cette puissance et par x le pouvoir thermo-électrique du fer à 2 o°, on a :

x • 1er. «..«•••* ... x

P. argent x — 26,20

3e PÉRIODE, CHAPITRE PREMIER. a4l

P. or x — 26,70

P. zinc x — 26,96

P. cuivre x — 27*96

P. étain. x — 3i,24

P. platine x — 36

On voit que si x était connu, on en déduirait le pouvoir thermo-électrique- de tous les métaux; mais comme on ne peut y arriver directement , j'ai été obligé d'employer une méthode indirecte, qui n'est qu'approximative. Ayant remarqué que l'or, l'argent et le zinc possèdent des pouvoirs à peu près égaux, j'ai cherché parmi les propriétés calorifiques de ces métaux celles qui sont sensiblement les mêmes. Je n'ai vu que le pouvoir rayonnant pour la chaleur qui pût s'y rapporter. En admettant çlonc que la différence des pouvoirs rayonnants-est une des causes qui déterminent l'intensité et le sens du courant, on a un moyen simple de déterminer la valeur de x. On a alors pour les pouvoirs thermoélectriques :

P. fer 1 33,5o

P. argent 107,30

P. or ioô,3o

P. zinc io6,54

P. cuivre io5,54

P. étain 102,26

P. platine 97>5o

Les effets électriques qui ont lieu pendant réchauffement et le refroidissement des corps, m'ont fait naître plusieurs conjectures qui peuvent être prises en consignation par les personnes qui s'occupent de l'applicahon de l'électricité aux phénomènes naturels (1).

Considérons un instant une portion de l'atmosphère

mm

(0 Annal, de Ch. et de Phys., t. xu,p. 37a.

a4a * DEg t>HlfcNO MÈNES XHER^fO-BLECTRIQUES.

dans un calice parfait et ayant partout la même température, l'état dequilibre de son électricité ne saurait être troublé; mais si, par une cause quelconque, il survient un çoqrant d'air plus froid , qui pénètre celte portion, celle-ci se refroidira, prendra l'électricité négative, et l'autre l'électricité positive. Le contact des molécules étant de peu de durée, en raison de la vitesse du courant, chacune d'elles devra conserver une partie de l'électricité qui s'est dégagée pendant le changement de température. Si les portions qui se sont refroidies renferment de$ vapeurs aqueuses, elles se condenseront, s'empareront de l'électricité et formeront un nuage chargé d'électricité négative. Dans le cas où l'air froicj contient aussi des vapeurs, on aura un nuage qui possédera l'électricité positive.

Dans un Mémoire (i) ayant pour titre : Considératiens générales sur les changements qui s'opèrent dans l'état électrique des corps par l'action de la chaleur du contact , etc., je me suis attaché de nouveau à étudier les effets de la chaleur sur le fluide éleptrique naturel. Les premiers physiciens qui se sont occupés de recherches de ce genre pensaient que la chaleur exaltait la force fépulsive de chacuu de deux fluides. Ils tirèrent une fausse conséquence de l'expérience qu'ils firent à ce sujet. En tenant compte des causes qui peuvent induiçe en erreur, j'ai montré qu'il n'en est pas ainsi ; car la chaleur ne modifie en rien les propriétés de l'électricité libre, qui est renfermée dans un espace dont elle ne peut sortir; mais il n'en est pas de même de son action sur le fluide neutre. J'ai çssayé de vérifier par l'expérience si la chaleur ne produirait pas sur ce fluide un effet analogue à celui du clivage, c'est-à-dire si elle ne tendrait pas à modifier l'attraction des deux électricités et par suite à produire upe recomposition continuelle d'une partie des deux fluides rendus libres à chaque

(i) Annal, de Cb. et 4e Phy*. » t xi*vi, p. &65.

3* PÉRIODE. CHAPITRE PREMIER. aA3

iqstant. Le principe que j'ai cité précédemment, relatif aux phénomènes électriques qui accompagnent la propagation de la chaleur dans les métay^, vient h rappui de "cietfe manière de vpir. J'ajoqtai de nouveaux faits ponir démontrer l'exactitude c^e ce principe, et je crois que dans l'état actuel de la science', on rie peut concevoir aucun doute sur sa réalité. J'ai déjà fait connaître les phénomènes thenno-electriques de tension dans le platine, a t'instant pîi on. le touché avec un corps froid humide; je pris ce métal afin d'éviter les effets électro-chimiques. J'ai vouju çtussi voif ce qui se passe dans plusieurs autres métaux. Le fer et le cdivre ont donné d*es résultats semblables, seulement il a fallu élever davantage }eur température; mais comme il y a eu alors oxidatioh, les effets électriques ont pu être produits et par la différence de température et par Poxidation: mais quand on a une série de corps qui présentent dqns les nlêmes circonstances des phénomènes semblables , on est porté à leur attribuer une origine commune, bien que quelques-uns decescorps éprouvent des modifications auxquelles on pourrait rapporter ces phénomènes.

Quant au bismuth , à l'étain et à l'antimoine, les effets sont à peine sensibles. Il semble donc qu'il existe une ligne de démarcation bien marquée entre les métaux non oxidables et la plupart de ceux qui le sont, relatiyementà leurs propriétés thermo-électriques. Il peut se faire que pela tienne à ce que la chaleur exalte plus le pouvoir électrique des métaux éleçtro- négatifs que celui «es métaux électro-positifs, de la même manière que fô corps qui sont ordinairement négatifs dans leur *rpt(ement sur d'autres corps , deviennent encore plus î}pgatifs quand on élève leur température. J'ai discuté \ù mérite de cette cpnjecture, pour savoir jusqu'à quel Ptyjrit elle poqyait être admise. Eu me livrafnt à ces* recherchés, j ai été conduit à un fait qui prouve que Ton doit se mettre en garde, dans les reci îe relies relatives à 1 électricité qui se dégage dans la combustion, contre les effets thermo-électrique^ produits dans des 6k de pja-