NOTIONS GÉNÉRALES ET DÉFINITIONS PRÉLIXINAIRE

On ne pourrait former que des hypothèses incertaines sur la nature (le la chaleur; mais la connaissance des lois mathématiques auxquelles ses effets sont assujettis est indépendante de toute hypothèse; elle exige seulement l'examen attentif des faits principaux que les observations communes ont indiqués et qui ont été confirmés par des expériences précises.

Il est donc nécessaire d'exposer, en premier lieu, les résultats généraux des observations, de donner des définitions exactes de tous les éléments du calcul et d'établir les principes sur lesquels ce calcul doit être fondé.

L'action de la chaleur tend à dilater tous les corps solides, ou liquides, ou aériformes; c'est cette propriété qui rend sa présence sensible. Les solides et les liquides augmentent de voliime si l'on augmente la quantité de chaleur qu'ils contiennent; ils se condensent si on la diminue.

Lorsque toutes les parties d'un corps solide homogène, par exemple celles d'une masse métallique, sont également échauffées et qu'elles conservent, sans aucun changement, cette même quantité de chaleur, elles ont aussi et conservent une même densité. On exprime cet état en disant que, dans toute l'étendue de la masse, les molécules ont une température commune et permanente.

Le thermomètre est un corps dont on peut apprécier facilement les moindres changements de volume; il sert à mesurer les températures par la dilatation des liquides ou par celle de l'air. Nous supposons ici

que l'on connaît exactement la construction, Tusage et les propriétés (le ces instruments. La température d'un corps dont toutes les parties sont également échauffées, et qui conserve sa chaleur, est celle qu'indique le thermomètre, s'il est et s'il demeure en contact parfait avec h^ corps dont il s'agit.

Le contact est parfait lorsque le thermomètre est entièrement plongé dans une masse liquide et, en général, lorsqu'il n'y a aucun point de la surface extérieure de cet instrument qui ne touche un des points de la masse solide ou fluide dont on veut mesurer la température. Il n'est pas toujours nécessaire, dans les expériences, que cette condition soit rigoureusement observée; mais on doit la supposer pour que la définition soit exacte.

On détermine deux températures fixes, savoir : la température de la glace fondante qui est désignée par o, et la température de Teau bouillante que nous désignerons par i ; on suppose que l'ébullition de l'eau a lieu sous une pression de l'atmosphère représentée par une certaine hauteur du baromètre (7G0""), le mercure du baromètre étant à la température o. '

On mesure les différentes quantités de chaleur en déterminant combien de fois elles contiennent une quantité que l'on a fixée et prise pour unité. On suppose qu'une masse de glace d'un poids déterminé (i^*^) soit à la température o, et que, par l'addition d'une certaine quantité de chaleur, on la convertisse en eau a la même température o : cette quantité de chaleur ajoutée est la mesure prise pour unité. Ainsi la quantité de chaleur exprimée par un nombre C contient un nombre C de fois la quantité nécessaire pour résoudre i^« de glace qui a la température o en une masse d'eau qui a la même température o (' ).

( » ) Les unités définies ici par Fourier n ont pas été adoptées, on le sait, par les physiciens. Mais on verra plus loin (art. 161) que les équations de la chaleur sont établies d'une manière générale et subsistent, quelles que soient les unités choisies. Il est d'autant plus