VI

INTRODUCTION.

la consommation de chaleur dans la machineà vapeur, en proportion du travail produit,aussi bien que la production de la chaleurdans tous les cas d’emploi de travail méca-nique, et cela en proportion de ce qui disparaîtcomme travail ; ce qui démontre incontesta-blement une certaine similitude de nature,une homogénéité entre des causes qui pro-duisent des effets semblables et permet de con-clure la généralité de la loi d’équivalence,dont la probabilité résulte si complètementde l’ensemble des faits mécaniques et lorsquela loi de Carnot démontre la constance néces-saire du rapport des deux éléments.

En effet, établir que la conversion de tra-vail en chaleur et réciproquement est soumiseà la loi constante d’équivalence, est surtoutaffaire de logique. C’est ainsi qu’on ne peutpas démontrer expérimentalement l'impossi-bilité du mouvement perpétuel, et qu’il fautque l’esprit tire de l’étude d’un nombre limitéde mouvements la certitude qu’il ne pourrajamais être réalisé, que toutes les résistancesne pourront jamais être annulées. La dé-monstration de S. Carnot que l’on arrive di-rectement au mouvement perpétuel, si onadmet que le travail engendré par une quan-tité de chaleur déterminée n’est pas une■quantité constante, peut varier avec le corpsauquel elle serait communiquée, est du seulgenre possible; car comme on ne peut faire surtous les corps de la nature l’expérience quiprouverait la vérité de cette proposition, etque l’action de la chaleur n’est pas toujoursaisément mesurable, il faut se contenter d’unedémonstration par l’absurde que l’expérienceconfirme et qu’aucun fait suffisamment étudiéne vient infirmer. A quoi il faut ajouter lesvérifications défont genre qui doivent résulterde l’exactitude des conséquences tirées de lanouvelle théorie.

La proposition de Carnot, établie en raison-nant sur un gaz parfait, qu’une quantité dé-terminée de chaleur produit au maximumune quantité également déterminée de travailméranique utilisable, conduisait à admettre,en présence de tous les cas où ce travail uti-lisable était inférieur à ce maximum, qu’ilrépondait à la totalité des actions tant exté-rieures qu’intérieures, c’est-à-dire non-seule-ment à celles qui surmontent les résistancesextérieures, mais encore à celles employéesà modifier l’état des molécules. Cette dernièrepartie est dans les solides une partie impor-tante de travail produit ; elle est même latotalité à la température où le corps se fond,où toute cohésion entre les molécules quiconstituent le corps solide disparaît. On saitqu’alors il faut consommer pour le fondre unequantité considérable de chaleur qui est dite

chaleur latente; cas anciennement connu ettrès-remarquable de la conversion d’une quan-tité considérable de chaleur en travail.

Dans ce qui précède, nous avons eu surtouten vue la production du travail par la chaleur,la proposition inverse, ou la constance du rap-port du travail à la chaleur produite, lerenversement de la proposition ci-dessus nepeut être davantage contesté; c’est au fond lamême proposition.

Ce n’est que dans ces dernières années quela valeur du rapport entre la chaleur et le tra-vail produit, de ce qu’on nomme l’équivalentmécanique de la chaleur, a été déterminée parle calcul et par l’expérimentation. Do la dis-cussion complète à laquelle je me suis livré,comprenant les résultats obtenus par diversexpérimentateurs en cherchant à apprécier lescauses d’erreur, et surtout d’une expérience,parfaitement probante faite par l’observationde la chaleur dégagée lors de l’écrasementd'un métal malléable, seul cas dans lequelil ne se produit sûrement que de la cha-leur (sans mouvements intérieurs ou dévelop-pement d’électricité comme dans beaucoupd’expériences tentées dans le même but), j’aidéduit comme valeur très-approchée 140 kilogr.mètres. En d'autres termes, la quantité de cha-leur qui peut élever d’un degré la températured’un kilogramme d’eau peut engendrer un tra-vail mécanique mesuré par un poids de 140 ki-logrammes tombant d'un mètre.

On peut dire de même que ^ est l’équiva-lent calorifique du travail, c’est-à-dire qu’unkilogranunètre peut produire une quantité dechaleur égale à de calorie.

La métamorphose de la chaleur en travail etréciproquement exige pour s’effectuer des con-ditions déterminées. Elles peuvent en principese résumer en disant qu’il faut que le travail soitemployéàmettreenjeu les forces qui s’exercentsur les molécules d’un corps, pour produirede la chaleur. D’une autre part, pour qu’unequantité de chaleur se transforme en travail,il faut qu'elle produise une dilatation, c’est-à-dire que la chaleur soit dirigée d’un corps pluschaud sur un corps moins chaud; d’où cetterègle capitale pour la théorie de la machineà vapeur, formulée par S. Carnot, que l’utilisa-tion pratique de la totalité de la chaleur exigequ’il ne se fasse, dans les corps employés pourcommuniquer le travail, aucun changementde température qui ne corresponde à un chan-gement utilisé de volume. 11 faut encore quecette dilatation rencontre une résistance, desobstacles mobiles, afin qu’il y ait travail pro-duit; autrement il n’y a pas de métamor-phose. C’est ce qui explique pourquoi une masse