239
ÉQUIVALENT DE LA CIIÂLEUR. ÉQUIVALENT DE LA CHALEUR,
Chlore .... 35,5 Nickel , . . . 29,5
Magnésium. ■ 12,5 Cobalt .... 29,5
Manganèse . . 27,5 Plomb .... 103,5
Baryum. . . . 68,5
trois ont des équivalents qui sont des multiples duquart de l’équivalent de l’hydrogène :
Dans chacune de ces séries, les résultats individuelssont en général si rapprochés de la moyenne admisedans le tableau précédent, qu’on ne peut pas faire pas-ser un des corps qu’il comprend d’une série à l’autresans s'écarter considérablement de l’expérience.
Plus on multiplie les épreuves, plus au contraire lechiffre moyen s’en trouve confirmé.
Parmi les comparaisons que ces résultats permettentde faire, on remarquera la suivante :
. 14
Arsenic. . .
. 75
19
Brome . . .
. 80
Phosphore .
. 31
Antimoine .
. 122
Chlore .
. <3o, ü
. 127
On voit qu’en ajoutant 108 à l’azote on obtientl’équivalent de l’antimoine, de même qu’en ajoutant108 au fluor on obtient l’équivalent de l’iode ;
Qu’en ajoutant 61 à l’équivalent de l’azote on ob-tient celui de l’arsenic, de même qu’en ajoutant 61 &celui du fluor on obtient celui du brome ;
Qu’en un mot, ces huit équivalents peuvent êtreplacés sur deux droites parallèles, les ordonnées do lafamille de l’azote, étant prolongées d’une quantitéégale à 5, venant rencontrer la droite où sont placésles équivalents de la famille du fluor, sauf le phosphoreet le chlore, qui sont séparés par 4,5 seulement au lieude l’être par 5.
Tous les essais qui ont été tentés pour découvrirquelque cause d’erreur dans la détermination de l’équi-valent de phosphore n’ont eu d’autre résultat que deconfirmer l’équivalent de M. Schrotter, c’est-à-dire 31.
On comprendra que ces résultats donnent lieu pourla classification des métaux à les ranger dans une tableà deux entrées par séries assujetties à un double paral-lélisme, ce qui donne satisfaction d’ailleurs aux diversesanalogies qui les unissent entre eux.
En effet, tout en les rangeant par familles naturelles,chacun d’eux se trouve placé à proximité de deuxcorps appartenant à deux familles voisines et rangéssur les deux droites les plus rapprochées de celle surlaquelle se trouve le métal pris pour terme de compa-raison.
ÉQUIVALENT MÉCANIQUE DE LA CHALEUR.La théorie do Carnot, exposée par nous à l’article Ca-lorie, était un progrès important, un complément utiledes travaux antérieurs ; toutefois elle était insuffisantelorsqu’il s’agissait des phénomènes de détente, la grandeamélioration que la machine à vapeur a reçue de nosjours; elle s’inspirait évidemment de la machine deWatt, fonctionnant surtout par l’effet du vide du con-denseur. Aussi n’a-t-elle pu empêcher S. Carnot lui-meme de formuler quelques conséquences erronées,malgré l’admirable perspicacité qui lui avait fait voirpartie de la vérité bien avant scs contemporains.
C’est à satisfaire à ce que cette théorie offre d’insuffi-sant, c’est à la compléter, que doivent aboutir les travauxqui, à bien juste raison, passionnent en ce moment nom-bre de physiciens ; car bien des efforts convergent pourrétablissement d’une théorie qui, tout le fait espérer,sera un des plus beaux progrès que la science ait ac-complis depuis longtemps.
Déterminer avec quelque exactitude l’équivalent mé-canique de la chaleur (nous allons voir bientôt le sens
de cette expression, qui dans les idées de Carnot répon-drait au maximum théorique de travail de l’unité dechaleur), et relier entre eux, s’il est possible, les di-vers coefficients qui se rapportent aux modes d’actionde la chaleur sur les corps, coefficients qui ont évi-demment des relations mutuelles, puisqu’ils résultentde la nature intime d’un même corps : tels sont lesprogrès à accomplir aujourd’hui.
Exposons d’abord en quoi consiste la nouvelle théorie.
Nous avons dit comment M. Poncelet déduisait leprincipe fondamental du bon emploi de la chaleur, dela conception du calorique comme fluide parfaitementélastique, sans inertie ni pesanteur, qui n’est plusadmissible. En effet, elle a contre elle une curieuseexpérience de Humphry Davy , qui, étant parvenu àfondre deux morceaux de glace en les frottant l’uncontre l’autre (sans communication d’aucune chaleurextérieure), en avait tiré cette conclusion que : Lesphénomènes de répulsion ne dépendent nullement del’existence d’un fluide élastique particulier, en d’autrestermes, le calorique n’existe pas et la chaleur consisteen un certain mouvement des particules des corps.
C’est en partant du phénomène du dégagement de lachaleur par le frottement, qu’un savant physicien alle-mand , M. J.-N. Mayer d’Helbroon, qui s’est livré lepremier à de curieuses études philosophiques sur cettequestion, a eu la hardiesse d’en tirer le principe de lathéorie mécanique de la chaleur.
Puisque le frottement anéantit le travail, et qu’il faitapparaître du calorique, il faut bien qu’il y ait trans-formation del’uu en l’autre : autrement, il y aurait enmême temps effet sans cause et causo sans effet. Ildonna le nom d’équivalent mécanique de la chaleur autravail mécanique correspondant à la semblable trans-formation d’une calorie en travail ; et dès 1842, par unedétermination indirecte, non fondée surdos expériencesspéciales, il avait cru pouvoir indiquer le chiffre 365pour la valeur de l’équivalent mécanique de la cha-leur, c’est-à-dire énoncer que le maximum théoriquede travail que peut engendrer une calorie est de 365kilogrammètres.
Nous avons montré dans l’Introduction que le prin-cipe de l’équivalent du travail mécanique et de la cha-leur n’était qu’une conséquence directe d’un principesupérieur et incontestable, celui de la permanence despuissances naturelles dont les manifestations seules va-rient suivant la loi nécessaire d’équivalence. Nous n’yreviendrons pas ici.
M. Joule, savant physicien anglais , a cherché à con-trôler par une expérience directe la nouvelle théorie, enayant pour cela recours à la compression des gaz.
Tandis que, dans l’ancienne théorie, on admetqu’un gaz dilaté renferme plus de chaleur que le mémogaz réduit à un moindre volume, dans l’hypothèse oùl’on admet l’existence de l’équivalent mécanique leschoses se passent tout autrement : la quantité de cha-leur contenue dans un gaz ne dépend plus que de satempérature et de l’espèce de matière dont il est formé.Quant au calorique qui se dégage pendant la compres-sion, il résulte de la transformation du travail exté-rieur qu’il a fallu dépenser; réciproquement, le froidproduit par la dilatation n’indique pas que la chaleurse soit réfugiée ou cachée dans l’intérieur du gaz;mais qu’elle s’est échappée sous forme de travail res-titué, et pour prouver qu’en effet les changements dovolume sont pour rien dans ces évolutions de cha-leur, il suffisait d’imaginer un moyen de provoquer dopareils changements sans complication d’un travailquelconque. Voici l’expérience par laquelle M. Joule aréalisé ces données ; elle est d’une simplicité qui ajouteencore à sa valeur et à son importance. Elle consisteà placer dans un même calorimètre deux récipientsde même capacité, à parois inextensibles, et qui