ÉQUIVALENT DE LA CHALEUR.

ÉQUIVALENT DE LA CHALEUR.

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vail, sans changement de pression ni de tempéra-ture. Nous ne reviendrons pas ici sur cette questiondu changement d’état des corps par l’action de la cha-leur, que nous avons étudiée à chaleur latente, dansle cas où se manifeste de la manière la plus claire latransformation de la chaleur en travail mécanique.

Pour bien préciser les notions qui précèdent et qui, àcause de leur nouveauté, sont assez délicates, nous yreviendrons encore en quelques mots.

La propriété reconnue plus haut aux actions inté-rieures fournit le moyen de distinguer les actions in-térièures des actions extérieures, dans les circonstancesoù il pourrait y avoir doute. Une action est intérieurelorsque le refroidissement produit un effet inverse decelui engendré par réchauffement ; l’action est exté-rieure lorsqu’il n’en est pas ainsi. En examinant lesdeux cas les plus saillants, nous dirons :

L’action du passage de la chaleur à travers un gazpermanent est en totalité extérieure ; car lorsque celui-cise refroidit, il n’éprouve par lui-même aucun change-ment de volume ; il remplit toujours tout l’espace danslequel il est renfermé. Il n’y a pas d’effet moléculaireinverse de celui produit par la chaleur.

L’action du passage de la chaleur à travers un solideest de sa nature presque en totalité intérieure ; car, parle refroidissement, il se fait une contraction précisémentégale à la dilatation qu’avait produite réchauffement,et récartcment moléculaire ayant consommé de la cha-leur, le rapprochement moléculaire, source d’actionsénergiques, la restitue.

§ II. MESURE DU TRAVAIL MECANIQUE PRODUIT FAR

l’action de la chaleur.

1. Sur des gaz jjermanents.

L’action de la chaleur sur les gaz étant en totalitéextérieure, tout appareil qui les renferme forme en quel-que sorte une machine à gaz pouvant utiliser tout letravail théorique de la chaleur si on vient aies chauf-fer, et les résultats connus doivent permettre de me-surer tous les éléments du phénomène.

Nous ne répéterons pas ici ce calcul que nous avonsdonné à l’article calorie. Nous ferons seulement re-marquer qu’il conduit à la valeur E = 113 en em-ployant le chiffre 0,32-4- pour valeur de la chaleur spé-cifique de l’air déterminée parDelaroche et Bérard. Lecalcul corrigé par l’emploi du chiffre plus exact 0,2G30obtenu par M. llegnault donne E =s 125.

Je renvoie à l’article chaleur spécifique des gaz

ç

pour montrer que le chiffre — =. 1,421, qui sert à ob-c’

tenir par les calculs proposés successivement par plu-sieurs savants une valeur théorique E =■ 414 est sûre-ment erroné.

Je rapporterai brièvement ce calcul proposé suc-cessivement par MM. Glausius, Person, Bourget,Combes, etc., qui, fondé sur le rapport des chaleursspécifiques des gaz à pression constante et à volumeconstant auquel Dulong était arrivé à l’aide d’une hy-pothèse, n’aurait jamais dû être considéré comme ayantgrande valeur avant que la déduction et l’expérienceeussent permis d’établir d’une manière certaine que cerapport était inadmissible.

C = 0,2377 étant la chaleur spécifique de l’air àpression constante, c’ celle à volume constant, siç

-- = 1,421 était exact, on aurait c’ = 0,1678, ce quic

donnerait pour réchauffement de 1 mètre cube 1,293 kil.d’air, dans les deux cas, les quantités de chaleur0,2163 calorie et 0,3073 calorie, dont la différenceest 0,091 calorie. L’expérience ayant fait reconnaîtreque la chaleur spécifique de l’air est indépendante desa température et de sa densité, on en conclut que l’air

C.

échauffé de 1 degré centigrade, dans les deux circon-stances indiquées, retient ta même quantité de chaleur.L’excès de chaleur dépensé dans le cas où l‘on échauffePair à pression constante est, par conséquent, l’équiva-lent du travail mécanique dû à la dilatation de l’air,travail qui a été nul daus l’autre cas où l'air conservaitson volume primitif. Or l’air se dilate de 0.003G5 de sonvolume àO degré pour une élévation de i degré centi-grade de sa température ; le travail mécanique dû à sadilatation est donc 10330 X 0,00365 = 37,7045 kil.met. pour un mètre cube. Le rapport de ce travail à laquantité de chaleur qui l’a produit, et ne se retrouveplus daus l’air après sa dilatation ou l’équivalent mé-

, . 37,7045 ...

camque, Sferait donc ^ ^ = 414 kil., si ce calcul

curieux ne reposait sur une hypothèse tout à fait er-ronée.

2. Sur tes solides .

Nous avons complété, à l’article chaleurs spéci-fiques, l’étude de cette question commencée à l’articlecalorie, et nous avons vu qu’elle nous conduisait àune détermination de l’équivalent mécanique de lachaleur. Le chiffre 136 obtenu pour la valeur de cetéquivalent mécanique, par l'emploi de coefficients d’é-lasticité, de puissances virtuelles déterminées à l’étatstatique, me paraît avoir une grande valeur. Tous leschiffres qui servent à le calculer résultent d’expé-riences faites avec le plus grand soin, sans aucun élé-ment hypothétique, et les efforts calculés se produisantle long du petit chemin fixé par le coefficient de dila-tation, et par suite dans les limites d’élasticité, doiventêtre considérés comme constants.

3. Sur les liquides et les vapeurs.

Les liquides se dilatant par la chaleur, si cet effetétait de même nature que la dilatation des solides, onpourrait établir une équation semblable à celle obte-nue pour les solides, qui devrait fournir une détermi-nation de l’équivalent mécanique de la chaleur. V étantle volume du liquide, d sa densité, P la pression quepourrait surmonter sa dilatation, D cette dilatation pourl’unité de volume, C la chaleur spécifique pour l’unitéde poids, on aurait

VDP = VdCE ou DP = dC E,qui permettraient de calculer E, si P était connu pourles principaux liquides comme le sopt les autres quan-tités qui entrent dans l’équation.

On pourrait croire que ce terme P doit avoir unrapport intime avec la compressibilité des liquides,qu’on devrait faire de celle-ci l’usage que nous avonsfait de l’élasticité des solides ; mais il est facile de re-connaître qu’il n’en est rien. L’incompressibilité près •que totale des liquides ne résulte pas de la résistanceopposée par des forces moléculaires, mais de ce qu’auxtempératures où ils ne donnent pas de vapeurs ayantune tension appréciable, leurs molécules n’ont pas d’ac-tion les nncs sur les autres; elles transmettent seule-ment les pressions sans engendrer de travail molé-culaire sensible. Aussi, dans les expériences sur la com-pression des liquides, n’a-t-on jamais constaté pour lesplus grandes charges le dégagement de quantités dechaleur appréciables, et M. Régnault, dans des expé-riences très-délicates, a pu s’assurer qu’une compres-sion de 10 atmosphères ne produisait pas un échauffe -ment de de degré centigrade.

On pourrait toutefois obtenir ces valeurs de P ùl’aide de l’appareil d’OErsted, qui sert à étudier lacompressibilité des liquides. 11 suffirait d’observer lesrésistances à la compression à diverses températures,de manière à atteindre le point où s’opérerait la com-pensation exacte entre l’effet de la chaleur et la com-pression, ce qui donnerait la valeur de l’effort qui

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