24G ÉQUIVALENT DE LA CHALEUR. ÉQUIVALENT DE LÀ CHALEUR.

2. Mesure de la chaleur produite par un travaildéterminé, appliqué à un liquide.

Si l’on veut utiliser les liquides pour déterminer l’é-quivalent mécanique de la chaleur, ce n’est pas uneaction de compression que l’on peut employer. Presqueincompressibles, les liquides résistent à des pressionsconsidérables comme le fait le sable, et au lieu de pro-duire des actions intérieures, celles-ci sont reportées dupoint d’application sur les diverses parties de l'enve-loppe. C’est de cette manière que les liquides sont em-ployés dans la presse hydraulique, et c’est peut-être leprincipal mérite de cette belle machine, que le travailconsommé par la compression de l’eau y est presque nul.

Ce seul exemple montre, ainsi que les observationsfaites précédemment, que les compressions des liquidesne conviennent nullement pour les expériences que nousavons en vue, qu’elles ne correspondent pas à un tra-vail moléculaire pouvant se convertir en chaleur. On neproduit ainsi que des pressions sur les enveloppes, etpar suite des phénomènes d’élasticité d’une analyseimpossible.

Si cela est vrai pour des compressions énergiques deliquides, si celles-ci sont peu convenables pour déter-miner l’équivalent mécanique de la chaleur, parcequ’elles n’engendrent pas d’actions moléculaires, peut-on espérer de meilleurs résultats de compressionsfaibles, de simples frottements, c’est-à-dire de modifi-cations d’un ordre inconnu des actions presque millesdes molécules liquides les unes sur les autres? Il semble,à priori, qu’elles sont encore bien moins convenables,et que leur étude constitue l’expérimentation la plusdéfavorable, correspond au cas où la chaleur produiteparla compression des molécules est un minimum pourune quantité donnée de travail. Un semblable moded’opérer est donc tout à fait imparfait: les mouvementsimprimés se communiquant aux supports, se dissémi-nant dans la masse liquide, ne produisant que d’au-tres mouvements et non de la chaleur, le nombre fournipar l'expérience est aussi éloigné qu’il est possible dunombre exact.

C’est pourtant ce système défectueux qui a été em-ployé pour les seules expériencesdontles résultats aientété admis jusqu’ici parles savants, malgré nos anciennescritiques, trop fondées ce nous semble. Rappelons enquelques mots la plus célèbre de ces expériences :

Expérience de M. Joule. M. Joule suspend un poidsà une corde, qui fait tourner, en descendant, un axegarni d’ailettes qui plongent dans l’eau. La chute dupoids donne la mesure du travail; le mouvement desailettes dans l’eau dégagede la chaleur en raison du tra-vail moteur. De là il déduit la chaleur correspondantà un travail donné et inversement. C’est ainsi qu’il trouve431 kilog. mét. pour le travail d’une calorie.

11 n’est pas besoin de grande attention pour re-connaître qu’on ne peut obtenir ainsi qu’une approxi-mation grossière, et que dans ces expériences la partiemécanique est moins bien traitée que la partie physi-que. En effet, de ce qu’il faut une grande quantité detravail pour produire une calorie, il est erroné de con-clure qu’une calorie pourra engendrer cette grandequantité de travail. Si l’appareil de M. Joule devaitservir à faire mouvoir une roue destinée à élever del’eau, il faudrait lui appliquer, pour obtenir l’effet utile,le coefficient 0,40 ou 0,5ü. Bien probablement la trans-formation du travail en chaleur, loin de donner uneperte moindre, en occasionncune beaucoup plus grande ;et loin que l’expérience de M. Joule prouve l'exactitudedu chiffre -434, elle nous semble indiquer que le chiffreexact ne doit pas atteindre 200.

Ceci est indiscutable en principe, et lorsque l’on ré-fléchit comment des quantités de travail considérablessont rapidement absorbées par les mouvements orbi-

taires des liquides, un des plus puissants moyensd’amortir la force vive qui se rencontre dans la nature,on est forcé d’admettre qu’en ne tenant pas compte dela vitesse, de la force vive du liquide, qui continue àtourner sans donner de chaleur, M. Joule n’a pu obte-nir nécessairement qu’une limite supérieure, très-éloi-gnée de la valeur réelle, de l’équivalent mécanique dela chaleur. Ces observations infirment d’une manièresi radicale les résultats de l’expérience de M. Joule,qu’elles prouvent que les vérifications faites depuis, àposteriori, par d’autres voies et d’autres expérimenta-teurs, ne méritent qu'une confiance très-modérée.

Nous ferons bien apprécier l’influence du mode d’o-pérer, nous montrerons de suite la grande importancede ne pas employer le mode imparfait de produirela chaleur à l’aide d’un travail mécanique appliqué àproduire un frottement sur les surfaces lubrifiées, pouren déduire des conséquences théoriques erronées, encitant le rappport fait à l’Académie des sciences surl’appareil de MAL Beaumont et Mayer.

Appareil de MM. Beaumo)it et Mayer. — MM. Beau-mont et Mayer, reprenant la voie dans laquelle Rurri-ford avait obtenu de curieux résultats, ont combinéun appareil destiné à engendrer de la chaleur parle frottement, en faisant tourner à frottement unaxe garni d’un cordage graissé, dans un cylindre encuivre placé au centre d’un réservoir d’eau. D’aprèsles commissaires de l’Institut, voici les résultats ob-tenus :

« Le travail moteur étant de 8,50 chevaux, la pro-duction de vapeur par heure serait, avec l’appareil deces messieurs, de 6,56 kilog. Une bonne machine àvapeur à détente prolongée et à condensation, consom-mant 2 kilog. de houille par force de cheval et parheure, il faudrait 17 kilog. de houille par heure pour laforce motrice de 8,50 chevaux, quantité qui produirait136 kilog. de vapeur, 1 kilog. de houille vaporisant 8kilog. d’eau. Cet appareil n’utilise donc que 1/21 en-viron de la chaleur développée par le combustibleemployé pour le faire marcher. 11 faudrait une forcemotrice de 21 chevaux po\ir produire la vapeur corres-pondant à la force d’un cheval. »

Nous citons ce rapport parce qu’il montre bien com-ment le raisonnement de M Joule est erroné lors-qu’il propose de prendre le travail capable de produireune calorie pour celui que la calorie peut engendrer,sans s'inquiéter de la manière dont le travail se trans-forme en chaleur.

Ainsi dans le cas actuel S chevaux 50, c’est-à-dire8,50 X75 X 3600 kilogrammètres produisant 6 kil. 56de vapeur, c’est-à-dire 6,56 X 536 calories, on devraitconclure de ces résultats (sauf quelques correctionspour tenir compte des calories perdues par le refroi-dissement) que l’équivalent mécanique de la chaleur8,50x75x3600 .

estE=-=oo0 kilogrammètres, tout

6,56 X 636

comme M. Joule a trouvé E = 434.

C’est ainsi qu’on obtiendrait des chiffres croissantsavec l’imperfection des appareils, chiffres qui sont deslimites très-supérieures de la valeur réelle de l’équi-valent mécanique de la chaleur, mais non des valeursexactes de cet équivalent.

Si nous sommes près de la vérité, les résultats d’ex-périencc doivent l’indiquer. C’est ce qu’il est facile dedéduire de la précédente.

Le chiffre 550 servant à produire une calorie esttrop voisin de 430 pour ne pas démontrer combien cedernier est trop élevé. Comment le travail ainsi cal-culé, n’étant que de 25 p 100 plus fort que le travailthéorique, l’appareil ne reproduirait cependant que~- x delà chaleur dépensée dans la machine à vapeuractuelle? Ne sont-ce pas là deux faits complètement