ÉQUIVALENT DE LA CHALEUR.
ÉQUIVALENT DE LA CHALEUR.
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chute, du travail total correspondant à la chute totaledu mouton, on a bien le travail qui a produit l'écrase-ment, les ruptures moléculaires, source de la cha-leur.
Malheureusement dans la sonnette à battre les pieuxque j’ai employée, le mouton n’étant pas guidé de ma-nière à tomber toujours parallèlement, ne permet pasde faire bien convenablement cette correction. Leplomb étant attaqué obliquement par une partie varia-ble de la surface supérieure, il sc produit de petits écra-sement partiels qui empêchent de faire une observationexacte. Pour ce point comme pour arriver expérimen-talement à nu chiffre plus approché de l’équivalentmécanique, il nous faudra construire un appareil plusprécis que celui que nous avons employé.
Quelques expériences nous ont indiqué une autrevoie pour déterminer cette correction en raison de lasurface qui reçoit le choc. Nous avons reconnu que0 k,,, ,oo étant, d’après M. Ardant, la résistance vived’un millimètre carré de rupture pour un fil plomb de4 mètre de long, celle-ci ne peut descendre au-dessousde 0 k,n ,07 pour un fil très-court, de 0,01 par exemple.Prenant la valeur de 0 k,l ‘,06 pour la résistance de larupture à l’écrasement (toujours plus grande que larupture par traction) d’une section d’un millimètre,nous trouvons, en mesurant la surface supérieure duplomb écrasé, une valeur de la correction dont il s’agitici, double de celle que nous avons admise dans l’ex-périence ci-après, ce qui prouve tout au moins qu’elleest loin d’être trop forte.
Expériences. Voici les chiffres d’une do nos expé-riences les plus nettes, choisie parmi plusieurs concor-dantes :
Le calorimètre
Quanlilê de chaleur
couteuait
Chaleur
qui rurrc.'itond à
kilog.
ipècifique.
l'échauffi'iueut de \o.
5,935
0,03U
0,19
-2
1
2
0,725
0,09
0,00
0,720
0,1-U
0,08
2,33
) k I
aiutUVTT! dso.i5f Travail > 459 > 8 kil °s-“*t-
Indications du thermomètre :avant la chute.11° 4 I
après la chute.12° J
Gain.
Quantité de chaleur pour! de 4° = 2,33x4=4 w \86.Kquivalent(sans correction), 439,8 : 4,86 = E = 247.
Nous avons cru reconnaître clairement que le mou-ton ne produit d’écrasement qu’à des chutes supérieuresà 0,26; ne produit donc aucun écrasement pour chutede 0,245. Le véritable travail produisant de la chaleurn’est donc que 440x0,80 = 352, et le véritable équi-valent fourni par l’expérience est 352 : 1,8G=E=189.
Ainsi la production d’une calorie pour moins de 250kilogrammètres, voici ce que le thermomètre montre,ce qui infirme sans contestation possible le chiffre deM. Joule, abstraction faite de toute correction. Entenant compte de la plus importante qu’il y ait à faire,E = 4 90 est une valeur supérieure à l’équivalent méca-nique de la chaleur, d’une quantité sûrement notable,à cause de la rusticité de l’appareil servant à produirele choc, dont les résistances intérieures de l’appareilqui naissent pendant la chute du mouton sont négli-gées, et à cause aussi de la difficulté d’observer sanspertes sensibles des différences de température peu con-sidérables.
Je résumerai l’esprit de cette expérience capitale enquelques mots :
Sans sc faire aucune idée préconçue de la nature dela chaleur, sans formuler aucune hypothèse, on nepeut se refuser à admettre comme un résultat direct etexpérimental que les effets de la chaleur, ce qu’on ap-pelle la répulsion calorifique et l’attraction qui produit lacohésion, sont de même ordre, le travail de Tune étantde sens opposé du travail de l’autre, comme le prouvel’écartement, sous l’influence de la chaleur, des molé-cules des corps solides réunies par des forces de cohé-sion, dont la résistance de ces corps à la traction mon-tre la grandeur.
Ceci étant posé, et l’écrasement du plomb fondu (dontla densité reste constante) dégageant de la chaleur,nul doute que celle-ci ne doive être eu quantité égale àcelle qui sc dégagerait par le refroidissement (déduc-tion faite de la chaleur spécifique.propre aux molécules)après un éehauffement qui eût produit par dilatation unmême effet mécaniquequcTécrasement.quieût surmontéla cohésion des molécules séparées par le choc, qui leseût amenées à un état moléculaire identique. C’est uneconversion de travail en chaleur par l’intervention desforces moléculaires d’une grande netteté (inverse de lafusion qui consomme la chaleur latente pour détruire lucohésion, exemple capital de conversion de chaleur eutravail, sans variation de température), ne donnant paslieu à des phénomènes secondaires, à des déperditionsde travail pouvant en altérer la valeur. Il n’y a pas làrien de complexe, d’incomplet comme on Ta dit, rienqui tende, tant s’en faut, à donner un chiffre trop fai-ble. C’est une expérience de physique dynamique quimet en présence quantité de travail et quantité de chah ar correspondante, c’est-à-dire des imités complètes,à l’inverse de nombre d’expériences qui ne donnentqu’un des facteurs de la quantité de travail ou de cha-leur, un élément dont Tutilisation est souvent erronée.De plus, ce ne sont plus des actions moléculaires fai-bles, peu connues, comme celles mises en jeu dans lesexpériences qu’on nous oppose et qui reposent sur lebattement de Tcau, les frottements, etc., actions quin’engendrent que peu de chaleur pour un travail no-table qui donne lieu à des pertes certaines, dont il yaurait à tenir compte pour conclure avec exactitude dela chaleur produite le travail que celle-ci peut théori-quement engendrer.
Résumé.
Si nous résumons les résultats obtenus dans cette se-conde voie, en déterminant la chaleur produite pat untravail donné, ce qui fournit une limite très-supérieure,puisqu’on ne peut jamais enregistrer la totalité absoluede la chaleur dégagée, que dans tous les cas rapportésci-dessus les pertes de travail sont sûrement impor-tantes, nous pourrons tracer le tableau suivant :
Gaz . — Pas d’expériences connues en détail.
Liquides. — Frottement entre molécules liquides ouentre surfaces de solides avec interposition de liquides,valeurs de E : Joule, 430 ; — Beaumont et Mayer, 550;— Ilirn, 370.
Solides. — Mes expériences d’écrasement, 4 89.
11 est bien évident qu’à moins de nier complètementla théorie de l’équivalent de la chaleur et la réduction àl’absurde, si logique de S. Carnot, il faut admettreles chiffres les plus faibles comme ayant seuls de la va-leur; les plus forts correspondant à. des expériencestout à fait grossières, soit quant aux mesures, soitsurtout parce que le travail s’est dispersé sans produired’effet calorifique mesurablo dans l’appareil.
§ IV. VÉRIFICATION.
Il semble que j’aieépuisé les modes de déterminationpossibles de l’équivalent mécanique de la chaleur, deslimites supérieures et inférieures, à l’aide desquelles ou