production de i.a chaleur.

PRODUCTION DE LA CHALEUR.

T comprenant la chaleur de liquéfaction de la vapeurd'eau formée, ainsi que celle dégagée paT le refroidisse-ment à zéro de la combinaison, à partir de la tempé-rature produite lorsque la réaction a lieu.

Voyons quelle forme prend cette équation dans lesdivers cas qui peuvent se présenter.

Supposons d’abord que l'un des corps élémentairessoit solide; nous devrons tenir compte de la chaleurlatente de fusion de ce corps, en la faisant entrer dansl’équation avec le signe —, puisque c’est la quantité dechaleur qu’il faut communiquer au corps pour l’ameneril l’état liquide, quiesteelui considéré dans ta combinai-son formée. De plus, le corps liquéfié n’ayant pas engénéral la température zéro, au-dessus et au-dessous delaquelle nous mesurons les températures, il faudra sous-traire de cette chaleur latente L le produit (C — c) N,N étant le nombre de degrés du point de fusion, C lachaleur spécifique du liquide provenant de la liquéfac-tion des corps, c celle du solide. On amènera le solidede zéro au point de fusion, puis il sera liquéfié : on auraainsi tenu compte de sa cohésion moléculaire ; enfin onramènera fictivement le liquide à la température zéro, àlaquelle on compare les phénomènes.

Les memes observations s’appliqueraient au com-posé, s’il était solide.

Supposons qu’au lieu d’être liquide le produit soitgazeux, il faudra ajouter au travail correspondant à lachaleur dégagée le travail nécessaire pour liquéfier legaz h la température zéro, faire îa somme de la chaleurdégagée pendant la réaction, et de celle emmagasinéepar le composé gazeux.

Ainsi la réaction qui produit l'acide carboniques’établira ainsi entre les équivalents des corps élémen-taires pour obtenir l'équivalent du composé, en repré-sentant par Ac. carb. le travail qui serait nécessairepour séparer les éléments d’un équivalent, et par L Car.la chaleur latente de l'équivalent du carbone :

— (L Car. — (C — c) N) 140 -h 2 t O =

T X 140 -f* (Ac. carb. — Ac. carb.

Nous savons que le travail t Ac. carb. nécessairepour liquéfier l’acide carbonique est 57 kilogrammètrcspar litre.

L’équation de l’acide sulfureux serait de même

— (L S — (C — c) N) X 14 0 + 2 (O =

T X '140 + fAc.sulf. — Âc. suif.

En général ± a ; ± 6, représentant le travail positif4 u négatif nécessaire pour liquéfier les corps simplescomposants, T la chaleur sensible dégagée par la com-binaison, E l’équivalent mécanique du composé, zh e letravail nécessaire pour l’amener à l’état liquide, à zéro,on a l’équation générale : •

± a ± b = T X 140 — E ± e.

L’inspection seule de cette équation permet de tirerplusieurs conséquences importantes.

Elle indique que lu quantité de chaleur dégagée pourdes états peu différents des composés est, en général, enraison de la nature des éléments; qu’ainsi la combus-tion de l’hydrogène dégagera beaucoup plus de chaleurque celles du soufre et du carbone. De même tout étant

peu près semblable d’ailleurs, la chaleur dégagée esten général d’autant moindre que le travail propre aucomposé est plus grand ou inversement. Ainsi on sait,par expérience, que îa chaleur dégagée lors de la combi-naison du charbon, par exemple, avec une moléculed’oxygène, est plus grande pour la seconde que pour lapremière. L’équation indique comme conséquence quele second composé doit être le plus aisément liquéfiable(la valeur de e être moindre) ; ce qui est bien vérifiépour 1 acide carbonique et l’oxyde de carbone, etc.,faits peu compréhensibles pour les chimistes qui ne tien*lient compte que de l’état physique des élément 5 .

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Pour les mélanges de liquides,- l’équation devenant0 = T X 140 — L donne l'équivalent mécanique dumélange, de l'hydrate formé si un des liquides est del'eau. Ainsi l'observation de la chaleur dégagée »\irl'acide sulfurique monohydraté dans l’eau donne 0 c ,Ô6ipour 1 gramme, avec un équivalent d’eau, soit, pour5 grammes, 0,064 X 140 X 5 = 45 kilogrammètrcspour un équivalent, l’unité étant 1 gramme d’oxy-gène, sans qu'il y ait à tenir compte, comme on l’a tentélaborieusement, des effets physiques de contraction oude dilatation des liquides, qui ne changent qu’en raisonde la variation notable des dilatations des liquidesdont le point de solidification est différent, pour attein-dre une même température.

Pour les gaz dissous, l’équation donnetG = T X >40 — E,d’où la valeur de E peut être déduite.

t G

Ainsi pour le gaz sulfureux = 0,094 pour 4S,

par expérience on a trouvé T = 0,1204, d’où £ égalepour 4 grammes, ou un équivalent = I8 k °, 40.

Pour les solides, il y a nécessairement, lors de lamanipulation, addition d'une quantité de chaleur im-portante qui reste incorporée en grande partie dans lecomposé le plus souvent, ce qui ne permet pas de rienprévoir d'une manière générale. Ainsi le sulfure decarbone, produit par une réaction entre deux corpssolides à la température ordinaire, est obtenu à l’aided’une quantité de chaleur considérable qui porte lesoufre en vapeur sur le charbon incandescent. 11 en ré-sulte un produit liquide, et en appelant T la quantitéde chaleur ajoutée pour effectuer la combinaison, T’celle qui persiste dans le composé, formé à l'état devapeur, on peut établir entre les corps ramenés à l'étatliquide, à zéro, l’équation.:

T x -140 — (LS — (C — c) N) 440 —

(LCar. — (C — cj N’J 4 40 = T’ X 4 40 — SC.

Une expérience directe de MM. Favre et Silbennann,et se rapportant au sulfure de carbone, montre bienl’influence des termes qui se rapportent aux chaleursde fusion des corps solides, qui, pour le charbon no-tamment, doit être très-grande.

Ces savants, en calculant la chaleur qui devrait êtredégagée par la combustion du soufre et du carbone prisà l'état solide, ont appliqué ces chiffres à la détermina-tion de la chaleur que devait produire le sulfure de car-bone en raison de sa composition.

Ils ont ainsi trouvé pour la combustion des éléments,

pour 1 gramme de sulfure :

S. 0s r ,842l x2.?20= 4^,870

C. OB', 1579 X 8,080 = 4 L275

Total 3, I i0

La combustion directe du sulfure de car-bone a produit 3, 400

Soit en plus 0, 254

C'est-à-dire que bien qu’il sc produise une consom-mation de chaleur par la destruction de la cohésionatomique du sulfure de carbone, comme nous allonsl'expliquer ci-après, la quantité négative qui corres-pond à la chaleur de fusion des corps solides dans lacombustion des éléments séparés est plus grande. Cescorps étant à l'état liquide dans le sulfure de carbone,’la chaleur nécessaire pour les amener à l’état liquide,à zéro, est donc égale à celle qui correspond à la dé-composition du sulfure de carbone (genre d’effet quenous allons étudier dans le chapitre suivant), plusl’excédant indiqué par la différence trouvée ci-dessus.

Au point de vue de la combustion des corps simples,ce (pii précède forme une théorie complète de la pro-duction de la chaleur, en supposant déterminés leséquivalents mécaniques des corps, ou inversement,