PRODUCTION DE LA CHALEUR.
PRODUCTION DE LA CHALEUR.
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donne le moyen, une fois déterminés les autres termesdes équations par des expériences do physique, detrouver les équivalents mécaniques des corps, et parsuite de constituer la mécanique chimique. Suivonsdonc cette nouvelle voie, et les résultats auxquels nousarriverons résoudront toujours en meme temps lesquestions relatives à la production de la chaleur, puis-que c’est en réalité une seule et meme théorie.
Les réactions entre corps composés diffèrent decelles que nous venons d’étudier par la nature complexedes atomes des corps entre lesquels elles se produisent,î/effet (le la cohésion qui constitue ceux-ci par laréunion d’atomes simples est de faire que leur décom-position, qui précède la formation du nouveau com-posé, entraîne une consommation de chaleur corres-pondante à la quantité de travail mécanique nécessairepour effectuer la désunion moléculaire.
C’est la conséquence forcée de l’analyse précédentede la combinaison des corps simples.
De meme qu’il faut souvent une certaine quantité dechaleur additionnelle pour faire naître des combinai-sons, pour rompre les cohésions moléculaires de corpssolides et permettre le libre mouvement des atomesqui doivent entrer en combinaison , de même il faut,en général, l’emploi d’une quantité suffisante de cha-leur pour rompre les cohésions entre atomes dissembla-bles, pour leur rendre leur mobilité. Autrement, leplus souvent, toute réaction est impossible.
En effet, si l’on doit dire que le3 composés prennentnaissance dans une réaction chimique en raison despropriétés des éléments simples qui se trouvent encontact, il faut toutefois poser cette restriction : queces cléments puissent se mouvoir librement, soienten état de produire le travail qui appartient à leur naturepropre; ce qui n’est pas possible, en général, sansaddition de chaleur étrangère, à cause de la chaleurantérieurement dissipée, lorsque se sont effectuées lescombinaisons qui ont produit les corps mis en présence.
Ainsi, si l’eau fait partie des éléments qui devrontservir à une nouvelle combinaison, en étant d’aborddécomposée, on devra faire entrer dans l’équation quipermettra de calculer la quantité de chaleur dégagée,non pas le travail 2 /II 4" 1 O nécessaire pour liquéfierles éléments de l’eau, ni celui T X '140 qui répond à lachaleur qui a été dégagée; mais AQ représentant letravail nécessaire pour séparer les éléments de l’eau ou
la chaleur équivalente j-y^ qui le produit, ou enfin son
expression —- =1 HO
AQ — /O — 2/II
'140
4- T expression de la
quantité nécessaire pour reconstituer l’oxygène etThydrogène libres à l’état liquide, pour que l'eau aban-donne en liberté les éléments qui lui ont donné nais-sance.
De même pour le sulfure de carbone, le travail SGcorrespondant à la rupture de la cohésion atomiquedevra être déduit de l’équation donnée précédemment.
Par de semblables substitutions, on pourra, sans né-gliger aucune quantité de chaleur, établir l’équationqui donnera celle qui répond à une nouvelle combinai-son précédée de décompositions, dans laquelle n’entre-ront, avec l’équivalent mécanique de cette combinaison,que des quantités connues ou qui appartiennent auxcorps simples.
La forme générale de l’équation dans laquelle pour-ront être introduites ces valeurs équivalentes estd’ailleurs la même que celle établie pour les corps sim-ples, dans le cas de combinaisons dans lesquelles en-trent des éléments solides, la cohésion des atomes descorps composés remplaçant celle des corps solides.
Soient A et R, les équivalents mécaniques des corpscomposés entre lesquels la réaction a lieu, dont la dé-composition exige des quantités de travail représentéespar — A,—B, a, 6, les quantités de travail nécessairespour les amener à l’état liquide, à la température zéro,— A ±a, — B ± b, représenteront les quantités detravail qui seront consommées lorsque les éléments en-treront dans une nouvelle combinaison ( -|- a, -J- b serapportant à l’état gazeux diminueront ces quantités).Si ztz T représente la chaleur dégagée ou absorbée parla nouvelle réaction, E l’équivalent mécanique du com-posé dégageant une quantité de chaleur en raison desa grandeur, dz e la quantité de travail nécessaire pourl’amener à l’état liquide, à zéro, on aura l'équation :
— A±a — lïdb b — T X 440 — E±e.
La quantité T (si la réaction peut avoir lieu sanschaleur étrangère) est toujours positive, de signe con-traire avec E, puisque la chaleur dégagée du fait de lacohésion atomique est comprise dans la chaleur totaledégagée, A et B sont de signes contraires avec E (dumême cGté du signe =), puisque les cohésions atomi-ques A et B consomment de la chaleur, sont détruites,quand E dégage de la chaleur en prenant naissance.
L’équation fondamentale ci-dessus permet d’établir,à l'aide d’une expérience calorimétrique, l'équivalentmécanique d’un corps produit par une réaction en^recorps dont les équivalents sont connus ; les quantités a,6, e, répondant à l’état physique des corps, étant éga-lement déterminées par expérience.
Lorsque l’équivalent du corps aura été obtenu aumoyen d’autres réactions, l’équation donnera la me-sure de la chaleur dégagée, en un mot, pourra servir àcalculer un terme quelconque de l’équation, difficile àobtenir directement. Suivant les cas, le travail de liqué-faction d’un gaz ou la chaleur latente d’un solide seral’inconnue qu’elle permettra de déterminer. Renfermanttous les éléments qui sont propres à un corps, qui ré-pondent à sa nature intime, elle fournit les relations quiexistent entre les phénomènes moléculaires et les effetscalorifiques ; elle permet par suite de déterminer unterme inconnu quand les autres sont connus.
J’ai supposé plus haut que les molécules complexesdes éléments se décomposaient pour former le composénouveau. Souvent il n’en est pas ainsi, dans la forma-tion des sels, par exemple. On doit raisonner alorscomme dans le premier cas, et l’équation ci-dessus seréduit à :
±o±6 = T X 140 — ˱e
déjà donnée précédemment.
REMARQUES SUR LES EQUIVALENTS MECANIQUES DESCORPS SIMPLES ET DES CORPS COMPOSES .
L’équivalent mécanique d’un corps composé étantdéfini : la quantité de travail mécanique nécessaire pourdétruire la cohésion qui réunit ses atomes, commentpeut-on définir l’équivalent mécanique d’un corpssimple? C’est la fraction de l’équivalent mécanique ducomposé qui provient de chacun des éléments.
Ainsi, si nous considérons les combinaisons (équiva-lent à équivalent) de l’oxygène avec divers corps simples,a, fr, c... (tous ramenés à une même température et àl’état liquide); les équivalents de ces composés étantA, B, C..., O étant l’équivalent mécanique de l’oxy-gène a, £, *y. ceux des corps simples a, 6, c..., siI on pose : O -f- a = A, O ë = B, Ô -J-q — C..., ondoit pouvoir déduire d’un nombre suffisant de sem-blables équations les valeurs des équivalents mécani-ques des corps simples, dont la somme donnerait l’équi-valent mécanique du composé, comme cela a lieu pourles équivalents chimiques.