CALORIE.

CALORIE.

Nous pouvons évidemment négliger les opérations 4,

5 et (), nécessaires théoriquement pour recommença*l’opération fondamentale; et dauslcsquelles, après avoirrefroidi le gaz par le contact du corps B, on le com-prime pour l’amener ii la température du corps A, et onle laisse ensuite dilater au contact de ce corps, ce qui,pour d’autres petites différences de température, four-nit une dépense et un produit de travail sensiblementéquivalents.

Si l’on cherche h appliquer le meme calcul à d’autresgaz, et notamment à des gaz composés qui soientsoumis à des lois différentes de celles qui régissentles gaz simples et qui varient peu d’un gaz à l’au-tre, on trouve dez résultats qui n’approchcnt qu’assez peu du chiffre ci-dessus. Ainsi nous avons trouvépour l’acide carbonique 89, pour l’oxyde de carbone99 kil. met.

Mais il est juste d’observer que ces chiffres sont ob-tenus à l’aide de résultats d’expériences de chaleurspécifique d’une valeur plus que douteuse, et qui néces-sairement causent ici des erreurs considérables.

En attendant des déterminations plus précises, nousadmettrons 110 kil. met. pour la valeur de travailthéorique d’une calorie.

Le travail théorique d’un kil. do charbon déve-loppant par sa combustion 7,500 calories, seraitdonc 110 X 7,500 rz 825,000 kil. met.

Comme le refioidissement et le tirage du fourneauoccasionnent toujours une dépense de près de moitié'de la valeur calorifique du combustible, comme il fauttoujours une dépense considérable de travail pour opé-rer la combustion dans le fourneau le mieux établi(voyez tirage), le maximum pratique ne peut guères’élever au-dessus de 4à500,000kil. inèt. En effet, dansla plupart des chaudières les mieux établies, on n’évaporepas plus de ^ à 8 kil. d’eau par kil. de charbon, cequi revient aux chiffres de 4,500 à 5,200 calories parkil. de houille. Les machines si parfaites de Cor-nouailles qui, comme nous le verrons a machine avapeur, rendent par kil de charbon jusqu’à 300,OOf)kil. mèt. de travail utile, soit de (30 à 75 p. -100 detravail qu’il est possible d'utiliser, sont donc bien plusvoisines de la perfection réalisable en fait de machinesqu’on n’admet généralement.

M. Joule, de Manchester, a fait un grand nombred’expériences dont il nous faut dire quelques mots ; caril s’est proposé de déterminer la quantité de travail né-cessaire pour échauffer l’eau de 1°, évidemment inspirépar l’expérience bien connue de Davy, qui fondait laglace en faisant frotter des morceaux de glace l’un surl’autre. D'un grand nombre d’expériences qui con-sistent à faire tourner un agitateur dans l’eau, à l’aided’un poids connu descendant d’une hauteur facile-ment mesurable, il a pu conclure, en mesurant l’ac-croissement de température produit dans le liquide,le rapport entre le travail mécanique dépensé et laquantité de chaleur produite. Il espérait sans aucundoute en déduire la relation inverse, mais le résul-tat de ces expériences, faites en général près dezéro, nous paraît prouver fort peu de chose sous cerapport.

Voici les chiffres que nous trouvons dans les ou-vrages anglais :

D’après des expériences nombreuses faites à des tem -pératures qui passaient de 32 à 33° Earcnheit, il fallait772 livres pieds pour élever 1 kil. d’eau d’un degré.Or, 32° correspond à zéro du thermomètre centigradeet 33 à 0,5(3 ; ainsi il eût fallu pour échauffer l’eau de 1".

772 : 0,56 : : x : l. ce = X108= 1371 liv. pieds.

La livre anglaise = 0,37 ; le pied anglais = 0,30.Pour I kil. x : 1 : : 1378 : 0,37 x — 3724.

Enfin, la livre pied anglais =0,37X0,30 = 0,111kil. mot.

Donc une calorie est produite par 413 kil. mèt.

Ce résultat prouve tout simplement qu’une grandepartie du travail mécanique dépensé dans ces expé-riences ne produit aucune augmentation de tempéra-ture; le mouvement imprimé se perpétuant et l’actionse prolongeant beauooup, ce qui ne produit pas de cha-leur sensible. Cela résulte trop évidemment du moded’opérer pour être discutable, et par suite il n’est pasadmissible qu’une calorie pftt produire 413 kil. mèt.,comme on devrait le conclure s’il était possible querexpérience ne laissât rien à désirer.

2° Corps solides. Rappelons d’abord que les solidesayant une force de cohésion que le calorique détruiten partie, avant de pro.luire un effet sensible, il y ad’abord une. partie de travail annulé par cette cause,mais cette quantité est restituée lorsque, par le refroi-dissement, le corps revient à sou état primitif.

. La physique ne fournit pas les données suffisantespour calculer les effets dus à la dilatation des solides.Ou connaît seulement l'étendue des dilatations, maisnon l’effort qu’elles peuvent produire. Chacun connaîtl’application faite par Molard pour redresser les mursdu Conservatoire, exemple qui, ainsi que nombre defaits, prouve que la force ainsi engendrée est considé-rable si le chemin parcouru est petit. Des expériencesbien faites, consistant à mesurer le poids qu’une barrede fer pourrait soulever par son refroidissement, con-firmeraient le principe posé.

Les faibles mouvement', produits par la dilatationdes corps solides, rendent leur emploi presque impos-sible pour rétablissement de machines pouvant les uti-liser. Il faudrait employer des mécanismes compliqués,des pièces d’une grande force pour transmettre despressions énormes, etc. Le seul moyen qui n’a guèreété employé que dans des appareils régulateurs, qu’onpeut considérer comme employé à produire une pres-sion et une traction, consiste à faire dilater et refroidirsuccessivement une barre de métal liée .avec la résis-tance, moyen trop imparfait pour que nous ayons ànous y’ arrêter. '

Revenons à la détermination théorique du travailproduit par la chaleur servant à dilater un corps solide,et voyons si elle nous fournit quelques résultats ten-dant à vérifier, ou au moins à rendre de plus en plusprobable le principe que nous avons établi par desconsidérations théoriques.

Nous ne nous occuperons que des corps sur lesquelsla chaleur agit sans causer d'altération, des métaux,par exemple, et non des bois, des pierres, etc., que lachaleur décompose.

Lorsqu’une certaine quantité de chaleur vient à a<rirsur un corps solide, à une certaine température, elleéquilibre partie de la force de cohésion qui réunit lesmolécules, et devient sensible par une dilatation. Cettepartie seulement produit un effet mécanique; puis, par, le refroidissement, la force de cohésion rapproche lesmolécules. Les lois de ces actions, de ces détentes suc-cessives, dépendent du mode d’action des forces molé-culaires, en raison des variations infiniment petites de! l’écartement des molécules.

j II paraît impossible d'étudier théoriquement des| questions aussi complexes; peut-être expérimentale-! ment pourrait-on arriver à constater la valeur du tra-! vail mécanique produit pour une même quantité do| chaleur communiquée à des corps solides différents, et| en déduire quelques données précieuses. Toutefois,

: de semblables expériences offriraient de grandes diffi-! cultes.

Mais il est une température où le travail mécanique: produit par la chaleur communiquée à un corps a unevaleur plus facilement assignable. Nous voulons parler