MACHINE A VAPEUR.

MACHINE A VAPEUR.

puisque nous avons vu que le maximum théorique dutravail engendré par une calorie ne pouvait dépasser•TM kil. met. C’est même sur Pair échauffé que nousavons raisonné pour évaluer tout le travail possible.Donc, à moins d’erreur, il est impossible de dépasserla limite que nous avons fixée.

Qu'est-ce que la consommation de chaleur ? — Peut-on

reprendre la (kaleur qui a servi à produire un travail

mécanique?

Mais peut-être diront les admirateurs du nouveau,vous raisonnez juste quand vous admettez que le pas-sage de la chaleur d’un corps chaud à un corps froidpeut être assimilé à une consommation de chaleur. Or,la chaleur existe* toujours dans le corps qui a fonc-tionné dans la machine; si donc, et c’est là la grandedécouverte annoncée, vous la reprenez à la sortie ducorps de pompe, votre théovie est en défaut.

Pour rétablir les vrais principes, que la crainte dumouvement perpétuel commence à faire apprécier, éta-blissons en quoi consiste le mode d’action de la cha-leur pour produire un travail, et voyons si on peutretrouver celle qui a été employée par un appareilquelque ingénieuse qu’en soit la disposition.

Si l’on chauffe le gaz renfermé dans un corps de pompe,fermé par un piston, il en résultera un accroissement depression qui forcera le piston à s’avancer, et la chaleurservant à échauffer le gaz aura deiîx effets, l’un d’ac-croître sa chaleur sensible , l’autre d’accroître sa quan-tité de chaleur latente en raison de l’accroissement devolume. Sf l’on cesse d’échauffcr le gaz et qu’il con-tinue à se détendre, sa chaleur sensible diminuera; satempérature s’abaissera. (C’est là une des lois les pluscertaines de la physique, rappelons la production de laglace sur le plateau de la machine pneumatique, etmille autres expériences.)

Si donc on laisse prolonger cette détente, l’excès depression sera bientôt nul, mais l’excès de températuresera nul également. On aura utilisé tout le travail quele ga* pouvait produire., mais il n’y aura plus de gazéchauffé, de gaz pouvant céder de la chaleur à un corpsà la température de l’air ambiant.

Quelle chaleur y avait-il alors à reprendre? aucune.Sans doute en n’utilisant pas toute la chaleur on pour-rait en retrouver une partie, mais il est clair que cellequi aura produit un travail, un écartement des molé-cules, ne sera plus sensible.

Insistons sur ce point. Lorsqu’on chauffe un gaz, laquantité de chaleur nécessaire pour élever sa tempéra-ture de 1 degré est différente suivant qu’il est soumisà une pression constante ou qu'il reste sous le mêmevolume. La quantité de chaleur nécessaire dans le se-cond cas, pour élever la température du gaz de 1 de-gré, ce qu’on appelle la chaleur spécifique à volumeconstant, est moindre (de 4/3 pour les gaz simples)que la chaleur spécifique à pression constante. La dif-férence est la quantité de chaleur nécessaire pouréchauffer le gaz qui augmente de volume, pour con-server pendant ce temps son élévation de température ;c'sst la quantité de chaleur qui correspond au travaildu gaz qui change de volume (indépendamment de toutedétente) ; or, cette partie ne se retrouvera pas, car nousne pensons pas qu’on veuille comprimer le gaz pour laretrouver, c’est-à-dire consommer une quantité de tra-vail précisément égale à celle produite. Ce moyen seraitle seul, car le contact avec des parties à la-températureprimitive, sans changement de pression, ne permet deretirer de l’air que la chaleur sensible qui n’a pas étéabsorbée, rendue latente tant par le changement de vo-lume pendant réchauffement que par la détente,- aprèsque celui-ci a cessé.

Ainsi donc nous pouvons établir en principe, soitqu’on emploie l’action directe de l’air échauffé à tem-

pérature constante, soit qu’on emploie la détente, etpur suite qu’on le refroidisse, l’air ne peut être employédans une machine sans consommer , rendre latente unequantité de chaleur proportionnelle au travail méca-nique produit, et ce dernier ne saurait dépasser, quelque soit le système employé, le chiffre du travail théo-rique. La consommation, loin d’être nulle, serait doncconsidérable pour un grand travail mécanique.

Quant à l’idée de retrouver toute la chaleur elle estfausse de tout point, à moins toutefois que la machinene soit tellement combinée qu elle ne produise aucuntravail. En tous cas, la seule partie de la chaleur quel’on retrouve est celle qui n’a pas produit de travail,et nou9 avons bien raisonné quand nous avons établià l’article calorie la correspondance exacte entre letravail produit et la consommation proportionnelle dechaleur, la quantité de chaleur rendue latente.

De la machine à vapeur comparée à la machine à air.

C’est en comparant la machine à air chaud à lamachine à vapeur, que la valeur exacte de la premièresera facilement appréciée. D’après les principes quenous avons établis, il est évident qu’elle peut parfaite-ment lutter avec les machines à air chaud, à moinsque les modifications de l’état moléculaire ne fassentnaître des pertes très considérables.

Mais avant d’étudier comment les choses se passent,voyons ce qu’a de fondé l’opinion d’un savant acadé-micien, qui pense que la machine à vapeur perd les49/20* du travail que la chaleur peut produire.

Quoi ! c’est à un semblable résultat que seraient par-venus les travaux de tant d’inventeurs, d’ingénieursdistingués? La chose est peu admissible h priori, etles résultats de la théorie indiquée ci-dessus paraissentbien plus probables.

Si la valeur théorique du travail mécanique qu’il estpossible de produire par une unité de chaleur est infé-rieure à 440 kil., si le principe établi dans l’articlecalorie est incontestable, le travail de 4 kil. dehouille ou de 7,500 calories sera inférieur à 825,000 kil.Or, la condition essentielle de tout chauffage étant untirage par l’air chaud qui exige une certaine quantitéde travail, et la nécessité de faire face au refroidisse-ment par rayonnement de tout l’appareil ne pouvantêtre évitée, on ne peut évaluer le travail mécaniquepossible à plus de 0 ou 700,000 kil. mét.

Maintenant si nous étudions les machines les plusparfaites, nous verrons que celles de Cornouailles brû-lent moins de 4 kil. de houille par cheval et par heure,ou pour produire 300,000 kil. mèt., c’est-à-dire qu’el-les rendent un travail utile de 45 à 50 p. 400, indé-pendamment du tirage du fourneau, véritable travailmécanique. Les machines les plus parfaites de l’indus-trie brûlent 4 k ,50, c’est-à-dire donnent 30 p. 4 00 dutravail utile. Nous voici bien loin du vingtième utilisé.

Sans doute bien des machines, celles des bateaux àvapeur notamment, donnent des résultats moins satisfaisants, mais qu’en doit-on conclure? n’est-ce pas qu’ilimporte de perfectionner ces dernières en analysant lesconditions de bon travail des premières. Ce résultatn’est-il pas bien plus certain, plus facile à atteindre quede chercher à construire des machines sur de nouveauxprincipes ?

Revenons au mode d’opérer de la vapeur dans la ma-chine à vapeur, et surtout examinons le point par le-quel elle différé de la machine à air chaud, les chan-gements d’état moléculaire. Ce qui la rend d’aborddifférente de toute machine qui fonctionne à l’aide degaz, d’air, c’est qu’on injecte de l’eau dans la chaudièrepour la chauffer. Cette différence, loin d’être une in-fériorité, est au contraire la cause de la supérioritéincontestable de la machine à vapeur, ce qui la rendinattaquable. Qu’est-ce en effet que l'eau dans ce cas?n’est-ce pas du gaz liquéfié dont on dispose, au lieu