Auguste Bertin

“ On sait comment on peut éliminer le travail interne en faisant parcourir au gaz un cycle fermé; on trouve alors la même expression analytique de l'équivalent. C'est ce qu'a démontré M. Rourget d'une manière élémentaire, dans l'excellent mémoire qu'il a publié en 1859, dans les Annales de chimie et de physique 1, et qui renferme une théorie complète des gaz et des machines à gaz. Il est vrai que, dans le calcul du cycle fermé, M. Bourget s'appuie sur la loi de Mariotte, et que, si le gaz ne suivait pas cette loi, le calcul serait différent. ”

“ Telle est la seconde proposition de la théorie mécanique de la chaleur. Elle est aussi générale que la première, en ce sens qu'elle s'applique comme la première à tous les corps ; mais elle suppose remplies certaines conditions dont la première n'a pas besoin. Au point de vue expérimental, la différence est bien plus marquée : le principe de Mayer peut être vérifié par l'expérience dans tous les cycles fermés; le principe de Carnot ne peut jamais l'être, parce que les conditions qu'il suppose satisfaites ne peuvent jamais l'être dans aucune expérience connue. ”

“ Dans la machine électro-magnétique de M. Leroux la chaleur était tout entière produite par le travailextérieur détruit. Lorsque le courant est fourni par une pile, il n'y a pas de travail extérieur consommé, mais il y a dans l'intérieur de la pile un travail moléculaire qui est exactement l'équivalent de la chaleur qui accompagne le courant. C'est ce qui ressort clairement des belles expériences par lesquelles M. Joule a montré que la chaleur produite dans un circuit voltaïque est proportionnelle au nombre d'atomes ou d'équivalents de zinc employés à produire le courant. ”

“ Avant l'établissement de la véritable loi des chaleurs latentes, la production du travail dans la machine à vapeur était un mystère et un embarras pour la nouvelle théorie, tandis que maintenant elle en est une éclatante confirmation. ”

“ Mais si l'on ne fournit pas de chaleur et si le gaz est renfermé dans une enveloppe imperméable, de telle sorte qu'il ne puisse ni en prendre ni en céder aux parois, la détente sera accompagnée d'un abaissement de température; la pression ne sera plus en raison inverse du volume, elle variera suivant cette autre loi : le produit de la pression par le volume élevé à une puissance dont l'exposant est le rapport des chaleurs spécifiques sera constant. Telle est la formule de la détente à chaleur constante, connue sous le nom de loi de Poisson. ”

“ C'est le principal mérite de la science moderne d'avoir pris pour base de l'étude de la chaleur la possibilité de ces transformations et la nécessité de leur équivalence; mais cette idée n'est pas aussi nouvelle qu'on le croit.
« Laplace et Lavoisier, en 1780, parlaient déjà des physiciens qui pensent que la chaleur est le résultat des vibrations insensibles de la matière, qu'elle est la force vive qui résulte des mouvements insensibles des molécules des corps 1. » ”

“ On y trouvera la démonstration de ce théorème singulier :
Quand une vapeur quelconque, saturée ou surchauffée, passe brusquement, et sans rendre de travail externe, d'un volume à un autre, le produit du volume par la pression est constant, comme si la vapeur était un gaz suivant la loi de Mariotte (avec cette différence toutefois qu'ici la température est variable) .
Ce théorème se trouve démontré pour la première fois dans la première édition de la Théorie mécanique de la chaleur (1862) . ”

“ L'existence de ce travail moléculaire ne permet pas de comparer la chaleur disparue au travail extérieur pour en déduire l'équivalent mécanique, comme a voulu le faire M. Hirn; mais la transformation de la chaleur en travail apparaît ici d'une manière évidente, et nous force de reconnaître que la machine humaine, si compliquée, est assujettie aux lois générales qui régissent toutes les machines thermiques.
Un phénomène inverse s'observe quand l'homme reçoit du travail au lieu d'en produire, quand il descend une montagne ”

“ Toutes les fois qu'un circuit fermé se meut devant un aimant, il se produit dans ce circuit un courant induit dont le sens est tel que, par sa réaction sur l'aimant, il tend à gêner le mouvement qui l'a produit. Si le circuit est formé par une masse métallique, tel qu'un disque de cuivre, le courant induit pourra prendre une grande intensité, et l'on éprouvera une grande résistance pour faire mouvoir le disque devant un électro-aimant puissant : on sera obligé, pour produire ce mouvement, de fournir un certain travail dont l'équivalent se retrouvera dans la chaleur gagnée par le disque. ”

“ Depuis la découverte du premier principe de la théorie mécanique de la chaleur, on a souvent insisté sur ce que, dans le monde matériel, la somme totale des travaux à accomplir et des forces vives moléculaires ou non moléculaires est invariable, malgré les transformations incessantes que l'on observe. ”

“ Si, dans un assemblage de machines de ce genre, on emploie, en se servant d'un communicateur convenable, la force vive d'un volant pour produire de la chaleur au moyen des unes, et cette chaleur pour rendre, au moyen des autres, de la force vive au volant, ces deux effets contraires sont égaux, et l'appareil, pourvu qu'on néglige les résistances passives, possède la même force vive à la fin de chaque période complète, après laquelle les mêmes mouvements se reproduisent dans le même ordre. ”

“ Cette quantité de chaleur et celle produite dans l'acte de la respiration étaient entre elles comme les excès de température de la guérite dans les deux cas.
On connaissait donc et la chaleur produite par l'homme soumis à l'expérience et l'oxygène qu'il avait absorbé. Au repos, ces deux quantités sont proportionnelles : la consommation de .1 gramme d'oxygène produit toujours 5 calories, à très-peu de chose près, quels que soient l'état de santé, l'âge de l'individu, etc. ”

“ Ce qui prouve que cette manière de voir est en opposition complète avec la théorie mécanique de la chaleur, c'est qu'elle conduit ainsi à admettre que, dans une machine à vapeur sans détente, le travail est produit sans consommation de chaleur. ”

“ Nous en concluons que la désagrégation des molécules de la glace et le nouveau groupement qui les constitue à l'état liquide sont une opération mécanique qui, lorsqu'elle s'opère sur 1 kilogramme de glace, exige un travail de kilogrammètres.
Ici encore la théorie intervient utilement pour nous indiquer les conséquences du fait fondamental emprunté à l'expérience. Quand de la glace à o° absorbe de la chaleur, elle fond et diminue de volume sans s'échauffer; toute la chaleur est absorbée par le travail de la contraction. ”

“ Pour 1 mètre cube d'eau, on trouve 70 millions de kilogrammètres. Le travail de désagrégation chimique du même corps égale l'équivalent de la chaleur de combinaison; il est connu d'avance, et, opérant en sens inverse, on en déduit au contraire l'attraction au contact chimique, qui est, dans le même liquide, vingt-quatre fois plus grande que l'attraction au contact physique.
C'est en rapprochant son théorème sur la désagrégation totale de ses études relatives aux forces de réunion, que M. Dupré a obtenu la première donnée qu'on ait vue paraître dans la science sur le nombre des molécules. ”

“ Autrefois on attribuait les phénomènes de la chaleur à une substance matérielle, à un fluide impondérable qu'on appelait le calorique. Aujourd'hui tout le monde est d'accord pour regarder la chaleur comme un mouvement vibratoire analogue au mouvement lumineux. ”

“ La force qui imprime à un corps une certaine vitesse doit faire un travail précisément égal à la moitié de la force vive communiquée à ce corps; et, réciproquement, toute destruction de force vive produit un travail égal à la moitié de la force vive détruite. ”

“ La pile est une vraie machine dans laquelle le travail moteur fourni par l'action chimique et mesuré par l'équivalent calorifique du couple est consommé par les résistances passives du circuit. Dès que le courant est établi, son intensité croît rapidement, jusqu'à ce que l'égalité soit atteinte entre le travail moteur et le travail résistant. Cette égalité est toujours possible, parce que le travail moteur croît proportionnellement à la quantité de zinc dissoute dans l'unité de temps, et par suite proportionnellement à l'intensité du courant ”

“ Les résultats de l'expérience de Gay-Lussac peuvent s'exprimer, dans le langage de la science moderne, sous une forme à la fois trèssimple et très-nette : toutes les fois que les changements de volume d'une masse gazeuse ne sont pas accompagnés d'un travail extérieur, il n'en résulte pas de variation de température; et, puisque la production du travail interne seule ne donne lieu à aucune destruction de chaleur, il faut en conclure que ce travail interne est nul dans les gaz. ”

“ Il en résulte, suivant lui, que le principe est à priori très-probable, mais non absolument certain ; car le mouvement perpétuel résulterait ici de la transformation de la chaleur en force vive des masses ; or on regarde aujourd'hui la chaleur comme une force vive moléculaire , et il n'est pas évidemment impossible qu'elle produise une force vive dans les masses : ce n'est même vrai qu'avec des restrictions compliquées qui s'opposent entièrement à ce qu'on déclare la chose évidente. ”

“ M. Dupré a fait voir qu'aucune démonstration à priori n'est acceptable ; puis il a donné au second principe une forme nouvelle, fixant d'une manière précise son sens mécanique; il le nomme principe de l'égalité de rendement et l'énonce ainsi : Toutes les machines thermiques périodiques où ne se produit aucune chute de chaleur, fonctionnant entre les mêmes températures, offrent un même rendement, c'est-àdire donnent le même travail pour une même quantité de chaleur, ou la même quantité de chaleur quand on leur fournit le même travail ”

“ Après avoir constaté ainsi l'égalité de rendement de machines nombreuses et variées, sans rencontrer aucun cas d'exception, il devient impossible de contester la généralité du principe à l'aide duquel on peut étudier ensuite les modifications éprouvées par les corps lorsque la température et la pression varient sans chute de chaleur, pourvu que l'état soit déterminé à chaque instant par les valeurs de ces deux quantités. Au moyen d'un petit artifice, on peut l'employer encore quand il y a des chutes. ”

“ Le corps mobile est un tore ou un disque, tournant entre les pôles d'un fort électro-aimant. Quand l'appareil est lancé à toute vitesse, le courant de six couples de Bunsen, dirigé dans l'électroaimant, éteint le mouvement en quelques secondes, comme si un frein invisible était appliqué au mobile. ”

“ En outre, ces résultats gagnent encore en intérêt quand on sait qu'ils sont dus à des expériences faites précisément sur la machine la plus employée dans la pratique pour la production de la force motrice à l'aide du calorique; machine qui, dans l'application de la théorie mécanique de la chaleur, garde ainsi l'importance du rang auquel elle s'était placée déjà, en servant à la démonstration de la théorie de Carnot. ”

“ Du travail produit pendant un changement de forme quelconque , avec diminution de surface, M. Dupré conclut l'existence d'une force de contraction dans la couche superficielle des corps. Le travail et la force étant indépendants de la vitesse, il en résulte que cette tension existe même pendant le repos. En étudiant sa cause, qui tient à l'inégalité des attractions dans diverses directions près de la surface, M. Dupré fournit une seconde preuve théorique de son existence ”

“ L'absence de travail intérieur dans les gaz parfaits suppose que leurs molécules sont à des distances telles que les forces moléculaires sont insensibles, et alors on ne peut guère se rendre compte des propriétés des gaz qu'en admettant que ces molécules sont en mouvement et produisent par leur choc le phénomène de la pression. ”

“ DE LA THERMODYNAMIQUE. 51
tient simplement à la nécessité à laquelle est soumise toute machine de consommer un travail précisément égal à celui qu'elle produit. Pour décomposer un équivalent d'eau, il faut produire un travail moléculaire équivalent à 34462 calories, ce nombre représentant la chaleur dégagée dans la combustion d'un équivalent d'hydrogène. Mais en même temps que le courant décompose un équivalent d'eau, il se dissout un équivalent de zinc dans la pile. ”

“ Après avoir été reprises et confirmées en Angleterre par M. Joule, les expériences de Gay-Lussac ont été l'objet d'une étude attentive de la part de M. Regnault 1. Dans le nouveau volume dont cet éminent physicien va bientôt enrichir la science, et qui formera la 3e série de ses études sur la chaleur, on trouvera des recherches du plus haut intérêt sur la chaleur spécifique des gaz à volume constant, sur la chaleur dégagée par leur compression, et sur les effets calorifiques de la détente et du mouvement des gaz. ”

“ La production de chaleur par le frottement ou par un travail moléculaire est connue depuis longtemps des physiciens. Je trouve dans les travaux modernes quelques expériences de cette nature qui méritent d'échapper à l'oubli. ”