Thermoélectricité

“ Quand l'oxygène se combine avec le carbone, il engendre -de la chaleur et de la lumière; mais, une fois que ces deux corps sont combinés et que s'est dispersée la chaleur, l'acide carbonique produit ne donne plus ni travail ni chaleur. Pour produire un courant électrique, nous devons employer des forces chimiques ou mécaniques, ou encore, comme cela se passe dans l'éclairage électrique, nous pouvons nous servir de la chaleur, que d'abord nous transformons en énergie motrice et puis en électricité et en lumière. ”

“ Comme la chaleur, l'électricité agit sur l'affinité dans les deux sens, tantôt pour l'augmenter, tantôt pour la diminuer. Nous verrons plus tard que lorsqu'on fait passer une étincelle électrique à travers un mélange de deux gaz appelés hydrogène et oxygène, les deux gaz se combinent et forment de l'eau, tandis qu'au contraire une série d'étincelles électriques passant à travers le gaz ammoniac, qui est un composé d'azote et d'hydrogène, opère la séparation des éléments. ”

“ La chaleur a été disciplinée à l'art de mettre l'électricité en mouvement dans les circuits métalliques. Cette découverte a fourni le premier exemple de la loi fondamentale qui règle le rendement des sources électriques : par l'assemblage de la pile thermo-électrique et du galvanomètre, elle a donné le précieux appareil qui a si prodigieusement étendu la science du calorique rayonnant. Les décompositions voltaïques se soumettent à la grande loi d'équivalence qui préside aux opérations de la chimie ; les métaux alcalins et terreux sont revivifiés par l'électricité ”

“ Il en est de même pour la chaleur, l'électricité ou toute autre énergie. Deux corps chauds à la même température représentent deux réservoirs au même niveau, ou deux poids égaux sur les plateaux d'une balance, et il n'en résulte aucune manifestation d'énergie. Si, au contraire, la température de l'un des corps est moins élevée que celle de l'autre, il y aura perturbation d'équilibre et production d'énergie jusqu'à ce que les deux corps soient au même niveau calorifique.
De même encore pour l'électricité. Il ne peut y avoir production d'énergie électrique que par une rupture d'équilibre. ”

“ L’électricité se développe par le frottement et se transmet par le simple contact ; elle s’accumule dans les corps quand ils sont isolés ; elle se communique comme la chaleur lorsqu’on approche des corps électrisés de ceux qui ne le sont pas.
Les propriétés singulières du fluide électrique contenu dans l’atmosphère, et les variations fréquentes qu’il y éprouve, donnent naissance à de nombreux phénomènes, sur lesquels l’observation et l’expérience ont déjà répandu quelque lumière. ”

“ On peut observer que, comme les corps changent de température sensible en passant de l’état solide à celui de liquide, de l’état de liquide à celui de vapeurs, de même ce changement influe sur leur état relativement à l’électricité. Le plus ou le moins de chaleur agit aussi sur l’électricité ; la glace devient électrique par frottement comme le verre, à un certain degré de froid ; le verre devient électrique par communication comme les métaux, à un certain degré de chaleur. ”

“ Cette transformation est produite par l'excessive chaleur développée par la résistance que présentent les gaz au passage de l'électricité; entrevue au commencement du siècle, elle n'a été sérieusement étudiée qu'il y a quarante ans ; nulle autre puissance calorique que celle de l'électricité ne peut la produire. ”

“ Une modification physique quelconque détermine la production d'électricité.
La chaleur peut, comme l'action chimique, provoquer un courant entre deux métaux différents: si deux tiges, l'une de fer, l'autre de cuivre, sont placées dans un vase de verre que l'on chauffe, un courant energique s'établit, allant du fer au cuivre comme si le fer était attaqué par un acide. Si l'on chauffe un corps composé, de l'oxalate d'argent, par
exemple, il se décompose subitement et forme de l'argent métallique en produisant un courant. ”

“ On ne peut lui faire aucune objection quand elle se borne à envisager l'électricité comme composée de particules discontinues, mais on ne voit pas du tout la nécessité de considérer la matière comme composée d'électrons.
L'électricité est comme la chaleur et les autres forces une des formes de l'énergie intra-atomique. De toute matière on peut retirer de l'électricité et de la chaleur ; mais il n'y a pas plus de raisons de dire que la matière se compose de particules électriques que d'assurer qu'elle se compose de particules de chaleur. ”

“ La chaleur se traduisant en force électromotrice qui peut toujours se convertir en travail, on peut comparer la pile à un foyer où la combustion du zinc remplace celle du charbon, et qui peut produire un travail équivalent à la chaleur qui disparaît dans le circuit. Il y a donc connexité étroite entre l'électricité, la chaleur, les actions chimiques et le travail mécanique. ”

“ C’est de ce feu intérieur ou de cette chaleur propre du globe que provient le feu particulier de l’électricité. Nous avons déjà dit, dans notre introduction à l’Histoire des minéraux, et tout nous le persuade, que l’électricité tire son origine de cette chaleur intérieure du globe : les émanations continuelles de cette chaleur intérieure s’élèvent perpendiculairement à chaque point de la surface de la terre ; elles sont bien plus abondantes à l’équateur que dans toutes les autres parties du globe. ”

“ En jaillissant d'un charbon à l'autre le courant entraîne, avons-nous dit, des particules excessivement ténues ; ce sont autant de petits projectiles, d'une masse très-faible, mais animés d'une vitesse énorme, comparable sans doute à celle de la propagation de l'électricité; dans les chocs et les frottements qu'elles subissent leur force vive se transforme en chaleur. Chaque particule, en venant s'amorlir contre le charbon opposé à celui duquel elle est arrachée, l'échauffé directement, comme la balle échauffe le but dans lequel elle pénètre. ”

“ La .production de chaleur par le courant, c'est-à-dire la transformation forcée d'énergie électrique en énergie thermique s'explique facilement par le rapprochement de la théorie électronique de l'électricité et de la théorie cinétique de la chaleur. En effet, nous savons que le courant consisterait d'après ces théories en une inflexion des mouvements d'oscillation thermique des électrons libres sous l'action du champ électrique. ”

“ Si, tout d’un coup, un nuage surchargé d’électricité vient à passer à côté du premier, ou au-dessus ou au-dessous de lui, il se dépouillera de son excès. S’il le fait tranquillement, par communication & sans étincelle, les molécules des vapeurs électrisées en plus s’attireront tout doucement, se réuniront en petites gouttes, redescendront dans les régions inférieures de l’atmosphère, jusqu’à ce que, rencontrant une zône d’air assez chaude pour les raréfier de nouveau, elles se dépouilleront de leur surabondance d’électricité, se rediviseront & remonteront dans les régions supérieures. ”

“ Notre persuasion est que l'électricité n'est qu'un agent de décomposition ; que si la combinaison de l'oxigène avec l'hydrogène a lieu par l'étincelle électrique, ce fluide n'agit, sur le mélange gazeux, qu'en raison du calorique qui se développe pendant l'étincelle, et que ce n'est que par l'élévation de température qui se produit, que la combinaison s'effectue, et non par l'influence électrique réellement. ”

“ On n'est pas, en général, aussi réservé de nos jours, depuis que le développement et l'extension des études expérimentales ont fait reconnaître la grande influence chimique de l'électricité, quoique cette influence soit d'ailleurs essentiellement analogue à celle de la chaleur, et seulement plus complète et plus prononcée dans l'ensemble des cas explorés. ”

“ La prodigieuse activité du fluide électrique, ne décide donc rien sur la quantité de répulsion qu’il est capable de produire ; & puisqu’effectivement l’électricité n’a jamais pû qu’augmenter un peu la fluidité de l’eau sans jamais la réduire en vapeur, nous devons conclure que la répulsion produite par l’électricité est incomparablement plus foible que celle dont la chaleur est la cause : nous sommes fondés par conséquent à regarder la chaleur comme la vraie cause de l’expansibilité, & à définir l’expansibilité, considérée physiquement, l’état des corps vaporisés par la chaleur. ”

“ L'électricité transmisé dans les corps en quantités considérables élève leur température, et développe un pouvoir calorifique qui va jusqu'à fondre lés métaux les plus réfractaires. La décharge électrique fournit donc un moyen sûr de faciliter la combinaison chimique. L'étincelle a aussi la propriété de déterminer la combinaison de plusieurs gaz qui ne s'unissent pas lorsqu'on ne fait que les mêler. Elle peut également produire la décomposition, apparemment en vertu du pouvoir qu'elle a de développer une haute température au point qu'elle frappe. ”

“ Ses plus belles trouvailles, le transport électrique de la chaleur, les propriétés des courants variables, les lois de la décharge oscillante, et beaucoup d’autres qu’il serait trop long de citer, ont été faites au moyen des systèmes abstraits de la Thermodynamique et de l’Electrodynamique classiques. Partout où il appelle à son aide les modèles mécaniques, il se borne à faire œuvre d’exposition, à représenter des résultats déjà obtenus ; ce n’est point là qu’il fait œuvre d’invention. ”

“ Lorsque l'on emploie l'eau glacée et l'eau bouillante comme source calorifique, on peut obtenir, aussi longtemps qu'on le désire, une différence égale de température et, par suite, des courants thermo-électriques d'une régularité parfaite dont nuls autres courants ne sont susceptibles. ”

“ D'après cette manière de considérer la propagation de l'électricité, on conçoit que les décompositions et recompositions électriques ne puissent pas se faire sans ébranler le système atomique qui constitue chaque molécule du corps; la force vive totale de ce système, qui est la somme de ses forces vives explicite et implicite, s'accroît ainsi, et, par suite, la quantité de chaleur que possède la molécule. C'est de la sorte qu'on peut se rendre raison du développement de chaleur et de lumière que produit le passage de l'électricité. ”

“ J'ajouterai encore un fait à l'appui de l'opinion qu'il n'y a pas décomposition du liquide quand il n'y a pas de dégagement gazeux. On sait que l'élévation de température augmente la conductibilité des liquides ; il est probable que cet effet est dû à ce que la chaleur favorise leur décomposition. Or, je me suis assuré que, avec les courants magnéto-électriques, l'élévation de température n'augmente la conductibilité des liquides que
dans le cas où il y a dégagement de gaz ”

“ L'air atmosphérique, a-t-on dit, se trouvant, ainsi que les résines et le verre, plein d'électricité, il se montre plus ou moins électrique par origine. La terre aussi dans son vaste sein, contenant tant d'espèces de matières, est inégalement pleine d'électricité. Or, l'air étant de sa nature électrique, oppose un obstacle plus ou moins fort, selon son état de chaleur et d'humidité, selon sa pureté ou son hétérogénéité, aux écoulements du fluide électrique terrestre. ”

“ Eh bien ! certains minéraux, la tourmaline par exemple, s’électrisent par l’action seule de la chaleur, mais s’électrisent de telle sorte qu’une de leurs extrémités est électrisée positivement, tandis que l’autre est électrisée négativement, et qu’entre ces deux extrêmes il est un point où on ne découvre aucune trace d’électricité. ”

“ Avec un rendement calorique de 80 pour 100 on régénérerait donc la chaleur à 8 pour 100 de l’Énergie du charbon, ce qui rentre dans les conditions précitées, mais avec cette différence que cette chaleur serait distribuée, fractionnée, en autant de parties et de points distincts qu’il serait jugé utile, sans perte de rendement dans la production, et même avec gain, par suite de la meilleure assimilation à l’espace clos à chauffer. La faculté de régénérer la chaleur au sein même du milieu à chauffer rend le mode de production électrique éminemment propre au chauffage des liquides. ”

“ On peut établir d'une façon générale que toutes les fois qu'il y a action entre deux corps non identiques, il se produit de l'électricité.
Un certain degré de chaleur donne lieu à des phénomènes électriques très étranges dans certains cristaux dissymétriques, c'est-à-dire dont les extrémités ne sont pas superposables, comme la topaze, la mézoline, l'alun, la soude, etc. ; ces phénomènes sont particulièrement manifestes dans la tourmaline. ”

“ Cette énergie thermique nouvelle, acquise par les molécules, sous l'impulsion d'une force, qui n'est autre qu'une mise en action nouvelle de l'action gravifique entre elles, est empruntée au milieu ambiant dans les conditions définies dans l'exposé de la théorie analytique de la Gravitation. Le milieu, qui enveloppe les molécules, n'est autre que celui de leurs champs électriques, tels qu'ils résultent de l'état de leur atmosphère électrique. Le développement de l'énergie thermique des molécules du gaz répond donc à une perte d'énergie potentielle de leur atmosphère éthérique. ”

“ Il découvre, il apprécie avec une sagacité merveilleuse les deux électricités qui se développent dans la production des actions chimiques ; il perfectionne la pile thermoélectrique, et lui donne un nouveau prix par l’importance de ses applications. Des fils métalliques d’une extrême ténuité, lui permettent de mesurer la chaleur intérieure des animaux et de l’homme, dans les diverses parties de leur système organique, ainsi que les variations de cette chaleur par l’effet des maladies ”