Annales des Mines (1861, série 5, volume 20)
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CONSIDÉRÉE AU POINT DE VUE MECANIQUE.
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DE LA CHALEUR
i° Si l'on met en communication deux récipients iden-
tiques plongés dans l'eau, l'un vide et l'antre rempli. d'air à 22 atmosphères, dès que les tourbillonnements ont disparu, on remarque que la pression est descendue à ii atmosphères et que la température n'a pas varié. 2° Si l'air, au lieu de se rendre dans le ballon vide, se rend sous une cloche remplie d'eau, il se produit évidemment un travail extérieur et l'on observe un. abaissement notable de température. Les doutes qui pouvaient encore exister sur ces deux faits ont été entièrement levés par les expériences dont M. Regnault a entretenu l'Académie des sciences dans la séance du 18 avril 1855. Dans le premier cas, le gaz n'éprouve pas de perte de
chaleur, mais il n'y a pas production de travail; dans le second, il y a perte de chaleur et production de travail. D'où l'on conclut que la dilatation d'un gaz n'absorbe de la chaleur qu'autant qu'elle est accompagnée de la production d'un travail. La seconde des expériences précitées a donné 460 kilogrammètres pour le travail correspondant à la disparition d'une calorie ; M. Joule a déduit pour le même rapport, 444 kilogrammètres de la compression de l'air, 430k",56 et 4321,40 de l'échauffement de l'eau et du mercure résultant de l'agitation produite par une roue à palettes, et 4521m,22 de la chaleur dégagée par le
frottement l'une contre l'autre de deux masses de fonte animées de mouvements de rotation; enfin (i) il a obtenu 46o kilogrammètres au moyen de l'échauffe-
ment dû à l'induction d'un conducteur qui se meut _dans le voisinage d'un aimant. Les faibles différences relatives que présentent les
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chiffres précédents, dont la moyenne est de 44.o environ, obtenus dans des conditio'ns aussi différentes les unes des autres, permettent de conclure, si l'on a surtout égard à ce qu'il peut y avoir d'imparfait dans les expériences de M. Joule, la constance du rapport entre
le travail dépensé ou produit et la chaleur créée ou perdue. C'est ce rapport auquel on donne le nom d'équivalent mécanique de la chaleur.
M. Clausius, professeur à Zurich, reprit la théorie mécanique de la chaleur au point où l'avait laissée M. Clapeyron, et publia sur ce sujet deux mémoires remarquables dans les Annales de physique et de chimie de M. Poggendorff (t. L1X, 185o), dans lesquels il sub-
stitue au 'premier axiome de Carnot le principe de M. Joule. Nous reviendrons plus loin sur les travaux de M. Clausius en même temps que nous reproduirons en substance quelques notes de M. W. Thomson (1) qui en forment le complément. Nous ferons toutefois remarquer que la démonstration donnée plus haut du second principe de Carnot, essentiellement basée sur l'impossibilité de détruire de la chaleur, est incompa-
tible avec le principe de M. Joule, et voici de quelle manière M. Clausius la rectifie.
Supposons qu'il faille transporter deux quantités de
chaleur différentes Q et Q' d'un corps A à un corps moins chaud B pour produire un même travail T, au moyen des véhicules c et r', Q' étant censé supérieur à Q. En transportant Q de A à B à l'aide de c, puis Q' de B à A au moyen de c', les travaux seront exactement compensés, et il en sera de même de la chaleur consommée dans la première opération et de la chaleur créée dans la seconde. D'où résulterait qu'en (1) Transactions de la société royale d'Édimbourg, t. XX.
(i) Philosophical magazine, t. XXIII.
TOME XX, 186i .