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BASES D'UNE THÉORIE MÉCANIQUE DE L ELECTRICITE
IV LA PILE 20. Énergie électrique dans la pile et l'électrolyse. — L'électricité peut être produite dans les piles, qui établissent, entre leurs pôles, une différence de potentiel; si les deux pôles sont réunis par un conducteur extérieur, l'électricité passe d'un pôle à l'autre, et la pile fournit les charges nouvelles, nécessaires pour entretenir entre les deux pôles la différence constante de potentiel. Si H est E cette différence, i le rapport - de l'électricité débitée au temps, l'énergie potentielle disponible à l'extérieur est HE ou, par unité de temps, Ri. Cette énergie est fournie par la réaction chimique qui se produit dans la pile. Soient AU, AV, les pertes d'énergie totale et cinétique subies par les corps après réaction dans la pile, à une température T que nous supposerons uniforme. L'énergie totale perdue AU a nécessairement passé à l'extérieur, soit comme énergie électrique EH, soit comme chaleur AU — EH. A la température T, l'énergie cinétique gagnée par l'extérieur est AU — EH MT
Pour que la transformation soit possible, il faut que cette énergie cinétique gagnée par l'extérieur soit tout au moins égale à la perte AV subie par les corps en réaction :
P = EH
AU — MTAV.
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AU est la chaleur de réaction, mesurée au calorimètre; MA V échappe aux mesures directes. Supposons maintenant qu'on décompose par électrolyse le produit de la réaction, qui s'est formé dans la pile. Dans la réaction inverse, AU, AV seront des gains d'énergie, acquis aux corps après réaction, et l'énergie électrique EH sera fournie à la réaction au lieu de lui être empruntée. La chaleur empruntée à l'extérieur sera donc AU ■— EH, et l'on aura cette fois la condition AU — EH MT -
„
A ttï
'
P = EH ^ AU — MTAV.
L'expérience nous apprend que la quantité d'électricité produite par une pile ou consommée par l'électrolyse est proportionnelle au poids des corps ayant réagi. Les pertes ou gains d'énergie AU ou AV sont aussi proportionnels au poids des réactifs transformés. Le rapport AU — MTAV E
sera constant, Il y aura donc pour la différence de potentiel H une jf ., AU — MTAV .... , . , , -, r n limite — , limite supérieure dans la pile, limite inférieure dans l'électrolyse. Si, pour une réaction donnée alimentant une pile, la différence de potentiel entre les pôles est la même que pour l'électrolyse inverse, cette différence de potentiel est égale à la limite commune. La pile est alors réversible. Nous ne croyons pas que ce cas de réversibilité parfaite se produise dans aucune pile. Mais on ne doit pas en conclure qu'il n'y a pas de réaction réversible : la chaleur dissipée dans le circuit extérieur de la pile ou dans les courants intérieurs, les réactions secondaires qui