CHAPITRE PREMIER.

_Des combinaisons du calorique & de la formation des fluides

élastiques aériformes._

C'EST un phénomène constant dans la nature & dont la généralité a

été bien établie par Boerhaave, que lorsqu'on échauffe un corps

quelconque, solide ou fluide, il augmente de dimension dans tous

les sens. Les faits sur lesquels on s'est fondé pour restreindre la

généralité de ce principe, ne présentent que des résultats illusoires,

ou du moins dans lesquels se compliquent des circonstances étrangères

qui en imposent: mais lorsqu'on est parvenu à séparer les effets, &

à les rapporter chacun à la cause à laquelle ils appartiennent, on

s'apperçoit que l'écartement des molécules par la chaleur, est une loi

générale & constante de la Nature.

Si après avoir échauffé jusqu'à un certain point un corps solide, & en

avoir ainsi écarté de plus en plus toutes les molécules, on le laisse

refroidir, ces mêmes molécules se rapprochent les unes des autres dans

la même proportion, suivant laquelle elles avoient été écartées; le

corps repasse par les mêmes degrés d'extension qu'il avoit parcourus;

& si on le ramène à la même température qu'il avoit en commençant

l'expérience, il reprend sensiblement le volume qu'il avoit d'abord.

Mais comme nous sommes bien éloignés de pouvoir obtenir un degré de

froid absolu, comme nous ne connoissons aucun degré de refroidissement

que nous ne puissions supposer susceptible d'être augmenté, il en

résulte que nous n'avons pas encore pu parvenir à rapprocher le plus

qu'il est possible, les molécules d'aucun corps, & que par conséquent

les molécules d'aucun corps ne se touchent dans la Nature; conclusion

très-singulière & à laquelle cependant il est impossible de se refuser.

On conçoit que les molécules des corps étant ainsi continuellement

sollicitées par la chaleur à s'écarter les unes des autres, elles

n'auroient aucune liaison entr'elles, & qu'il n'y auroit aucun corps

solide, si elles n'étoient retenues par une autre force qui tendît à

les réunir, & pour ainsi dire à les enchaîner; & cette force, quelle

qu'en soit la cause, a été nommée attraction.

Ainsi les molécules des corps peuvent être considérées comme obéissant

à deux forces, l'une répulsive, l'autre attractive, entre lesquelles

elles sont en équilibre. Tant que la dernière de ces forces,

l'attraction, est victorieuse, le corps demeure dans l'état solide; si

au contraire l'attraction est la plus foible, si la chaleur a tellement

écarté les unes des autres les molécules du corps, qu'elles soient hors

de la sphère d'activité de leur attraction, elles perdent l'adhérence

qu'elles avoient entr'elles & le corps cesse d'être un solide.

L'eau nous présente continuellement un exemple de ces phénomènes:

au-dessous de zéro du thermomètre françois, elle est dans l'état

solide, & elle porte le nom de glace; au-dessus de ce même terme, ses

molécules cessent d'être retenues par leur attraction réciproque,

& elle devient ce qu'on appelle un liquide: enfin, au-dessus de 80

degrés, ses molécules obéissent à la répulsion occasionnée par la

chaleur; l'eau prend l'état de vapeur ou de gaz, & elle se transforme

en un fluide aériforme.

On en peut dire autant de tous les corps de la Nature; ils sont ou

solides, ou liquides, ou dans l'état élastique & aériforme, suivant le

rapport qui existe entre la force attractive de leurs molécules & la

force répulsive de la chaleur, ou, ce qui revient au même, suivant le

degré de chaleur auquel ils sont exposés.

Il est difficile de concevoir ces phénomènes sans admettre qu'ils sont

l'effet d'une substance réelle & matérielle, d'un fluide très-subtil

qui s'insinue à travers les molécules de tous les corps & qui les

écarte: & en supposant même que l'existence de ce fluide fût une

hypothèse, on verra dans la suite qu'elle explique d'une manière

très-heureuse les phénomènes de la Nature.

Cette substance, quelle qu'elle soit, étant la cause de la chaleur;

ou en d'autres termes la sensation que nous appellons chaleur, étant

l'effet de l'accumulation de cette substance, on ne peut pas, dans un

langage rigoureux, la désigner par le nom de chaleur; parce que la même

dénomination ne peut pas exprimer la cause & l'effet. C'est ce qui

m'avoit déterminé, dans le Mémoire que j'ai publié en 1777, (_Recueil

de l'Académie, page_ 420,) à la désigner sous le nom de fluide igné

& de matière de la chaleur. Depuis, dans le travail que nous avons

fait en commun M. de Morveau, M. Berthollet, M. de Fourcroy & moi,

sur la réforme du langage chimique, nous avons cru devoir bannir ces

périphrases qui allongent le discours, qui le rendent plus traînant,

moins précis, moins clair, & qui souvent même ne comportent pas des

idées suffisamment justes. Nous avons en conséquence désigné la cause

de la chaleur, le fluide éminemment élastique qui la produit, par le

nom de _calorique_. Indépendamment de ce que cette expression remplit

notre objet dans le systême que nous avons adopté, elle a encore un

autre avantage, c'est de pouvoir s'adapter à toutes sortes d'opinions;

puisque rigoureusement parlant, nous ne sommes pas même obligés de

supposer que le calorique soit une matière réelle: il suffit, comme

on le sentira mieux par la lecture de ce qui va suivre, que ce soit

une cause répulsive quelconque qui écarte les molécules de la matière,

& on peut ainsi en envisager les effets d'une manière abstraite &

mathématique.

La lumière est-elle une modification du calorique, ou bien le calorique

est-il une modification de la lumière? C'est sur quoi il est impossible

de prononcer dans l'état actuel de nos connoissances. Ce qu'il y a

de certain, c'est que dans un systême où l'on s'est fait une loi de

n'admettre que des faits, & où l'on évite autant qu'il est possible de

rien supposer au-delà de ce qu'ils présentent, on doit provisoirement

désigner par des noms différens, ce qui produit des effets différens.

Nous distinguerons donc la lumière du calorique; mais nous n'en

conviendrons pas moins que la lumière & le calorique ont des qualités

qui leur sont communes, & que dans quelques circonstances ils se

combinent à peu près de la même manière, & produisent une partie des

mêmes effets.

Ce que je viens de dire suffiroit déjà pour bien déterminer l'idée

qu'on doit attacher au mot de _calorique_. Mais il me reste une tâche

plus difficile à remplir, c'est de donner des idées justes de la

manière dont le calorique agit sur les corps. Puisque cette matière

subtile pénètre à travers les pores de toutes les substances que nous

connoissons, puisqu'il n'existe pas de vases à travers lesquels elle ne

s'échappe, & qu'il n'en est par conséquent aucun qui puisse la contenir

sans perte; on ne peut en connoître les propriétés que par des effets

qui, la plupart, sont fugitifs & difficiles à saisir. C'est sur les

choses qu'on ne peut ni voir, ni palper, qu'il est sur-tout important

de se tenir en garde contre les écarts de l'imagination, qui tend

toujours à s'élancer au-delà du vrai, & qui a bien de la peine à se

renfermer dans le cercle étroit que les faits lui circonscrivent.

Nous venons de voir que le même corps devenoit solide ou liquide,

ou fluide aériforme, suivant la quantité de calorique dont il étoit

pénétré, ou, pour parler d'une manière plus rigoureuse, suivant que

la force répulsive du calorique étoit égale à l'attraction de ses

molécules, ou qu'elle étoit plus forte, ou plus foible qu'elle.

Mais s'il n'existoit que ces deux forces, les corps ne seroient

liquides qu'à un degré indivisible du thermomètre, & ils passeroient

brusquement de l'état de solide à celui de fluide élastique aériforme.

Ainsi l'eau, par exemple, à l'instant même où elle cesse d'être

glace, commenceroit à bouillir; elle se transformeroit en un fluide

aériforme, & ses molécules s'écarteroient indéfiniment dans l'espace:

s'il n'en est pas ainsi, c'est qu'une troisième force, la pression de

l'atmosphère, met obstacle à cet écartement, & c'est par cette raison

que l'eau demeure dans l'état fluide depuis zéro jusqu'à 80 degrés du

thermomètre françois; la quantité de calorique qu'elle reçoit dans cet

intervalle est insuffisante pour vaincre l'effort occasionné par la

pression de l'atmosphère.

On voit donc que, sans la pression de l'atmosphère, nous n'aurions pas

de liquide constant; nous ne verrions les corps dans cet état qu'au

moment précis où ils se fondent: la moindre augmentation de chaleur

qu'ils recevroient ensuite, en écarteroit sur le champ les parties &

les disperseroit. Il y a plus, sans la pression de l'atmosphère, nous

n'aurions pas, à proprement parler, de fluides aériformes. En effet,

au moment où la force de l'attraction seroit vaincue par la force

répulsive du calorique, les molécules s'éloigneroient indéfiniment,

sans que rien limitât leur écartement, si ce n'est leur propre

pesanteur qui les rassembleroit pour former une atmosphère.

De simples réflexions sur les expériences les plus connues, suffisent

pour faire appercevoir la vérité de ce que je viens d'énoncer. Elle se

trouve d'ailleurs confirmée d'une manière évidente par l'expérience

qui suit, dont j'ai déjà donné le détail à l'Académie en 1777. (_Voyez_

Mém. page 426.)

On remplit d'éther sulfurique[2] un petit vase de verre étroit, A,

_planche VII, fig. 17_, monté sur son pied P. Ce vase ne doit pas avoir

plus de douze à quinze lignes de diamètre & environ deux pouces de

hauteur. On couvre ce vase avec une vessie humectée, qu'on assujettit

autour du col du vase par un grand nombre de tours de gros fil bien

serrés: pour plus grande sûreté, on remet une seconde vessie par-dessus

la première, & on l'assujettit de la même manière. Ce vase doit être

tellement rempli d'éther qu'il ne reste aucune portion d'air entre la

liqueur & la vessie; on le place ensuite sous le récipient BCD, d'une

machine pneumatique dont le haut B doit être garni d'une boëte à cuir,

traversée par une tige EF, dont l'extrêmité F se termine en une pointe

ou lame très-aigue: à ce même récipient doit être adapté un baromètre

GH.

[2] Je donnerai ailleurs la définition de la liqueur qu'on nomme

_éther_, & j'en déveloperai les propriétés. Je me contenterai de dire

dans ce moment, qu'on désigne par ce nom une liqueur inflammable

très-volatile, d'une pesanteur spécifique beaucoup moindre que l'eau,

& même que l'esprit-de-vin.

Lorsque tout est ainsi disposé, on fait le vuide sous le récipient;

puis en faisant descendre la tige pointue EF, on crève la vessie.

Aussi-tôt l'éther commence à bouillir avec une étonnante rapidité,

il se vaporise & se transforme en un fluide élastique aériforme, qui

occupe tout le récipient. Si la quantité d'éther est assez considérable

pour que, la vaporisation finie, il en reste encore quelques goutes

dans la fiole, le fluide élastique qui s'est produit est susceptible

de soutenir le baromètre adapté à la machine pneumatique à huit ou

dix pouces environ pendant l'hiver, & à vingt & vingt-cinq pendant

les chaleurs de l'été. On peut, pour rendre cette expérience plus

complette, introduire un petit thermomètre dans le vase A qui contient

l'éther, & on s'apperçoit qu'il descend considérablement pendant tout

le tems que dure la vaporisation.

On ne fait autre chose, dans cette expérience, que de supprimer le

poids de l'atmosphère, qui, dans l'état ordinaire, pèse sur la surface

de l'éther, & les effets qui en résultent prouvent évidemment deux

choses: la première, qu'au degré de température dans lequel nous

vivons, l'éther seroit constamment dans l'état d'un fluide aériforme,

si la pression de l'atmosphère n'y mettoit obstacle. La seconde,

que ce passage de l'état liquide à l'état aériforme, est accompagné

d'un refroidissement considérable, par la raison que pendant la

vaporisation, une partie du calorique, qui étoit dans un état de

liberté, ou au moins d'équilibre dans les corps environnans, se combine

avec l'éther pour le porter à l'état de fluide aériforme.

La même expérience réussit avec tous les fluides évaporables, tels

que l'esprit-de-vin ou alkool, l'eau & le mercure même; avec cette

différence cependant que l'atmosphère d'alkool qui se forme sous

le récipient, ne peut soutenir le baromètre adapté à la machine

pneumatique, en hiver, qu'à un pouce au-dessus de son niveau, & à

quatre ou cinq en été; que l'eau ne le soutient qu'à quelques lignes,

& le mercure à quelques fractions de ligne. Il y a donc moins de

fluide vaporisé lorsqu'on opère avec l'alkool, que lorsqu'on opère

avec l'éther; moins encore avec l'eau, & sur-tout avec le mercure: par

conséquent moins de calorique employé & moins de refroidissement; ce

qui cadre parfaitement avec le résultat des expériences.

Un autre genre d'expérience prouve encore d'une manière aussi évidente

que l'état aériforme est une modification des corps & qu'elle dépend

du degré de température & de pression qu'ils éprouvent.

Nous avons fait voir, M. de la Place & moi, dans un Mémoire que nous

avons lu à l'Académie en 1777, mais qui n'a pas été imprimé, que

lorsque l'éther étoit soumis à une pression de 28 pouces de mercure,

c'est-à-dire, à une pression égale à celle de l'atmosphère, il entroit

en ébullition à 32 ou 33 degrés du thermomètre de mercure. M. de Luc,

qui a fait des recherches analogues sur l'esprit-de-vin, a reconnu

qu'il entroit en ébullition à 67 degrés. Enfin, tout le monde sait que

l'eau commence à bouillir à 80 degrés. L'ébullition n'étant autre chose

que la vaporisation d'un fluide, ou le moment de son passage de l'état

liquide à celui d'un fluide élastique aériforme, il étoit évident qu'en

tenant constamment de l'éther à une température supérieure à 33 degrés

& au degré habituel de pression de l'atmosphère, on devoit l'obtenir

dans l'état d'un fluide aériforme; que la même chose devoit arriver

à l'esprit-de-vin au-dessus de 67 degrés, & à l'eau au-dessus de 80,

c'est ce qui s'est trouvé parfaitement confirmé par les expériences

suivantes[3].

[3] Mém. Académ. 1780, page 335.

J'ai rempli avec de l'eau à 35 ou 36 degrés du thermomètre un grand

vase ABCD, _planche VII, figure 15_; je le suppose transparent pour

mieux faire sentir ce qui se passe dans son intérieur; on peut encore

tenir les mains assez long-temps dans de l'eau à ce degré sans

s'incommoder. J'y ai plongé des bouteilles à gouleau renversé F, G, qui

s'y sont emplies, après quoi je les ai retournées de manière qu'elles

eussent leur gouleau en en-bas, & appliqué contre le fond du vase.

Les choses étant ainsi disposées, j'ai introduit de l'éther sulfurique

dans un très-petit matras, dont le col _abc_ étoit doublement recourbé;

j'ai plongé ce matras dans l'eau du vase ABCD, & j'ai engagé, comme on

le voit représenté dans la _figure 15_, l'extrêmité de son col _abc_,

dans le gouleau d'une des bouteilles F: dès que l'éther a commencé

à ressentir l'impression de la chaleur, il est entré en ébullition;

& le calorique qui s'est combiné avec lui, l'a transformé en un

fluide élastique aériforme, dont j'ai rempli successivement plusieurs

bouteilles F, G.

Ce n'est point ici le lieu d'examiner la nature & les propriétés de ce

fluide aériforme, qui est très-inflammable; mais sans anticiper sur des

connoissances que je ne dois pas supposer au lecteur, j'observerai,

en me fixant sur l'objet qui nous occupe dans ce moment, que l'éther,

d'après cette expérience, est tout près de ne pouvoir exister dans

la planette que nous habitons que dans l'état aériforme; que si la

pesanteur de notre atmosphère n'équivaloit qu'à une colonne de 20 ou 24

pouces de mercure au lieu de 28, nous ne pourrions obtenir l'éther dans

l'état liquide, au moins pendant l'été; que la formation de l'éther

seroit par conséquent impossible sur les montagnes un peu élevées, &

qu'il se convertiroit en gaz à mesure qu'il seroit formé, à moins qu'on

n'employât des ballons très-forts pour le condenser & qu'on ne joignît

le refroidissement à la pression. Enfin, que le degré de la chaleur du

sang étant à peu près celui où l'éther passe de l'état liquide à l'état

aériforme, il doit se vaporiser dans les premières voies, & qu'il est

très-vraisemblable que les propriétés de ce médicament tiennent à cet

effet, pour ainsi dire, mécanique.

Ces expériences réussissent encore mieux avec l'éther nitreux, parce

qu'il se vaporise à un degré de chaleur moindre que l'éther sulfurique.

A l'égard de l'alkool ou esprit-de-vin, l'expérience pour l'obtenir

dans l'état aériforme, présente un peu plus de difficulté, parce que

ce fluide n'étant susceptible de se vaporiser qu'à 67 degrés du

thermomètre de Réaumur, il faut que l'eau du bain soit entretenue

presque bouillante, & qu'à ce degré il n'est plus possible d'y plonger

les mains.

Il étoit évident que la même chose devoit arriver à l'eau; que ce

fluide devoit également se transformer en gaz en l'exposant à un

degré de chaleur supérieur à celui qui le fait bouillir; mais quoique

convaincus de cette vérité, nous avons cru cependant, M. de la Place

& moi, devoir la confirmer par une expérience directe, & en voici le

résultat. Nous avons rempli de mercure une jarre de verre A, _planche

VII, figure 5_, dont l'ouverture étoit retournée en en-bas, & nous

avons passé dessous une soucoupe B, également remplie de mercure.

Nous avons introduit dans cette jarre environ deux gros d'eau, qui

ont gagné le haut CD de la jarre, & qui se sont rangés au-dessus de

la surface du mercure; puis nous avons plongé le tout dans une grande

chaudière de fer EFGH, placée sur un fourneau GHIK: cette chaudière

étoit remplie d'eau salée en ébullition, dont la température excédoit

85 degrés du thermomètre; on sait, en effet, que l'eau chargée de sels

est susceptible de prendre un degré de chaleur supérieur de plusieurs

degrés à celui de l'eau bouillante. Dès que les 2 gros d'eau, placés

dans la partie supérieure CD de la jarre ou tube, ont eu atteint la

température de 80 degrés ou environ, ils sont entrés en ébullition,

& au lieu d'occuper, comme ils le faisoient, le petit espace ACD,

ils se sont convertis en un fluide aériforme, qui l'a remplie toute

entière: le mercure est même descendu un peu au-dessous de son niveau,

& la jarre auroit été renversée si elle n'avoit été très-épaisse, par

conséquent fort pesante, & si elle n'avoit d'ailleurs été assujettie à

la soucoupe par du fil de fer. Si-tôt qu'on retiroit la jarre du bain

d'eau salée, l'eau se condensoit & le mercure remontoit; mais elle

reprenoit l'état aériforme quelques instans après que l'appareil avoit

été replongé.

Voilà donc un certain nombre de substances qui se transforment en

fluides aériformes à des degrés de chaleur très-voisins de ceux dans

lesquels nous vivons. Nous verrons bientôt qu'il en est d'autres,

tels que l'acide marin ou muriatique, l'alkali volatil ou ammoniaque,

l'acide carbonique ou air fixe, l'acide sulfureux, &c. qui demeurent

constamment dans l'état aériforme, au degré habituel de chaleur & de

pression de l'atmosphère.

Tous ces faits particuliers, dont il me seroit facile de multiplier

les exemples, m'autorisent à faire un principe général de ce que j'ai

déjà annoncé plus haut, que presque tous les corps de la Nature sont

susceptibles d'exister dans trois états différens; dans l'état de

solidité, dans l'état de liquidité, & dans l'état aériforme, & que ces

trois états d'un même corps dépendent de la quantité de calorique qui

lui est combinée. Je désignerai dorénavant ces fluides aériformes sous

le nom générique de _gaz_; & je dirai en conséquence que, dans toute

espèce de gaz, on doit distinguer le calorique, qui fait en quelque

façon l'office de dissolvant, & la substance qui est combinée avec lui

& qui forme sa base.

C'est à ces bases des différens gaz qui sont encore peu connues, que

nous avons été obligés de donner des noms. Je les indiquerai dans le

Chapitre IV de cet Ouvrage, après que j'aurai rendu compte de quelques

phénomènes qui accompagnent l'échauffement & le refroidissement des

corps, & que j'aurai donné des idées plus précises sur la constitution

de notre atmosphère.

Nous avons vu que les molécules de tous les corps de la Nature étoient

dans un état d'équilibre entre l'attraction, qui tend à les rapprocher

& à les réunir, & les efforts du calorique qui tend à les écarter.

Ainsi non-seulement le calorique environne de toutes parts les corps,

mais encore il remplit les intervalles que leurs molécules laissent

entr'elles. On se formera une idée de ces dispositions, si l'on se

figure un vase rempli de petites balles de plomb & dans lequel on verse

une substance en poudre très-fine, telle que du sablon: on conçoit

que cette substance se répandra uniformément dans les intervalles

que les balles laissent entr'elles & les remplira. Les balles, dans

cet exemple, sont au sablon ce que les molécules des corps sont au

calorique; avec cette différence que, dans l'exemple cité, les balles

se touchent, au lieu que les molécules des corps ne se touchent pas, &

qu'elles sont toujours maintenues à une petite distance les unes des

autres par l'effort du calorique.

Si à des balles dont la figure est ronde, on substituoit des hexaèdres,

des octaèdres, ou des corps d'une figure régulière quelconque & d'une

égale solidité, la capacité des vuides qu'ils laisseroient entr'eux ne

seroit plus la même & l'on ne pourroit plus y loger une aussi grande

quantité de sablon. La même chose arrive à l'égard de tous les corps

de la Nature; les intervalles que leurs molécules laissent entr'elles

ne sont pas tous d'une égale capacité: cette capacité dépend de la

figure de ces molécules, de leur grosseur, & de la distance les unes

des autres à laquelle elles sont maintenues, suivant le rapport qui

existe entre leur force d'attraction, & la force répulsive qu'exerce le

calorique.

C'est dans ce sens qu'on doit entendre cette expression: _capacité des

corps pour contenir la matière de la chaleur_; expression fort juste,

introduite par les Physiciens Anglois, qui ont eu les premiers des

notions exactes à cet égard. Un exemple de ce qui se passe dans l'eau &

quelques réflexions sur la manière dont ce fluide mouille & pénètre les

corps, rendra ceci plus intelligible: on ne sauroit trop s'aider dans

les choses abstraites de comparaisons sensibles.

Si l'on plonge dans l'eau des morceaux de différens bois, égaux en

volume, d'un pied cube, par exemple; ce fluide s'introduira peu à peu

dans leurs pores; ils se gonfleront & augmenteront de poids: mais

chaque espèce de bois admettra dans ses pores une quantité d'eau

différente; les plus légers & les plus poreux en logeront davantage;

ceux qui seront compactes & serrés, n'en laisseront pénétrer qu'une

très-petite quantité: enfin, la proportion d'eau qu'ils recevront

dépendra encore de la nature des molécules constituantes du bois, de

l'affinité plus ou moins grande qu'elles auront avec l'eau, & les

bois très-résineux, par exemple, quoique très-poreux, en admettront

très-peu. On pourra donc dire que les différentes espèces de bois

ont une capacité différente pour recevoir de l'eau; on pourra même

connoître, par l'augmentation de poids, la quantité qu'ils en auront

absorbée; mais comme on ignorera la quantité d'eau qu'ils contenoient

avant leur immersion, il ne sera pas possible de connoître la quantité

absolue qu'ils en contiendront en en sortant.

Les mêmes circonstances ont lieu à l'égard des corps qui sont

plongés dans le calorique; en observant cependant que l'eau est un

fluide incompressible, tandis que le calorique est doué d'une grande

élasticité, ce qui signifie en d'autres termes que les molécules du

calorique ont une grande tendance à s'écarter les unes des autres,

quand une force quelconque les a obligées de se rapprocher, &

l'on conçoit que cette circonstance doit apporter des changemens

très-notables dans les résultats.

Les choses amenées à ce point de clarté & de simplicité, il me sera

aisé de faire entendre quelles sont les idées qu'on doit attacher à

ces expressions; _calorique libre, & calorique combiné, quantité

spécifique de calorique_ contenue dans les différens corps, _capacité

pour contenir le calorique, chaleur latente, chaleur sensible_,

toutes expressions qui ne sont point synonimes; mais qui, d'après ce

que je viens d'exposer, ont un sens strict & déterminé. C'est ce sens

que je vais chercher encore à fixer par quelques définitions.

_Le calorique libre_ est celui qui n'est engagé dans aucune

combinaison. Comme nous vivons au milieu d'un systême de corps avec

lesquels le calorique a de l'adhérence, il en résulte que nous

n'obtenons jamais ce principe dans l'état de liberté absolue.

_Le calorique combiné_ est celui qui est enchaîné dans les corps par la

force d'affinité ou d'attraction, & qui constitue une partie de leur

substance, même de leur solidité.

On entend par cette expression _calorique spécifique_ des corps, la

quantité de calorique respectivement nécessaire pour élever d'un même

nombre de degrés la température de plusieurs corps égaux en poids.

Cette quantité de calorique dépend de la distance des molécules des

corps, de leur adhérence plus ou moins grande; & c'est cette distance,

ou plutôt l'espace qui en résulte, qu'on a nommé, comme je l'ai déjà

observé, _capacité pour contenir le calorique_.

_La chaleur_, considérée comme sensation, ou en d'autres termes, la

_chaleur sensible_, n'est que l'effet produit sur nos organes par le

passage du calorique qui se dégage des corps environnans. En général

nous n'éprouvons de sensation que par un mouvement quelconque, &

l'on pourroit poser comme un axiome, _point de mouvement, point de

sensation_. Ce principe général s'applique naturellement au sentiment

du froid & du chaud: lorsque nous touchons un corps froid, le calorique

qui tend à se mettre en équilibre dans tous les corps, passe de notre

main dans le corps que nous touchons, & nous éprouvons la sensation du

froid. L'effet contraire arrive lorsque nous touchons un corps chaud;

le calorique passe du corps à notre main, & nous avons la sensation de

la chaleur. Si le corps & la main sont du même degré de température,

ou à peu près, nous n'éprouvons aucune sensation, ni de froid, ni de

chaud, parce qu'alors il n'y a point de mouvement, point de transport

de calorique, & qu'encore une fois il n'y a pas de sensation sans un

mouvement qui l'occasionne.

Lorsque le thermomètre monte, c'est une preuve qu'il y a du calorique

libre qui se répand dans les corps environnans: le thermomètre, qui est

au nombre de ces corps, en reçoit sa part, en raison de sa masse, & de

la capacité qu'il a lui-même pour contenir le calorique. Le changement

qui arrive dans le thermomètre, n'annonce donc qu'un déplacement de

calorique, qu'un changement arrivé à un systême de corps dont il fait

partie; il n'indique tout au plus que la portion de calorique qu'il

a reçue, mais il ne mesure pas la quantité totale qui a été dégagée,

déplacée ou absorbée. Le moyen le plus simple & le plus exact pour

remplir ce dernier objet est celui imaginé par M. de la Place, & qui

est décrit dans les Mémoires de l'Académie, année 1780, page 364. On

en trouve aussi une explication sommaire à la fin de cet Ouvrage.

Il consiste à placer le corps, ou la combinaison d'où se dégage le

calorique, au milieu d'une sphère creuse de glace: la quantité de glace

fondue est une expression exacte de la quantité de calorique qui s'est

dégagée. On peut, à l'aide de l'appareil que nous avons fait construire

d'après cette idée, connoître, non pas comme on l'a prétendu, la

capacité qu'ont les corps pour contenir le calorique, mais le rapport

des augmentations ou diminutions que reçoivent ces capacités, par des

nombres déterminés de degrés du thermomètre. Il est facile, avec le

même appareil, & par diverses combinaisons d'expériences, de connoître

la quantité de calorique nécessaire pour convertir les corps solides

en liquides & ceux-ci en fluides aériformes, & réciproquement, ce que

les fluides élastiques abandonnent de calorique quand ils redeviennent

liquides, & ceux-ci quand ils redeviennent solides. On pourra donc

parvenir un jour, lorsque les expériences auront été assez multipliées,

à déterminer le rapport de calorique qui constitue chaque espèce de

gaz. Je rendrai compte, dans un Chapitre particulier, des principaux

résultats que nous avons obtenus en ce genre.

Il me reste, en finissant cet article, à dire un mot sur la cause de

l'élasticité des gaz & des fluides en vapeurs. Il n'est pas difficile

d'appercevoir que cette élasticité tient à celle du calorique, qui paroît

être le corps éminemment élastique de la nature. Rien de plus simple

que de concevoir qu'un corps devient élastique en se combinant avec un

autre qui est lui-même doué de cette propriété. Mais il faut convenir

que c'est expliquer l'élasticité par l'élasticité; qu'on ne fait

par-là que reculer la difficulté, & qu'il reste toujours à expliquer

ce que c'est que l'élasticité, & pourquoi le calorique est élastique.

En considérant l'élasticité dans un sens abstrait, elle n'est autre

chose que la propriété qu'ont les molécules d'un corps de s'éloigner

les unes des autres, lorsqu'on les a forcées de s'approcher. Cette

tendance qu'ont les molécules du calorique à s'écarter, a lieu même à

de fort grandes distances. On en sera convaincu si l'on considère que

l'air est susceptible d'un grand degré de compression; ce qui suppose

que ses molécules sont déjà très-éloignées les unes des autres: car

la possibilité de se rapprocher, suppose une distance au moins égale

à la quantité du rapprochement. Or ces molécules de l'air qui sont

déjà très-éloignées entr'elles tendent encore à s'éloigner davantage:

en effet, si on fait le vuide de Boyle dans un très-vaste récipient,

les dernières portions d'air qui y restent se répandent uniformément

dans toute la capacité du vase, quelque grand qu'il soit, elles le

remplissent en entier & pressent contre ses parois: or cet effet ne

peut s'expliquer qu'en supposant que les molécules font un effort

en tout sens pour s'écarter, & l'on ne connoît point la distance à

laquelle ce phénomène s'arrête.

Il y a donc une véritable répulsion entre les molécules des fluides

élastiques; ou du moins les choses se passent de la même manière que

si cette répulsion avoit lieu, & on auroit quelque droit d'en conclure

que les molécules du calorique se repoussent les unes les autres. Cette

force de répulsion une fois admise, les explications relatives à la

formation des fluides aériformes ou gaz deviendroient fort simples:

mais il faut convenir en même temps qu'une force répulsive, entre des

molécules très-petites, qui agit à de grandes distances est difficile à

concevoir.

Il paroîtroit peut-être plus naturel de supposer que les molécules

du calorique s'attirent plus entr'elles que ne le font les molécules

des corps, & qu'elles ne les écartent que pour obéir à la force

d'attraction qui les oblige de se réunir. Il se passe quelque chose

d'analogue à ce phénomène, quand on plonge une éponge sèche dans de

l'eau: elle se gonfle; ses molécules s'écartent les unes des autres, &

l'eau remplit tous les intervalles. Il est clair que cette éponge en

se gonflant a acquis plus de capacité pour contenir de l'eau, qu'elle

n'en avoit auparavant. Mais peut-on dire que l'introduction de l'eau

entre ses molécules leur ait communiqué une force répulsive qui tende à

les écarter les unes des autres? Non, sans doute: il n'y a au contraire

que des forces attractives qui agissent dans ce cas, & ces forces sont,

1º. la pesanteur de l'eau & l'action qu'elle exerce en tout sens, comme

tous les fluides; 2º. la force attractive des molécules de l'eau les

unes à l'égard des autres; 3º. la force attractive des molécules de

l'éponge entr'elles; enfin, l'attraction réciproque des molécules de

l'eau & de celles de l'éponge. Il est aisé de concevoir que c'est de

l'intensité & du rapport de toutes ces forces, que dépend l'explication

du phénomène. Il est probable que l'écartement des molécules des corps

par le calorique, tient de même à une combinaison de différentes

forces attractives, & c'est le résultat de ces forces que nous

cherchons à exprimer d'une manière plus concise & plus conforme à

l'état d'imperfection de nos connoissances, lorsque nous disons que le

calorique communique une force répulsive aux molécules des corps.

Traité élémentaire de chimie, tome 1 Présenté dans un ordre nouveau et d'après les découvertes modernes; avec Figures · 第 9 / 81 题