HAL Id: jpa-00236809
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Submitted on 1 Jan 1872
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Expériences sur le condensateur d’œpinus
Neyreneuf
To cite this version:
Neyreneuf. Expériences sur le condensateur d’œpinus. J. Phys. Theor. Appl., 1872, 1 (1), pp.62-80.
�10.1051/jphystap:01872001006201�. �jpa-00236809�
Les acides
hypochloriquc
et chloreux scprêtent
i desexpériences analogues
avec encoreplus
de sensibilité. Il sunit de fairc passerquelques
bulles de ces gaz dans U11 tube de 2 centimètres de dia- mètre pour manifester dans lapartie
laplus réfrangible
du spectre les raiesd’absorption
de ces substances.EXPÉRIENCES SUR LE CONDENSATEUR D’0152PINUS;
PAR M. NEYRENEUF,
Professeur au lycée de Caen.
.Pj~entiène
expér°ie~zce.
- Soit un condensateurd’(~.~:pinus :
-.déchargeons-le
par contactssuccessifs,
et, au lieu d’observer les efl’etsordinaires,
retironsbrusquement
leplateau qui
vient d’être touché. Ceplateau devrait, d’après
la théorieordinaire,
et en tenantcompte de l’adhérence connue de l’électricité pour les corps mauvais
conducteurs,
ne contenirqu’une
faiblequantité d’électricité,
et deplus
cette électricité devrait être soitpositive,
soitnégative,
suivantque le
plateau
touchéétait, pendant
lacharge,
en communication soit avec lamachine,
soit avec le sol. Or on constate un résultatopposé
de touspoints .
D’abord la
quantité
d’électricitérépandue
à la surface duplateau
donne à
l’électroscope
unedivergence considérable ;
elle peut être suffisante pourproduire
ladivergence
d’unpendule
à moelle desureau fixé au
plateau,
et donner lieu à une étincelle dont la lon- gueurdépasse
souvent 1 centimètre. Deplus,
lesigne
de cette élec-tricité est inverse de celui que laissait
prévoir
la théorie. Eneffet,
le
plateau
encommunication, pendant
lacharge,
avec la machinerenferme alors de l’électricité
négative,
et c’est de l’électricitéposi-
tive que l’on trouvera en
opérant
de la mémefaçon
sur le secondplateau.
Si l’on
rapproche
leplateau
que l’on vientd’écarter,
soit en luilaissant son
électricité,
soitaprès
la lui avoirenlevée,
desphéno-
mènes
plus complexes
seproduisent.
J’enrenvoie,
pourplus
declarté,
et le détail etl’explication
audéveloppement
même de lathéorie que
je
propose.Z~ezcx,ièjfae
e.x~pcrience. l~éclmrgeons
lce >>ndcnsateur au moyenArticle published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:01872001006201
63
de
l’excitateur,
etéloignons brusquement
soit un seulplateau,
soiten même tcmps les deux
plateaux.
Nous les trouveronschargés,
etcharges
d’électricitésprécisément
contraires à cellesqui produisaient
l a
divergence
despendules.
Cette
expérience
est un peu délicatc : elleexige
le concours dedeux personnes, surtout
quand
on veut constater laprésence
del’électricité sur les deux
plateaux
à la fois. Il est bonaussi,
pourqu’ellc
réussisse avecplus
defacilité,
de ne pas trop serrer lespla-
teaux contre la lame de verre. Nous verrons,
plus tard,
commenton peut se rendre compte du bon effets de cette
précaution.
Troisiènle
expériences. - Quand
on a maintenupendant long-
temps le contact entre les
plateaux
et lesbranches
del’excitateur,
de telle sorte que l’on
puisse regarder
le condensateur comme dé-chargé,
ce dernier estsusceptible
de fonctionnerpendant longtemps
comme un véritable
électrophore.
Si,
eneffet,
on laisse un desplateaux
en contact avec lamain,
detelle sorte que sa communication
parfaite
avec le sol soitassurée,
etsi ensuite on touche et l’on écarte l’autre
plateau
avec la secondemain,
on pourra obtenir avec ceplateau,
ainsiécarté,
une étincelleassez forte.
Rapprochons-le
de nouveau et établissons de nouveau lecontact avec le
sol,
une étincelle vajaillir.
Il résulte de ces trois
expériences qu’il
estpermis
d’assimiler le condensateurd’OEpinus
à unélectrophore agissant
par ses deuxfaces,
pouvant, par
suite,
donner les deux électricitéspositive
etnégative.
G. JOHNSTONE STONEY AXD J. EMERSON REYNOLDS. - On the absorption of
chlorochromic anhydride (Sur l’absorption de l’acide chlorochromique) ; Philosophical Magazine, t. XLII, p. 4 1.
Dans des recherches sur la cause des spectres discontinus des gaz, les auteurs ont été amenés à étudier le spectre
d’absorption
de lavapeur d’acide
chlorochromique (1) :
il est de la mêmeespèce
que les spectres cannelés de l’acidehypoazotique,
du brome et del’iode ;
ses
bandes,
très-fines dansl’orangé,
lejaune
et le vert, sont sensible- (t) On ~obtient cet acide en distillant un mélange de bichromate de potasse et de sel marin fondu avec de l’acide sulfurique concentrer c’est un liquide rouge, bouillant il 120 degrés.64
ment
équidistantes ; l’absorption
estcomplète
pour les couleursplus réfrangibles. D’après
des mesuresprécises,
ceslignes paraissent
serapporter à une loi
très-simple ;
lcs inverses deslongueurs
d’ondcsqui
les dèunissent varient enprogression arithmétique,
cequi
revient à dire que le nombre de vibrations des lumières
interceptées
croît par intervalles
égaux.
L’intensité de ces bandes ne varie pas d’une manière continue : il y a pour ainsi dire
superposition
d’unc secondepériode,
à intervallesplus
étendus. Les auteurs de ce travail donnentquelques
formulesempiriques qui
résument assez bien la loi duphénomène ~ 1 ~ .
~
A. CORN U .
GRAMME. - Sur une machine magnéto-électrique produisant des courants continus;
COlllptes rendus de l’~cadémie des Sciences, t. LXXIII, p. ~ 175.
DE ROMILLY. - Sur un appareil magnéto-électrique; Comptes rendus de l’~Icadémie des Sciences, t. LXXIII, p. ~2G.
Les deux machines que nous allons faire connaître ont une forme à peu
près Identique.
Toutes deux consistent en un anneau de fer douxqui
est recouvert d’un fil isolé etqui
tourne entre lespôles
d’un aimant.
Aussi,’
bienqu’elles
soient très-dilié1-eiites l’une del’autre, toujours
est-il que leurs théories s’accordent en un assezgrand
nombre depoints
pour que nouspuissions
les décrire dansun même article.
« Les courants d’induction sont en
général instantanés,
dit1_~T.
Gramme,
et seproduisent
alternativement de sens contraire.Il n’est pas
cependant impossible
d’enproduire qui échappent
àce double caractère. »
Ceci est
vrai,
et dès sonpremier
Mémoire surl’induction, Faraday
avait
déjà
obtcnu des courants induits permanents. Entre les deuxpôles
dupuissant
ailnant de la Sociétéroyale
deLondres,
il faisaittourner un
disque
decuivre,
et il put recueillir un courant ell réu- {; ) En répétant cette expériences, je suis conduit à penser que le phénomène n’a pasune aussi grande simplicité que ce travail semblerait le faire supposer. Il est de nlême nature que celui qu’on observe avec la vapeur d’iode, c’est-à-dire dû à la superpo- sition d’un beaucoup plus grand nombre de périodes qui ne paraissent avoir aucune
commune mesure; en particulier, chacune des bandes paraît devoir être résoluble en plusieurs raies fines.
65 nissant lu burd et l’axe du
disque
par lc fil d’ungalvanomètre ( 1 ) .
Il énonce le résultat de ses
expériences
dans les termes suivants :« Hère tllerefore was dcmonstratcd the
production
of a permanentcurrent
ofelectricity by ordinary
magnets. » ~ïl’appareil
deFaraday
avait été mieux
construit,
il aurait même donné un courant con-stant ; mais il n’aurait fourni
qu’un
courant de faible intensité. La machine de NI. Grammeproduit
une force électro-motrice de15 éléments Daniell ou
plus lorsque
sa vitesse est suffisante.Cette nouvelle machine
magnéto-électrique
se compose d’un an-neau de fer doux sur
lequel
est enroulétoujours
dans le même sensun fil de cuivre recouvert d’une substance isolante. Les deux bouts du fil
qui
serejoignent
sont réunis l’un à I’autre : un circuit continuse trouve ainsi formé. Si l’on fait tourner cet électro-aimant
d’espèce particulière
entre lespôles
d’un aimant en fer àcheval, disposé
ainsique le montre la
fig.
i , onpeut recueillir
un courant continu.Fig. 1.
L’auteur
explique
la théorie de la manière suivante : « Lepôle
Bproduira
dans lapartie
de l’anneauqui
est dans sonvoisinage
un. courant dont le sens pourra être
déterminé,
soit au moyen de l’ex-périence directe,
soit en se reportant àl’expérience
que nous avonsrapportée
sur l’électro-aimant droit. Oncomprend
aisément que lepôle
Aproduira
dans sonvoisinage
un courant de sens contraire auprécédent.
Enfin il est aisé de se rendre compte que, dans les deuxparties
de l’anneauplacées
àangle
droit etqu’on
peutappeler
moyennes, il
n’y
a aucun courantproduit.
Si donc on veut recueillirles deux courants contraires
produits
simultanément dans le fil del’électro-aimant,
il suffit d’établir deux frotteurscorrespondant
aux
parties
moyennes P etN, qui
sont comme lesrhéophores
decette
pile
d’un nouveau genre. »’
( 1 ) Experimental Researclaes. Ire sé~°ie, année 1831, ~~ 83 et suiv.
La conclusion est exacte : mais il nous semble bon de rattacher la
production
du courant à la théoriegénérale
del’lllduct~Un,
cequi
ne
présente
aucune difficulté. Lesexplications qui
suiv ent convien--nent d’aillcurs à la machine inventée par M. de
Romilly.
Quatre pôles agissent
sur l’hélice enroulée : lespôles
A et B de1’aimant et les
pôles
abqu’ils développent
dans le ferdoux ;
les unset les autres sont constants de
position
dansl’espace,
si bien que l’on peut ne pas tenir compte du mouvement del’auncau
de fcr et considérer seulement le mouvement de l’hélice dans unchamp magnétique
immobile. Une desspires
CE(fig. 2 ) s’approche
despôles B,
et a passe au delàaprès
avoirenveloppé
le second de cesf~ i~, 2.
pôles.
Comment ce mouvementproduit-il
un courant,qui
reste demême sens
f, f’
etpendant
que cettespire s’approche
etpendant qu’elle s’éloigne?
On s’en rendcompte
enappliquant
la loi de Lenz.Considérons,
enefiet,
le mouvement dans levoisinage
dupôle
a,et
remplaçons
par une translationrectiligne, dirigée
suivant la flècheF,
le mouvementcurviligne
réellement décrit par unespire
àlaquelle
nous substituerons la circonférence
CE,
cequi
est évidemmentpermis.
Soit C un élémentquelconque
ducourant f.
Faisons passerun
plan
par le milieu de l’élément C et par 00’ligne
des centresdu courant circulaire dans deux de ses
positions,
et prenons ceplan
CE E~C’ comme le
plan
surlequel
est tracée lafigure.
L’élément de courant
C,
normal auplan
ainsiconduit,
estrepoussé
par a. En
effet, d’après
lesexpériences
de Biot etSavart, a
exerceune action
qui
est normale auplan
C a passant par l’élément Cet par le
pôle
a. Cette force doit êtredirigée
à droite du courant, c’est-à-dire suivant CDqui
est dans leplan même
dupapier.
Elleempêcherait
CE des’approcher
dans la direction F.Donc, d’après
la loi de
Leiiz, ~’ indique
bien le sens du courant induit par lepôlu
et67
pendant
que CE s’enapproche.
On verrait par les mêmes considé- rations quef’, qui
est de mélne sens quef, indique
la marche ducourant
lorsque
C~~E’s’éloigne
de a.Quant
aupôle B,
son actionest concordante avec celle de a sur les éléments voisins : sur les autres, elle est en
désaccord;
mais l’action résultante est en réalité favorable à cause de laproximité
despremiers
éléments.LYI. de
Romilly
avaitdéjà,
dès l’année1866,
construit une ma-chine dont le courant était
produit
par unsystème identique;
mais il ne crut pas
qu’il
fûtpossible
de continuer l’enroulement du fil dans le mélne sens sur toute la circonférence de l’anneau. Enprocédant ainsi,
« on nepourrait, dit-il, percevoir
aucun courant.En
effet, pendant qu’une
demi-circonférencepasserait
devant unpôle,
l’autre demi-circonférence semblablepasserait
devant lepôle opposé
». Il sedévelopperait
alors dans le fil deux courants, ou,pour mieux
dire,
deux forces électro-motricesqui
se détruiraient.Pour arriver à son
but,
cet inventeur enroula le fil sur la seconde moitié de l’anneau en sens contraire dupremier.
Il formait comme une machine deClarke,
et, de mêmequ’avec
cettemachine,
ilrecevait dans les
rhéophores
un courant extérieur discontinu dont la direction était rendue constante au moyen d’un commutateur.Ce que 31. de
Romilly regardait
commeimpossible,
M. Grammel’a réalisé. Il enroule le fil
toujours
dans le même sens surl’anneau;
les forces électro-motrices
développées
par lespôles
A et b sontégales
et de sens contraire à celles quedéveloppent B
et a, dontl~i~;. 3.
nous avons
parlé,
il estvrai;
mais l’ensemble des deux moitiés du filPCN, ~C~i~~,
queje représente
déroulées et étendues dans lafigure 3,
est alors constamment dans le même état
qu’une pile voltaïque
dontle
pouvoir
élec~ro-rnotcur amène et maintient de l’électriciténéga-
tive en N et de l’électricité
positive
en P. Pour mettre cettepile
enactivité,
il suffit d’attacher desrhéophores
en P et en N. Legalva-
nomètre
G,
parexemple,
est traversé par le double courant induit.Mais les
points
du filqui
passent auxpoints
P et N se renouvel-lent sans cesse; ils sont recouverts d’une substance isolante. Com-
ment établir les communications avec les
rhéophores P
On y par- vient au moyen de frotteursqui
sont fixés en cespoints
P ,et N etqui appuient
constamment non sur le filmnne,
mais sur despièces métalliques,
ou rayons, solidementmaintenues, qui
sont soudées dedistance en distance sur la
longueur
du fil.En
théorie,
on peut concevoir le fil assez fin et lespièces
asseznombreuses pour que le courant soit constant; en
pratique,
il fautse
limiter,
mais le courant,quoique
non constant, demeurerigou-
reusement comtinu. Il est continu : i ° parce que le mouvement
producteur
d’électricité estcontinu;
2° parce que le circuit n’estjamais
rompu : eneffet, chaque
frotteurappuie
à la fois sur deuxou trois 1-ayons soudés aux intervalles de section du fil.
La machine de 3’I. Gramme n’cst donc pas seulement une ma-
chine de Clarl0153 : c’est une
pile qui
donne un courantpermanent;
les variations de ce courant peuvent être réduites par la vitesse de rotation et par le nombre des rayons de contact.
~
CH. D’ALME1DA .
A. KUNDT. - Ueber die anormale Dispersion der Korper mit Oberfhichenfarben
( Sur la dispersion anomale des corps à couleurs superficielles); deuxième et troisième Mémoires; Annales de Poggendorff, CXLIII, 1 49 et 25c~.
NI.
Kundt, après
avoirrappelé
lesexpériences
relatées dans lepremier Mémoires,
etqui
démontrent que les corps à couleurs su-.
perficielles possèdent
unedispersion anolnale, s’occupe
d’une autrepropriété optique qui parait également appartenir
à tous ces corps.On peut ailrmer avec une
très-grande probabilité
que les corpsqui présentent
des couleurssuperficielles
et unedispersion
ano-male ont encore une autre
propriété qui
leur est cominune, et cettepropriété
est le ~ic7tnoi’stne. Ainsi lafuchsine,
le bleud’aniline,
le violet
d’aniline,
le vertd’aniline,
lamurexidc,
lacyanine,
lepermanganate
de potasse sont fortementdichroïques.
On peut s’enassurer en faisant cp-istalliser les dissolutions de ces corps en couches très-minces sur des lames de verre, et en examinant les cristaux au
microscope .
69
’
1 11
indiquc
ensuite uneexpérience
danslaquelle
il aplace,
entreunc lentille et une lame de verre, une goutte de bleu d’aniline en
dissolution,
et n’a pu observcr aucune déviation dans l’ordre des coulcurs queprésentent
ordinairement les anneaux colorés de Newton. Il en conclut que les rayonsqui
ont dans l’air laplus petite longueur
d’ondulation ont encore dans la dissolution laplus petite longueur d’ondulation,
bien que l’indice de réfractionpuisse ètre,
pour ces rayons,plus petit
que pour des rayons d’uneplus grande longueur
d’ondulation. La méthode directe de la réfraction à travers unprisme paraît donc,
pour l’étude de ladispersion
ano-male,
êtrepréférable
auxexpériences
fondées sur l’interférence.Cette
expérience
nous semblerait devoir êtrerépétée
sous diversesformes.
31. Kundt a observé les
phénomènes
exclusivement avec un spec- troscope, et s’est servi de la lumièresolaire,
cequi
apermis
d’arriverà des résultats
plus complets
etplus
étendus. Lesprismes
creuxemployés
dans ces recherches étaient deuxprismes
de 25degrés, qui
avaient une arête assezaiguë
etqui
étaient formés deplaques
deverre
mastiquées
l’une surl’autre ~
l’un de cesprismes
était mis àla
place
duprisme
d’un spectroscope. On aemployé
trois de ces ap-pareils :
unplus petit,
conforme au modèle construit par Bunsen etKirchliofl’,
ungrand appareil
deKirchhon, disposé
pour quatreprismes,
et ungrand spectromètre
de Brunner. Les lunettes de cedernier
appareil
avaient ungrossissement
un peu moins fort que celui del’appareil
à quatreprismes,
mais donnaient ungrand
éclai-rement ; ce sont celles
qui
convienent le mieux pour l’observation desprismes liquides.
L’auteur, ayant
ainsi confirmé les résultats de sespremières expériences , entreprit
d’établir parl’expérience
les loisprin- cipales
de ladispersion
anomale. Il y avait d’abord à prouver que,réellement,
comme l’auteur l’avaitsupposé précédemment,
l’indice de réfraction des rayons
qui
sont réfléchis à la surface des corps en forteproportion
esttrès-grand
outrès-petit.
On peut faireà ce
sujet
les remarques suivantes : si un corps, parexemple
uncristal d’une matière colorante tirée de
l’aniline,
réfléchit en forteproportion
les rayons d’une certaineespèce,
parexemple
les rayons verts, ces rayons manqueront dans le spectre de la lumière trans-mise. Si l’on observe par voie
spectrale
la lumièretransmise,
ellesemblera montrer unc bande
d’absorption
à laplace
que devraient occuper les rayonsqui
ont étéréfléchis ;
et il estprobable qu’aux
endroits où commence
l’absorption,
sur les bords des bandes d’ab-sorption,
l’indice de réfraction augmente ou diminuerapidement.
Ceci
n’empéche
pas que desparties
entières duspectre, qui
sontséparées
par des bandesd’absorption,
nepuissent
avoir des indicesanomaux de réfraction de valeurs telles
qu’une partie
correspon- dant à des rayons delongueur
d’ondulatian moindre soit moins déviéequ’une partie correspondant
à des rayons delongueur
d’on-dulation
plus grande.
Pour décider cette
question,
1VT. Kundt aemployé
la méthode desprismes
croisés de Newton. Derrière unprisme
de verre à arête’horizontale, qui
recevait lalumière,
ilplaça
unprisme
creux àarête
perpendiculaire
à laprécédente
contenant une substancequi possède
ladispersion anomale,
le spectreoblique
que l’on ob- tientprésente
un aspect tout diflérent de son aspect ordinaireet tout
particulier,
maisqui
estcomplétement
en accord avecles remarques faites
plus
haut. Si l’on part des rayonsqui
ont laplus grande longueur d’ondulation,
et que nous supposerons former lapartie supérieure
du spectre, on voit que, pour tous les corps à couleurssuperficielles qui
absorbent le milieu duspectre,
la dévia-tion des rayons rouges augmente avec une
rapidité extrême,
de sorteque, si les dissolutions sont
concentrées,
le rouge s’étend au-dessus de la banded’absorption
en formant unelongue bande,
presque liorizontale. Sous la banded’absorption
se trouve, sil’absorption
aporté
surtout sur lejaune
et sur unepartie
du vert, une bande ver- dàtre aussilongue
que la bande rouge. Pour le bleu et leviolet,
ladéviation a à peu
près
sa valeur normale.L’auteur donne ici la liste des corps sur
lesquels
il a pu con- stater, dans ses nouvellesexpériences,
ladispersion anomale,
listequi
doit êtreajoutée
à celle contenue dans lepremier
Mémoire. Pources corps, les anomalies de
dispersion
ne se manifestent souvent que pour les rayonsqui
se trouvent tout a fait dans levoisinage
d’unebande
d’absorption.
Voici cette secondeliste,
où les corps sont tous considérés comme étant en dissolution : rougeMagdala (niagda-
lano~Iz~, coralline,
alizarine(dissoute
dans lapotasse), orselline,
tourmcsol ,
iode(dissous
dans unmélange
de chloroforme et de sulfure deearhoncy,
bois decampêche (~Icc.~tnc~i.oxylo~z Cainpechia-
71 nurrt , en extraits aqueux et
amnioniacal) ,
bois rouge(extrait
anl-moniacal),
bois de sandal(extraits alcoolique
etammoniacal),
boisde Fernambouc
(extrait ammoniacal),
sang(extrait
aqueuxrouge), liématine, chlorophylle.
Plusieurs de ces dissolutions devaient être aussi concentrées quepossible.
L’auteur n’a examiné
jusqu’à présent
que deux corps à l’état solide : le cyanure deplatine
et demagnésium
et l’oxalate ammo-niacal de chrome. Ces deux substances se trouvaient à l’état de cris-
taux
prismatiques qui
n’étaient pascomplétement
transparents.Pour le sel de
chrome,
on obtient une indication peumarquée
d’anomalie dans la réfraction. Pour le sel de
platine,
l’un desrayons donne une forte bande
d’absorption
au milieu du spectre;dans l’autre rayon, le bleu et le vert se trouvent absorbés
jusqu’au jaune.
On observe aussi pour ce dernier rayon unerapide
augmen- tation de l’indice de réfraction du rouge aujaune.
La dissolution de cyanure deplatine
et demagnésium
est presque incolore : elle ne donne ni bandesd’absorption,
nidispersion
anomale. La dissolu-tion du sel de chrome
présente quelques
indices d’anomalies dans ladispersion.
A la fin de son
Mémoire,
M. Kundt remarquequ’il
existe ungrand
nombre de corpsqui
donnent lieu à desphénomènes
d’ab-sorption,
maisqui
neprésentent
pas de couleurssuperficielles
sen-sibles : tels sont les verres
colorés,
laplupart
des selscolorés,
etc.Il a examiné un
grand
nombre de corpscolorés,
neprésentant
pas de couleurs
superficielles.
Unpremier
groupe de ces corps, comprenant ceuxqui
absorbent l’extrémité bleue et violette du spectre, comme la dissolution de chlorure defer,
celle de l’iode dansl’alcool,
l’acidechromique,
donna uneaugmentation
extraordi-naire de l’indice de réfraction dans le passage du rouge au
jaune.
Sur un autre groupe de ces corps,
qui
donnent des bandesd’absorp-
tion au milieu de leurs spectres, comme les sels de cobalt et la va- riété verte de l’alun de
chrome,
on peutreconnaître,
en se servantde dissolutions
très-concentrées,
depetites
déviations dans le spectre.L’auteur termine en reconnaissant que ses
expériences
sontencore loin d’être
complètes
et doivent être étendues ultérieu-rement.
4 A. LÉVISTAL.
CLAUSIUS. - Ueber die Xurùckfûhrung des zweiten Hauptsatr,es der mechanischen Warmetheorie auf allgemeine mechanische Principien (Sur la réduction du deuxième
principe de la théorie mécanique de la chaleur aux principes généraux de la méca-
nique) ; Po~~..r’lnn., CXLII, 142.
Dans ce
Mémoire,
M. Clausius s’estproposé
de rattacher leprin- cipe
deCarnot, qui
est le deuxièmeprincipe
fonclamental de la théoriemécanique
de laclialeur,
aux loisgénérales
de lamécanique.
Si l’on considère la chaleur comme un mouvement des dernière
particules
des corps, lepremier principe
de la théoriemécanique
dela
chaleur, l’équivalence
du travail et de lachaleur, apparaît
immé-diatement comme une
conséquence
du théorème fondamental del’équivalence
du travail et de la force vive. M. Clausius apensé
que leprincipe
de Carnot devait de mêmepouvoir
se déduire des théo- rèmes connus de lamécanique,
du moment que l’onregardait
lachaleur comme un mouvement. La nature de ce mouvement nous est évidemment inconnue. M. Clausius suppose seulement que chacun des
points
matériels dont l’ensemble constitue le corps semeut dans un espace limité et que, de
même,
la vitesse reste tou-jours comprise
entre certaines limites( 1 ) .
Considérons d’abord un point matériel unique de masse nl et de coordonnées
~, ,y, z, et admettons que la résultante des forces agissant sur ce
point
soit telleque ses trois composantes suivant les trois axes coordonnés soient les dérivées
partielles d’une même fonction des coordonnées, en d’autres termes, qu’il existe
une
f ~nction
desforces ( 2 ),
c’est-à-dire que la résultante rentre dans cette classe de forces que M. Helmholtz appelleforces
centrales. Sous l’action de cette résul- tante, le point prendra un mouvement périodique sur une trajectoire fermée.Imaginons maintenant que ce mouvement
éprouve
une modification infinimentpetite quelconque de
laquelle
résulte un nouveau mouvementpériodique
surune trajectoire fermée. Il en résultera, pour les coordonnées du point, les com- posantes de la vitesse, les composantes de la force, etc., des modifications que
nous appellerons les variations de ces
quantités,
et que nous désignerons par la( 1 ) M. Clausius désigne ce ~enre de mouvement par l’expression de mouvement sta-
tionnaire ( stationà1-e Bewegung).
(~) Au lieu de considérer la fonction des forces, M. Clausius préfère considérer, ce qui revient au même, la fonction qu’il désigne sous le nom d’Pyiel (ergal) et qui est égale à une constante moins la fonction des forces. Une force centrale est donc pour Jui une force qui a un eigiel. On remarquera que le potentiel est précisément l’ergiel
d’une force variant en raison inverse du carré de la distance; la notion de l’eruicl n’est
donc que la r;énéralisation de la notion du potentiel.
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lettre (J, tandis que nous appellerons lh~~l’G’7Ztlf’ZlG’.S des mémcs quantités, et nous désignerons par la lettre ~, comme d’habitude, les modifications qu’éprouvent
ces quantités dans le cours d’un même mouvement : ainsi par exemple, sera
l’accroissement de x pendant le temps infiniment petit rlt pour un mouvement, déterminé, et vx représentera la différence entre la valeur de x dans le mouve- ment primitif et la valeur correspondante de x dans le mouvement modifié. Cette ditférence sera parfaitement déterminée du moment que nous aurons défini ce
que nous entendons par valeurs correspondantes dans les deux mouvements.
Soient i la durée constante de la révolution sur la trajectoire primitive et t le temps variable que le mobile rrz emploie pour aller de la position de départ à
la position (x , y, z ~ ; posons
’
Posons de même pour le mouvement modifié
Nous appellerons époques correspondantes dans les deux mouvements les époques
t et t’ correspondant à une même valeur de la
quantité
0/, quantité que nous pouvons nommer laphase.
Cela posé, cherchons le travail effectué pendant le passage du mouvement
primitif au mouvement modifié, et pour cela considérons l’expression
et dit~rentions-!a par rapport à ~. Nous avons ainsi
Mais, dans la variation, la phase y doit être considérée comme constante. Si donc
une quantité, 8.v, doit être successivement variée, puis différentiée par rapport
à c~, on peut intervertir l’ordre des deux
opérations.
L’équation précédente peut donc s’éc ri reü11
’1 1 1". , J lt .
d 1]’ fi"
"
àiuis de l’équation 2013 1,, nés~l te 2013 -- l, car dans la difi’~’rentia~ion on d .doit te-
.1.’ aIS cc cquatlon t -=- i 0/ rcsu
~V
== ’ car (Jns a el ercntwtlon on oit re-
1
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garder
i comme une constante, puisque la différcntiation se rapporte a un mêmemouvement. Un a donc
Intégrons dey = o à !f = i, c’est-à-dire pour une révolution entière. Le
premier
membre de l’équation donne o, car
et
Ir 1-~ et ("«7 -~ )
sont deux quantités égales, puisque ce sont pour( "rit
voX’ c=o et (It a.x c=1 sont deux quantItés égales, pUIsque ce sont pourune révolution entière ta valeur initiale et la valeur finale d’une même
quantité
(Ir révolution entiéi~e la valeur initiale et la valeur finale d’une même quantité
7.r ~
~ vx.
Pour ce qui regarde le second membre, remarquons d’abord que, dans l’inté-
gration par rapport à Cf, les quantités i et (J i sont à considérer comme constantes.
Pour une quantité fonction de Cf, x par exemple, on a
Ï i
or 7 f
1a x‘lt
n’est autre chose que la valeur moyenne de xpendant
la durée io
de la révolution, valeur que nous désignerons par x. Ce que nous disons ici de x
s’applique évidemment aux quantités
2013~-
dt 2~c,(2013) et à (3)"
(1t (it Observonsenfin que la moyenne d’une variation est égale à la variation de la moyenne, et nous pourrons écrire
ou, en divisant par i et transposant,
Comme on a une équation semblable pour les autres coordonnées, il vient
X, Y, Z étant les composantes suivant les trois axes de la force agissant sur le point matériel, et v la vitesse du point.
Considérons maintenant un système de points matériels ayant des mouvements semblables, mais avec des phases différentes.
Si l’on désigne par fiL la somme des travaux provenant pour le système entier