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Submitted on 1 Jan 1903
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Remarques sur la mécanique générale et la mécanique électrique
P. Duhem
To cite this version:
P. Duhem. Remarques sur la mécanique générale et la mécanique électrique. J. Phys. Theor. Appl.,
1903, 2 (1), pp.686-689. �10.1051/jphystap:019030020068601�. �jpa-00240817�
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lement positive, quel que soit le mouvement de la charge, résultat surprenant au premier abord, car le phénomène étudié est réver-
sible.
Un examen rapide suffit à montrer que l’irréversibilité a été intro- duite par les conditions initiales : à l’origine des temps, on suppo- sait tout au repos, sans onde électromagnétique venant de l’extérieur.
S’il n’en était pas ainsi, on pourrait donner à la charge un mouve-
ment tel qu’elle absorbât l’énergie transmise par l’onde venant de
l’extérieur, et le résultat primitif ne subsisterait plus. On conçoit que les phénomènes irréversibles de la thermodynamique, où il y a non
pas disparition, mais dissipation de l’énergie, pourraient s’expliquer
de même par des conditions initiales appropriées, ayant un caractère
très général ( ~ ) .
3 juin 1903.
REMARQUES SUR LA MÉCANIQUE GÉNÉRALE ET LA MÉCANIQUE ÉLECTRIQUE ;
Par M. P. DUHEM.
Les résultats fondamentaux auxquels M. Bouty est parvenu dans
ses recherches « sur la cohésion diélectrique des gaz (2) » me suggèrent
entre la Mécanique générale et la Mécanique électrique quelques rapprochements que je voudrais soumettre aux lecteurs du Journal de Physique..
Prenons d’abord un système soumis aux lois de la Mécanique générale fondée sur la Thermodynamique ; pour mettre notre pen- sée en évidence sans recourir à de longues formules, supposons que
ce système dépende seulement de la température absolue et d’une
variable normale x. Ce système est soumis à une action extérieure X e ;
.... , A ,
SI i est le potentiel interne, la quantité x peut être nommée l’action intérieure; la somme peut être regardée comme
l’action réelle totales qui sollicite le système.
Si, pour écrire l’équation du mouvement de ce système, on faisait
usage du seul principe de d’Alembert, on obtiendrait l’équation
(1) Voir aussi SELIGlBIANN-LuI, loc. cit., ~ XI et XII.
{2) E. BOUTY, SUl’ la cohésion diélecl1’ique des gaz, voir ce vol., p. 401.
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019030020068601
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X + J = o, où J désigne l’action d’inertie relative à la variable x.
Les recherches de lord Rayleigh, de lord Kelvin et de Ni. Tait, de Helmholtz, plus récemment les recherches de M. Ladislas Natanson et les nôtres, ont mis hors de doute cette vérité : Le principe de
d’Alembert ne suffit pas à mettre en équations le problème de la dyna- mique; à l’équation précédente, on doit substituer l’équation
f étant l’action de viscosité.
Nous avons proposé (1) de regarder à son tour cette équation (i)
comme insuffisante à représenter toute sorte de mouvement et de lui substituer cette autre :
= 11 _ est la vitesse relative à la variable x; où 1 x’ 1 est la
valeur absolue de cette quantité, et où F est l’action de frottement.
Cette équation (2) équivaut à deux équations distinctes, dont l’une
doit être employée lorsque x’ est positif, et l’autre lorsque x’ est négatif. Il peut se faire, d’ailleurs, que ni l’une ni l’autre de ces équa-
tions ne soit acceptable ; cela a lieu lorsque X est compris entre
-F
et -~--~ F ; il y a alors équilibre, tandis qu’en l’absence du frottement
l’équilibre exigerait que l’on eût X = o.
-
Cette formule (2) embrasse un nombre considérable de phénomènes.
Dans le domaine du xnouvement local, elle condense les lois du frot- tement de glissement, de roulement, de pivotement entre corps solides (2), du frottement des liquides sur les solides et des liquides
entre eux (3).
Appliquée à la mécanique des changements d’état, elle formule les lois des faux équilibres chimiques (1), qui systématisent un
(1) P. DURE)I, Théorie thel’modyn0153inique de la viscosité, du frottement et des faux équilibres chirniques (Jvlé1noÏJ’es de la Société des Sciences de Bordeaux,
5e série, t. II, 1896).
-Traité élémentaite de Mécanique cfaimigue, t. 1, liv. il.
(2) Théorie thermodyna1nique... et Recherches sur l’hydrodynamique, 4c partie (Annales de la Faculté des Sciences de Toulouse, 1903).
(3) R.echerches sur l’hydrodynamique, 4, partie (Annales de la Faculté des Sciences de Toutouse, 1903).
F (4) Théoiie the1’modyna1nique...; - Traité élémentaire de mécanique chimique,
t. II, liv. lI;
-Thermodynamique et Chimie; Leçons élé1nentaÍ1’es à l’usage des
chimistes, XVIIIe, XIXe et XXc leçons.
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nombre immense d’observations. D’ailleurs, nous avons signalé, depuis longtemps déjà (~), l’existence de faux équilibres analogues
dans des changements d’état purement physiques, tels que la vapo-
risation ; plus récemment (2), nous avons proposé d’interpréter au
moyen de tels faux équilibres certaines vues de M. Tammann
touchant la fusion; M. Tammann (3) a adopté notre manière de voir
sur ce point et l’a corroborée en mettant en évidence une large région
de faux équilibres dans la transformation l’une en l’autre des deux variétés cristallines du phénol.
On ne saurait donc méconnaitre le rôle essentiel de l’équation (2),
tant dans la Mécanique du mouvement local que dans la Mécanique
des changements d’état. Venons maintenant à la Mécanique électrique.
En tout point d’un milieu conducteur, on admet, en général, que l’on a :
,
X étant la composante parallèle à 0~ du champ statique ; E~" la composante du champ électromoteur d’induction;
2~c, la composante du flux ;
_Enfin p, la résistance spécifique.
L’analogie de - ~u avec une action de viscosité a été remarquée de- puis plusieurs années, notamment par Helmholtz et par Ladislas
Natanson ; quant aux rapprochements que l’on peut faire entre E~ et
une action d’inertie, on sait qu’ils jouent un rôle essentiel dans les théories de Maxyvell. L’analogie entre l’équation (1) de la Mécanique générale et l’équation (,*I) de la Mécanique électrique n’est donc pas douteuse.
Dès lors, il est naturel de penser que ces deux équations doivent
être complétées de la même manière ; que l’équation générale de la Mécanique électrique
-en supposant, pour simplifier, que le flux et les divers champs sont tous dirigés suivant Ox - est, non pas l’équa-
tion (3), mais l’équation
(t) Voir les trois écrits précédents.
(2) Sur la fusion et la cristallisation et SU1’ la de lU. Tammann (A1’-
chives néeJ’landaisesdes Sciences exactes et natul’elles, 2e série, p. 93, t. Vl ; 1901).
(3) G. Das Zustandsdiagraïnm des Phenols (D¡’ude’s Annalen, t. IX,
p. 2~9 ; 1902).
689 où m serait une quantité positive, le frottement électriques. Cette équa-
tion équivaudrait à deux équations : l’équation
°
vraie lorsque u est positif, et l’équation
réservée au cas où u est négatif. Toutes les fois que l’on aurait
on n’aurait plus affaire ni à l’équation (5), ni à l’équation (5 bis) ; il
y aurait équilibre électrique; cet équilibre dépendrait donc d’une loi
analogue à celle qui régit les équilibres dus au frottement et les faux équilibres chimiques.
Les corps conducteurs proprement dits seraient ceux pour les-
quels m est toujours nul ou très petit; en ces corps, on n’observerait que des états de véritable équilibre électriqie ; au contraire, selon les
recherches de M. Bouty, les gaz seraient des milieux où (D pourrait prendre une valeur notable et où l’on pourrait, par conséquent, ob-
,