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ENERGIE
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La constance de cette somme des énergies potentielle et cinétique est subordonnée à deux conditions : la première est que le corps considéré ne travaille pas. S’il accomplit un certain travail, s’il agit, dans son mouvement, de manière à soulever un autre poids, son énergie mécanique totale est diminuée de tout le travail extérieur effectué. Au contraire, une impulsion qu’on lui communique de l’extérieiu* a pour résultat d’augmenter son énergie totale.
Il en résulte que si le corps considéré est un organe de machine qui fonctionne d’une manière régulièi-e. et si, par conséquent, au bout de chaque tour il reprend la même position, en la traversant a^ec la même vitesse de marche, il reprend la même énergie potentielle et la même énergie cinétique, c’està-dire la même énergie totale. Le corps ne peut donc, d’un tour à l’autre, avoir fourni à l’extérieur du travailmécanique, àmoins que ce travail mécanique, on ne le lui ait soi-même fourni. C’est là une des formes les plus simples du principe de l’impossibilité du ni oiH' entent perpétuel. Il est impossible, avec une machine quelconque à organes purement mécaniques, d’obtenir plus de travail qu’on n’en a dépensé pour la faire marcher. Le cas particulier le plus élémentaii’e est précisément le cas du levier en équilibre, où le travail dépensé poTir mouvoir un des bras est égal au travail accompli par le mouvement de l’antre.
3. Une autre restriction doit être niise au principe de la constance de l'énergie mécanique totale d’un corps isolé : c’est qu’il ne subisse, dans son mouvement, ni frottement ni choc. Ces phénomènes ralentissent ou arrêtent les mouvements, et amènent ainsi une perte d'énergie de mouvement, qui n’est pas compensée par un gain d'énergie potentielle. Mais en ce cas, se produit un phénomène physique nouveau, que ne prenait pas en considération la mécanique pure : il y a un dégagement de chaleur. Si le phénomène a pour siège une machine tournant régulièrement, quandun toxir ou plusieurs tourscomplets ont été faits, le nombre de calories ou d’unités de chaleur apparues est exactement propoi-tionnel au nombre d’unités d'énergie mécanique disparues. Il y a dégagement d’une calorie (une grande calorie, chaleur nécessaire pour échauffer de i degré centigrade le litre d’eau) pour la destruction de 425 kilogrammètres. C’est là l'énoncé même du premier principe de la science de la chaleur : le principe de réquivalence de la chaleur et du travail.
Si l’on convient d'évaluer la chaleur en unités d'énergie, à raison de 425 kilogrammètres pour i calorie, et d’appeler énergie calorifique la' chaleur ainsi mise en jeu, enregardant la chaleur comme une autre forme de l'énergie, nous n’aurons qu'à généraliser le précédent énoncé, en disant fque là oii disparait de l'énergie mécanique, apparaît une quantité équivalente d'énergie calorifique, et que, les organes d’une machine revenus à l'état initial après un nombre quelconque de tours complets, la somme de l'énergie mécanique totale et de l'énergie calorifique n’a pas varié ; « l'énergie » est demeurée invariable.
Si un corps est en contact avec d’autres, s’il les met en mouvement et par conséquent levu- fournit de l'énergie mécanique, et d’autre part leur cède de la chaleur, on dira que son énergie totale diminue du fait de cette double circonstance, et l’on définira sa diminution d'énergie par la somme du travail accompli à l’extérieur et de la chaleur cédée (celle-ci évaluée en unités d'énergie).
III. Définition de l'énergie par Sir W. Thomson.
— C’est là la définition de Vénergie d’un corps, par Sir "NV. Thomson. Il ne définit pas la quantité absolue d'énergie que contient un corps, — et qui ne peut
jamais nous être complètement connue, — mais seulement la variation d'énergie qui afcompagne, pour un corps, une modification donnée. On usera comme état de comparaison d’un certain état, connu à l’avance, et l’on définira comme énergiedu corps dans un état donné « l'équivalent mécanique des effets que le corps pourrait produire en passant de l'état où il se trouAC, à l'état initial, ou la valeur mécanique de l’action totale qui serait reqiiise pour amener le corps de l'état initial à l'état donné «.
Qu’on imagine deux corps isolés du reste du monde ; ils pourront échanger entre eux, mais seulement entre eux, travail et chaleur. Il résulte manifestement de la déiinition précédente de la variation d'énergie, rapprochée du principe de l'équivalence, que la diminution d'énergie de l’un des corps est égale à l’augmentation d'énergie de l’autre. Donc la somme algébrique des variations d'énergie dans un système de deux corps isolés, — ou. d’une façon générale, la Aariation d'énergie dans un système matériel isolé, — est nulle. Telle est la forme générale et bien connue du principe de la conservation de l'énergie.
On a défini jusqu’ici, d’abord les deux formes usuelles de l'énergie mécanique : énergie cinétique et énergie potentielle, et ensuite l'énergie calorifique. Toutes les fois qu’une transformation d’une autre espèce, réaction chimicpie, changement de l'état électrique, est susceptible de s’accomplir en produisant du travail mécanique ou de la chaleur, on dira que cette transformation met en jeu une quantité déterminée d'énergie. Le charl)on, en présence de l’oxygène de l’air, représente une réserve d'énergie, qu’on peut en tirer en allumant le chai-bon : la combustion se poursuit spontanément et dégage 8.000 calories par kilo de charbon ; on dira, par définition, que I kilo de charbon en présence d’oxygène renferme nnequantité d'énergie cliiniiqueéqniysilenie à 8.000 calories, ou à 8.000 X 420 kilogrammètres. On définira de même Vénergie électrique, Vénergie élastique d’un ressort tendu., etc. Et l’on dira que tous les phénomènes qui se passent dans un système matériel isolé ne sont que des transformations d'énergie. Quand on charge une batterie d’accumulateurs, on dépense de l'énergie mécanique pour faire tourner la djnamo qui produit le courant électrique ; cette dépense d'énergie mécanique correspond à une production d'énergie électrique, qui, elle-même, se transforme en énergie chimique dans les plaques de plomb des accumulateurs. A la décharge, c’est cette énergie chimique, précédemment mise en réserve, qui, à son tour, se dépense : elle donne de l'énergie électrique, dont on peut tirer, soit de l'énergie mécanique si l’on emploie le courant à mouvoir un moteur (ti’amway, ascenseur), soit de l'énergie calorifique si l’on emploie le courant à rougir les filaments de lampes qui servent à l'éclairage. Ce n’est pas le lieu d’indiquer comment on mesure les doses des diverses espèces d'énergie. Si le système qui renferme ces diverses espèces d'énergie est isolé, on sait seulement que les transformations dont il est le siège n’altèrent pas la somme de ces énergies : son énergie totale est invariable. De là l’extension à « l'énergie » de la formule donnée par Lavoisier pour la matière, dont la quantité totale ne A’arie pas dans les combinaisons chimiques :
« Rien ne se crée, rien ne se perd. »
IV. Transformations de l'énergie. Principe de Carnot. — Dans quel sens se font les transformations de l'énergie ? — Longtemps on n’a pas attaché d’intérêt à cette question, heureux d’avoir reconnu l’existence de « quelque chose » de jiermanent dans un système isolé, et sans se demander si ce « quelque chose » est la propriété qui fait vraiment l’intérêt et
