Page:Vergne - L’Équilibre thermodynamique des fluides homogènes.djvu/48

Le texte de cette page a été corrigé et est conforme au fac-similé.
40
H. VERGNE ET J. VILLEY.

même ; la plus grosse partie est liée au fait que le gradient de pression créé par la pesanteur dans tout le reste du cylindre a diminué la pression sous le piston et permis à la couche supérieure de se détendre en poussant le piston : elle emprunte le travail correspondant à sa propre énergie cinétique moléculaire.

L’une quelconque des couches intermédiaires subit pareillement une évolution adiabatique, qui s’accompagne d’une lente translation verticale vers le bas, corrélative de l’établissement lent et graduel du champ de gravité.

L’établissement du champ crée donc d’importants gradients de température, qui sont conformes à la loi isentropique.

On doit se demander si ces gradients de température vont provoquer des transports ultérieurs de chaleur et conduire à un équilibre final autre que la répartition ainsi réalisée au moment de l’établissement du champ de forces. Autrement dit, cette répartition est-elle un équilibre, ou seulement un état transitoire initialement réalisé parce que l’action des forces est rapide, tandis que les transports ultérieurs de chaleur seraient très lents.

Sans aborder la question délicate de l’influence possible du champ de forces sur les transports de chaleur par conduction pure (échanges d’énergie cinétique par chocs) ou par diffusion moléculaire, on doit remarquer que la distribution isentropique des températures est la seule qui ne soit pas altérée par les convections accidentelles provoquant des substitutions mutuelles de masses gazeuses partielles entre des niveaux différents.

Isolons, en effet, par la pensée, à l’intérieur d’une surface géométrique fermée déformable et mobile, une telle masse partielle qui se déplace vers le bas. Elle subit, par le fait du gradient de pression dans la masse générale, une compression adiabatique qui élève sa température selon la loi [1], la constante étant évidemment égale à la valeur de départ La convection ne provoquera pas de perturbation thermique si la répartition de température dans la masse générale est conforme à cette même loi. Au contraire, si elle n’est pas conforme à cette loi, les convections amorcées par

  1. est le rapport des deux chaleurs spécifiques principales.