MISE EN ÉQUATION DES PROBLÈMES
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Si la masse fluide est en repos aux grandes distances du corps,
là où s’apaisent et disparaissent les courants locaux dont il s’agit,
mis en mouvement par des excès 8 de température gagnés au con-
Lact ou au voisinage du solide, l’on a le cas de convection le plus
familier aux physiciens; car il est facile à produire et à observer
dans des conditions Lien définies. Dulong et Petit, vers 1820, l’ont
soigneusement étudié, et plusieurs physiciens ont contrôlé, depuis,
les importants résultats qu’ils avaient obtenus. Toutefois, un autre
cas est plus simple, car le mouvement du fluide s’y trouve presque
donné : c’est celui d’un solide chaud, immergé au sein d’un cou
rant dont la vitesse générale, modifiée seulement autour du corps,
est suffisante pour que, même près du corps, réchauffement dû à
celui-ci ne l’altère pas sensiblement.
Les questions dont il s’agit sont, au point de vue analytique,
d’une nature si abstruse, que nous devrons nous borner à ces
deux cas extrêmes, paraissant les moins complexes. Entre eux se
placerait le cas, beaucoup plus difficile à aborder, d’un courant
dont la vitesse est seulement comparable à celles qu’y font naître
les inégalités de la température entre diverses parties de la masse
fluide.
261. Manière dont y varie le poids de l’unité de volume fluide.
— Pour obtenir, sous la forme la plus réduite possible, les équa
tions de ces problèmes, il faut observer d’abord que, sans la
pesanteur, les petites dilatations ou contractions thermiques du
fluide altéreraient à peine son équilibre ou son mouvement; car
elles n’entraîneraient, à l’état d’équilibre (par exemple), pour
se produire autour du corps et rétablir l’égalité hydrostatique
de pression, que d’insignifiants déplacements. Mais les petites
différences de poids, par unité de volume, que produisent des
inégalités modérées de la température sur un même plan horizon
tal, entraînent, au contraire, des déplacements verticaux très sen
sibles, les molécules chauffées ne retrouvant qu’assez haut au-dessus
d’elles des molécules froides de densité pareille à la leur et avec
lesquelles elles puissent se mettre à peu près en équilibre. D’où
il suit que la diminution, négligeable en elle-même, de la den
sité p de toute particule devenue plus chaude, produit une réduc
tion de poids dont il faut tenir compte.