Les lois empiriques s’accumulent en ce début de XIXe siècle. Clapeyron réalise une synthèse avec une seule formule, englobant toutes les autres. Sa loi des gaz parfaits sera déduite d’une théorie plus générale quelques années plus tard. Retour sur ce chassé-croisé entre expériences et théories.
Résumé
Les lois des gaz décrivent le comportement des gaz lorsqu’on maintient constant l’une des variables d’état – volume, pression ou température – et que l’on étudie comment les deux autres variables changent l’une en fonction de l’autre. La loi des gaz parfaits, combinaison des lois de Boyle-Mariotte et Gay-Lussac résume ces diverses lois en une seule formule. Cette relation est d’abord empirique.
La théorie cinétique des gaz est développée au XIXe siècle. En 1857, Rudolf Clausius fait une sorte de bilan des études antérieures et identifie la chaleur à un transfert d’énergie. Deux ans plus tard, le mathématicien écossais Maxwell, rompu aux statistiques, développe les idées de Clausius. : Il démontre que la viscosité des gaz est indépendante de la pression, résultat tout à fait inattendu, qu’il parvient à vérifier expérimentalement. Et connaissant la viscosité, on peut remonter au libre parcours moyen, puis à la taille des molécules. On peut aussi retrouver tous les résultats qui étaient jusque-là empiriques dont la loi des gaz parfaits…
Références bibliographiques et webographiques
Clapeyron E., « Mémoire sur la puissance motrice de la chaleur », Journal de l’École polytechnique, vol. 23, 1834, p. 164
Lecourt D., Dictionnaire d’histoire et philosophie des sciences, 4ème ed. Quadrige, PUF, 2006.
Rousset 1A. & Six J., Des physiciens de A à Z, Bernoulli, ellipses poche, pp. 61-62
Ibid, Clapeyron, pp 134-135
Ibid, Clausius, pp. 135-137
Ibid, Maxwell, pp. 428-430
L’image en avant a été générée par l’intelligence artificielle.
Toutes les autres images sont issues de Wikipedia.
Référence musicale
Jordan Irvin Daly – Shanidar (Camaraderie Limited, 2009)
Petites histoires des sciences 
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