Fusion
Passage d'un corps de l'état solide à l’état liquide, par suite de l'augmentation de la température. La chaleur, comme nous l'avons déjà dit, produit un mouvement vibratoire qui vainc la cohésion et qui permet aux molécules de rouler librement les unes sur les autres.
Sous une pression constante, tout corps entre en fusion à une température déterminée, invariable pour chaque substance.
Quelle que soit l'intensité de la source de chaleur, dès que la fusion est commencée, la température du corps cesse de s'élever, et reste égale jusqu'à ce que la fusion soit complète.
Fusion aqueuse ou dissolution
Un corps se dissout lorsqu'il se liquéfie par suite de l'affinité exercée entre ses molécules et celles du liquide.
En général, et surtout pour les sels, il se produit un abaissement de la température au moment de la dissolution.
Solidification
Passage d’un corps de l'état liquide à l'état solide, à une température fixe qui est celle de la fusion. On nomme congélation la solidification de l'eau, et cristallisation la solidification d'un corps en fragments aux formes géométriques régulières, les cristaux. La neige est une cristallisation de l'eau.
Détente
Lorsqu'on soumet un gaz à une forte pression, le volume diminue et la température augmente. Mais si la pression cesse brusquement, il se produit un énergique abaissement de la température.
Force expansive de la glace
Lorsque l'eau se prend en glace, son volume augmente d’un onzième, c'est-à-dire si l'on a 11 litres d'eau, on aura 12 litres de glace.
L'augmentation de volume produit une force telle que des canons épais remplis d'eau et exposés à une basse température éclatent ou se fendent comme du verre; de même que les conduites d’eau, etc.
Propagation de la chaleur
On nomme bons conducteurs, les corps qui transmettent facilement la chaleur, comme les métaux, les corps mauvais conducteurs ceux qui arrêtent la chaleur sans la transmettre, comme le bois, la laine, l'étoupe, etc.
Les liquides sont mauvais conducteurs, de même que les gaz qui ne transmettent la chaleur que par suite de courants qui s’y établissent grâce à la différence de densité.
Rayonnement et absorption
Les températures différentes cherchent toujours à s’équilibrer. Un poêle chaud rayonne, parce qu’il transmet la chaleur à l'air qui l'environne; au contraire un bloc de glace introduit dans une salle chaude abaisse la température, parce qu'il absorbe la chaleur.
Réflexion
Il y a réflexion pour la chaleur comme pour la lumière ou le son; si on place au foyer d'un miroir une source de chaleur quelconque, cette chaleur est réfléchie au foyer d’un second miroir placé à une certaine distance (miroirs conjugués).
Réfraction
Nous avons vu aussi que les rayons solaires frappant une lentille biconvexe convergent tous en un point (foyer) où la chaleur s'élève au point d’enflammer un morceau d'amadou, de bois, d’étoffe, etc.
Évaporation
Un corps liquide peut passer à l'état gazeux, à une basse température; ainsi l'éther, le chloroforme, la benzine s'évaporent à la température ordinaire d'une chambre, si le flacon n'est pas bouché.
Lorsqu'un liquide devient gazeux, il abandonne les matières étrangères qu'il tenait en dissolution.
Distillation
La distillation est une application de ce principe. Le liquide à distiller bout dans une cornue; la vapeur s'échappe par une tubulure aboutissant à un serpentin courant dans une cuve d'eau froide et s'y liquéfie. Les impuretés restent dans la cornue.
Ebullition
A 100°, point d’ébullition de l'eau, à la pression de 760 m/m, la vapeur a une tension égale à cette pression.
De l'eau à 30° placée dans une cuvette sous la cloche de la machine pneumatique bout dès qu'on fait le vide. Dans le vide absolu l'eau devrait bouillir à 0° ; du reste, sur un haut sommet, comme le Mont Blanc par exemple, elle bout à 84° par suite de la diminution de la pression. Au contraire, si on augmente la pression, l'ébullition est retardée ; elle ne se produit qu'à 120° à la pression de 2 atmosphères.
Ébullition en vase clos

Si l'on fait bouillir un liquide en un vase clos, la pression et la densité des vapeurs qui ne trouvent pas d'issue augmentent de plus en plus. La vapeur acquiert une force élastique croissante, à mesure que la pression augmente. Papin en fit la première expérience en 1690 (fig. 5). Une marmite en bronze, fermée hermétiquement par un couvercle de même métal maintenu solidement par une vis de pression, est remplie aux 2/3 d’eau et placée sur le feu.
Dans une tubulure du couvercle s'engage librement un boulon qui s’appuie sur une soupape formant un petit trou percé dans le couvercle. Le boulon est pressé contre la soupape par un levier mobile à son extrémité. Le poids placé sur le levier, règle la charge de la soupape.
Le liquide peut donc être porté, sans bouillir, à une température bien supérieure à 100°. La tension de la vapeur atteint, à un moment donné, 6 atmosphères, par ex., point de tension réglé par le poids du levier.
Aussitôt le boulon s'écarte de la soupape qui se soulève, laisse échapper la vapeur. L’eau entre alors en ébullition et s'abaisse à la température de 100°. La marmite de Papin, qu’on trouve sur la plupart des chaudières, s'appelle aussi soupape de sûreté.
Machines à vapeur
Papin eut l'idée d'utiliser cette force de la vapeur pour actionner le piston dune machine.
Chaudières
De forme variable. Les premières furent de simples cylindres de tôle rivée.
Les chaudières sont en général enfermées dans une maçonnerie pour éviter la déperdition de la chaleur.
Chaudières à bouilleurs
Comme on le voit dans les fig. 9 et 12, le cylindre principal n’est rempli qu'à moitié, tandis que les bouilleurs (cylindres plus petits) destinés à augmenter la surface de chauffe sont pleins.
Un flotteur muni d’un contrepoids indique le niveau d'eau dans la chaudière. Si l'eau vient à baisser par trop, un second flotteur actionne un sifflet d’alarme qui prévient le chauffeur; ce dernier introduit alors par le tube la quantité d’eau nécessaire.
Chaudières semi tubulaires
Elles ont aussi des bouilleurs, mais en outre, le corps de la chaudière est traversé par des tubes dans lesquels circule l'air chaud. Le sifflet d'alarme et le flotteur sont remplacés par des niveaux d'eau en verre.
Chaudières multitubulaires
Elles sont composées uniquement de tubes et d’un réservoir.
Il existe d'autres types de générateurs tels ceux des locomotives, des locomobiles, les générateurs à vaporisation instantanée, etc.
Machines
Le principe étant le même pour toutes, nous prenons comme type une machine verticale à double effet (fig. 17). La vapeur arrivant dans le cylindre chasse le piston (V. fig. 8) bas en haut et de haut en bas alternativement; ce mouvement étant réglé en outre par le tiroir ou glissière (fig. 7), qui obture alternativement l'un ou l’autre des tubes d'arrivage de la vapeur.
La tige du piston transmet le mouvement à la manivelle; celle ci tourne alors et entraîne dans sa rotation l'arbre de couche. La poulie tourne avec l’arbre et actionne à son tour la courroie qui transmet le mouvement à toutes les machines d'un atelier, grâce à un jet complémentaire d'arbres de transmission, de poulies et de courroies.
Le volant en fonte régularise le mouvement la machine, dont la vitesse est réglée par un régulateur à force centrifuge.