Bibliographie & annexes
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En anglais
RÉSUMÉ
La pression est un paramètre thermodynamique incontournable en chimie et en physique de la matière minérale et vivante. La pression et la température sont utilisées en routine pour explorer la réponse des systèmes chimiques dans leurs divers états thermodynamiques. Cet article étudie l’effet de la pression sur les liquides et fluides moléculaires. L’état fluide n'est pas toujours facile à appréhender car il présente des domaines où la thermodynamique doit faire appel à des notions de physique statistique qui dérangent la conception classique des lois de la thermodynamique.
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Jean-Pierre PETITET : Directeur de recherche (CNRS) Laboratoire d’ingénierie des matériaux et des hautes pressions Institut Galilée, université Paris XIII
INTRODUCTION
Depuis la formulation de la loi de Boyle au dix-septième siècle et les essais de compression de l’Académie de Florence pour évaluer la compressibilité de l’eau , la pression s’est révélée un paramètre thermodynamique central dans le monde de la chimie et de la physique de la matière minérale et vivante. Associée à la température, la pression est utilisée en routine pour explorer la réponse des systèmes chimiques dans leurs divers états thermodynamiques. En fait, le grand intérêt de la pression vient de ce que son impact énergétique excède largement celui de la température grâce à l’importance de l’effet de compression atteint sur un système chimique. Cet effet de compression est obtenu par les moyens techniques actuellement disponibles que sont les cellules à enclumes de diamant (DAC), les presses multienclumes (ME), les techniques de chocs...
Cet article étudie l’effet de la pression sur les liquides et fluides moléculaires. L’article Action de la pression sur les édifices moléculaires solides présente l’action de la pression sur les édifices moléculaires solides.
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Conclusion
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2. Effet de la pression sur les liquides et fluides moléculaires
Le diagramme de phase (P, T ) de toute substance stable présente trois courbes de coexistence : solide-liquide, solide-gaz et liquide-gaz. La courbe de coexistence liquide-gaz se termine par un point critique dont les coordonnées pression-température sont caractéristiques de chaque substance. Au-delà de ce point, la notion de gaz et de liquide n’existe plus et se confond dans la définition de fluide. Les figures 2 et 3 donnent la représentation de la situation du point critique dans le diagramme (P, V, T). Il est remarquable de constater, sur la représentation f (V, T), la limite restreinte du domaine liquide. Il s’avère en fait que, dans l’Univers, le domaine d’existence de l’état liquide apparaît comme une anomalie, au reste difficile à décrire théoriquement, par rapport aux énormes masses fluides et solides.
2.1 Compressibilité des liquides. Équation de Tait
La difficulté de décrire d’une manière théorique le comportement des liquides justifie le travail expérimental considérable réalisé dans les années 1960-1980 pour caractériser les propriétés de compressibilité des liquides en fonction de la pression. Déjà, une partie des travaux de Bridgman , à qui revient sans conteste d’avoir développé les premières recherches scientifiques importantes sur l’effet de pression sur la matière, concernait la compressibilité des liquides. Le tableau 2 donne quelques ordres de grandeur.
Des données sur les liquides en fonction de la pression et de la température sont interpolées sous la forme de l’équation dite de Tait ou des équations dérivées. Cette expression est issue d’un modèle semi-empirique simple dont la construction part de la courbe de compression qui dans le cas des liquides présente une courbure faible (figure 4).
Sur quelques mégapascals, la courbe peut être assimilée à une droite (zone A) et, par analogie à la loi de Hooke, une seule...
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Effet de la pression sur les liquides et fluides moléculaires
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - RICHET (P.) - Une courte histoire de la pression - . Proceedings du 3e Forum de Technologie des Hautes Pressions (éd. J.P. Petitet, T. de Rességuier). Collonges-la-Rouge, p. 1-6, 31 réf. (27-31 mai 2002).
-
(2) - HEMLEY (R.J.) - Effects of high-pressures on molecules - . Annual Rev. Phys. and Chem., vol. 51, p. 763-800. 302 réf. (2000).
-
(3) - BRIDGMANN (P.W.) - The Physics of high pressure - . Dover Publications, Inc., NY (première publication en 1931), p. 172-176 (1970).
-
(4) - BRIDGMANN (P.W.) - The Physics of high pressure - . Dover Publications, Inc., NY (première publication en 1931), p. 133 (1970).
-
(5) - HAYWARD (A.T.J.) - Compressibility equations for liquids - . Brit. J. Appli. Phys., vol. 18, p. 965-977, 17 réf., 1 fig. (1967).
-
(6) - GINELL (R.) - Derivation...
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