Notice n° 71 Classeur « thermodynamique »
Transitions de phase
Contenu
L’ensemble se compose de deux parties permettant l’étude de différents phénomènes liés aux transitions de phase :
1) La transition ferromagnétique/paramagnétique du fer 2) Le point triple de l’azote
1) Transition ferromagnétique/paramagnétique
On réalisera un montage comme ci-dessous en prenant garde à ce que l’aimant (très sensible à la chaleur) soit situé 2 cm environ en dessous de la vis en acier. Avec un chalumeau, non représenté, on viendra chauffer la vis sertie à l’extrémité du thermocouple gainé. On veillera à ce que la flamme du chalumeau soit horizontale ou légèrement ascendante. La tension délivrée par le thermocouple sera lue par un dispositif adapté, non représenté.
Au voisinage de la température de Curie du fer TC=1043K=770°C, la vis est brutalement considérablement moins attirée par l’aimant et le pendule se décroche. Après refroidissement, l’effet est réversible et la vis est de nouveau fortement attirée par l’aimant.
potence vis en
acier
thermocouple de type K dans une gaine inox aimant NdFeB
très fort ! potence
+ pince
2) Point triple de l’azote
Dans la cloche à vide mettre un bécher (ou un verre en plastique, idéalement en polystyrène) sur une petite plaque d’isolant (1cm d’épaisseur est suffisant). Le remplir d’azote liquide et y plonger la sonde Pt1000. Connecter la sonde à un petit multimètre qui sera placé lui aussi sous la cloche. La résistance lue est légèrement inférieure à 200.
Brancher la pompe à vide. On constate une ébullition plus soutenue et une diminution de la résistance. Lorsque la résistance s’approche de 140 de l’azote solide apparait.
On donne à titre indicatif (se rapporter au Handbook le cas échéant):
Azote :
Tébullition (1atm.)=-196°C=77K
Point triple :TY=-210°C=63K et PY=0.125 atm.
Résistance Pt1000 : R() ~ 1022+4.171 T(°C)
-212 -208 -204 -200 -196 -192
120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240
Etalonnage Résistance de Platine
RPt1000()
T (°C)
198
pompe à vide
