Sur la forme des courbes [voir pdf]

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735

SUR LA FORME DES COURBES

Par R. LOISY.

Laboratoire du

_magnétisme

du C. N. R. S., Bellevue.

Sommaire. 2014 Les courbes 2014

f (v) ont des formes moins _simples et _plus variées qu’on

ne _pourrait le penser. Il se _pourrait

qu’on

puisse tirer de leur tracé précis et détaillé des indications

sur les variations de structure du fluide au cours de la _compression.

Nous avons établi

(1),

_{pour les fluides} sans moment

dipolaire

permanent,

une

_{équation approchée}

donnant,

à la

_{température critique,}

la variation

Cette

_équation

_permet

de _{vérifier que le}

fac-teur

(.) V3

(P

et

V,

pression

et volume

_réduits)

est,

au

_{point critique,}

sensiblement le même pour

tous les fluides considérés. On trouve

_qu’il

oscille

autour de - 2. On en déduit une relation entre les

c6nstantes

critiques

beaucoup

plus

exacte _{que celle}

fication

_physique

précise.

Elle

_représente

le facteur d’action du

_système

_{que constitue le fluide}

lorsqu’on

le définit par les variables p et T. Elle est

_homogène

comment ce volume varie avec celui du lluide.

Enfin,

s’il existe un

covolume b,

on a

(p

(v)

tend vers i _{pour v}

augmentant

indéfiniment.

Aux très hautes

_{pressions, lorsque v}

tend vers

_b,

(v)

tend vers une constante k et -

p

d v

tend vers k

_(v

-

b).

C’est-à-dire que, aux très basses et aux très hautes

pressions,

-

p

d’v

devrait tendre vers une droite

(dp)T

et _que ces deux droites devraient se _couper au

(1) LoiSY R. - J. de Chimie Physique, ig5o, 47, 8.

On

_peut

donc

_espérer

tirer des courbes

des indications au

_sujet

du covolume.

Pour toutes ces

_raisons,

ces courbes semblent donc

particulièrement

intéressantes,

et nous avons été

amené à en tracer un certain nombre à

_partir

des données

_{expérimentales}

dont on

_dispose

sur les

isothermes

de

_{compressibilité.}

Les résultats sont

_consignés

dans le tableau et

les

_{graphiques (2) ci-après.}

Les

_{principales particularités}

de ces courbes sont

les suivantes :

10 Pour les solides et les

_liquides

étudiés :

a. Il semble

_qu’il

_existe,

en

_général,

_pour

un maximum vers les très hautes

_pressions,

maximum

qui

est

_parfois

_atteint;

b. Dans certains cas

(courbes

24,

_fig.

2 et

25,

_{fig. 3),}

la forme est encore

_{plus compliquée;}

c. Les

_changements

d’états

₍₂₎

_paraissent

souvent

(1) Pour des raisons de commodité dans le tracé des courbes,

on a _{pris généralement} des échelles différentes pour les abcisses et les _{ordonnées, bien que} -

( dv/dlogp)T

et v soient

que-(Jlogp)T

mesurés avec les mêmes unités.

Les plus significatives de ces courbes sont seules repro-duites ici. Pour le plus grand nombre d’entre elles, on s’est borné à _indiquer dans le texte leurs _principales caracté-ristiques.

(3) Lors des changements d’états (passages à _pression constante d’un état i à un état ₂₎ -

(dv)

est infini

dv /d log p

T

entre les volumes correspondant, à la même pression, aux

états i et 2.

2013 (dv/ d log p)

ne _pouvant alors être _figuré sur

d logp) T

le _graphique, on a _{réuni par} un trait en _pointillé les deux fractions de la courbe avant et _après le changement d’état.

737

annoncés par un maximum de la courbe

_[courbes

22

et

_24,

_{fig. 2}

_par

_exemple

_(4)].

rig. 2.

2. En ce

_qui

concerne _{les gaz étudiés :}

a.

_{H2( courbes}

30 et

31,

fig. 4)

et

_NH3

_présentent,

à des

pressions

très

_élevées,

un minimum

pour - (dv/ d log p)

T

F’ig. 3.

On constate

_également

_pour

_H2

à la

_température

critique

un minimum à une

_{pression qui}

n’est

_guère

éloignée

de la

_{pression critique.}

b. Pour

_N2

un minimum

_{paraît également}

s’amorcer aux très hautes

_{pressions. Après}

ce

minimum,

aux

_{pressions plus}

_faibles,

la courbe

présente

une

_partie

_{à peu}

_près

_rectiligne.

La valeur de b calculée en

_prolongeant

cette droite

_jusqu’à

-

d logp )T

= o donne sensiblement la valeur de b

ogp T

calculée

_d’après

la valeur de la

_polarisation

aux

basses

_pressions.

Il en est de même pour

l’hydrogène,

quoique

les courbes

_présentent

bien moins nette-ment une

_{partie rectiligne.}

Par contre, dans le cas de l’hélium aux très hautes

pressions,

la courbe s’enroule nettement autour

Fig. 5.

30 Particulièrement au

_voisinage

du

_point

cri-tique

on constate _{que les courbes}

_présentent

de nombreuses

_{irrégularités.}

Il _{semble que} la théorie

_chimique

_{des gaz}

₍₅₎

Fïg. 6.

(5) Voir _DUCLAUX, J. _Physique Rad., 1924, 5, 331. Divers

développements ont été publiés dans des Mémoires ultérieurs.

admet,

ellet,

théorie,

que les

phénomènes

de

compressibilité

peuvent

s’expliquer

par la

formation,

au cours de la

_compression,

d’agré-gats

moléculaires de

_plus

en

_plus

nombreux et de

plus

en

plus complexes.

Aux très basses

_{pressions, lorsque}

la

_compression

a

_simplement

_{pour effet de}

_rapprocher

les

molé-cules,

dv

"

diminue avec v d’une manière

d

logp )

7.

linéaire.

_Lorsque

les

_agrégats

commencent à se

former,

le _{nombre des chocs moléculaires par unité} de surface

_augmente

moins vite avec la

_compression.

Donc,

à un même d

_log

_p,

_correspond

une

varia-tion

_{plus importante}

de la surface sur

_laquelle

le

fluide exerce sa

_pression,

c’est-à-dire un dv

_plus

grand;

- (d Vgp )

_T diminue moins vite. Il

_peut

d

_{log p}

)T

même croître si la condensation moléculaire est

assez

_importante

(courbe

38,

_{fig. 6).}

Lorsque

-

dv

)T

passe par un

_maximum,

ogp T

c’est que l’on assiste à une _{pause dans} le

_phénomène

de condensation.

Le maximum de -

-d 1

correspond

donc

d lobp

7

sans doute à la formation d’une structure assez

particulière

du fluide. Cette structure

_paraît,

en

outre,

susceptible

de donner

lieu,

dans certains

cas, à

_{l’apparition}

d’une nouvelle

phase.

Nous avons

vu, en

_effet,

_{que les}

_changements

d’états suivaient

souvent le _passage de -

dv

_)T

par un

(/ ogp

T

maximum.

Enfin,

les nombreuses

_{irrégularités}

des courbes

-

0 Irh, )

=

f (v) pourraient

être autre chose

d logp

T

que la

conséquence

d’erreurs dans les mesures, eut

elles

_pourraient

traduire

_{l’apparition}

ou la

dispari-tion de certains

_agrégats

ou de certains ensembles définis

_{d’agrégats.}

Il semble donc

_qu’il

serait intéressant d’effectuer

des mesures de

_{compressibilité}

isotherme

_permettant

des tracés de courbes

- (dv )

r7

=

f (v)

assez

ogp l’

précis

et _{détaillés pour}

_qu’aucune

de leurs

singu-larités éventuelles ne

_puisse

_échapper.

On

_{pourrait peut-être}

tirer de ces tracés des indi-cations sur les lois de formation et la nature des

agrégats,

c’est-à-dire sur les variations de structure du fluide au cours de la

compression.

739

BIBLIOGRAPHIE.

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Phys. Rev., I94I, 60, 35I.

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[9] NAGORNOW N. N. et ROTINIANZ I. A. 2014 Ann. de l’Institut

d’analyse physico-chimique de _{Leningrad, I924, 2,} 386.

ÉTUDE

DES NOYAUX LOURDS PAR LA

MÉTHODE

DES

ÉMULSIONS PHOTOGRAPHIQUES

AMINCISSEMENT DES TRAJECTOIRES VERS LA FIN DE PARCOURS

Par HOANG TCHANG-FONG.

Laboratoire de

_Physique

_(École

_{Polytechnique,}

_Paris).

Sommaire.. -

L’objet de cet article est d’envisager, suivant les cas, la méthode qu’il faut utiliser pour estimer la charge Z des noyaux lourds observés dans l’émulsion _{photographique.}

L’auteur a _proposé la loi explicite approchée donnant la densité des rayons 03B4 en fonction de Z et du parcours R : n = a Zp R-b _(p = _{I,54, b} = _{0,46) et} a _dépend des conditions de mesures.

L’amincissement de la trace vers la fin de parcours a été _également étudié : la loi de variation des

longueurs d’amincissement d’après les mesures est linéaire par rapport à Z.

LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM. TOME

_12,

JUILLET-AOUT-SEPTEMBRE

1951,

PAGE 739.

Dans les réactions nucléaires

_{énergiques produites}

au sein de l’émulsion

photographique

_{par le}

rayon-nement

_cosmique,

on observe

parfois

des

fragments

nucléaires de

_poids

_atomiques

notablement

supé-rieurs à celui des

_particules

a. D’autre

_part,

on sait

qu’il

existe dans le

_rayonnement

_cosmique

_primaire

à _{haute altitude des noyaux lourds animés} de

grandes

vitesses

_ayant

un nombre

_atomique

assez

élevé allant

_jusqu’à

Z = 26. Pour déterminer la

nature de ces _{noyaux dans l’émulsion}

photogra-phique,

on _recourt, en

_général,

à la méthode des

rayons 0

que l’on

applique

sous une forme

conve-nable

selon la

_longueur

de la

_trajectoire.

1. Formule

_théorique

de densité de _{rayons o.} - La densité

n de

_{rayons a produits}

_{par le passage}

d’une

_particule

de

_charge

Z à travers l’émulsion

photographique

peut

être établie

_d’après

une

rela-tion due à Mott

_qui

donne le nombre

dn,

par unité de

_longueur

de la

_trajectoire,

des

_{rayons 8}

_d’énergie

comprise

entre W et W i dW :

où N est le nombre _{d’électrons par centimètre} cube

de

_{l’émulsion, 03B2c}

est la vitesse de la

_particule

au

point

de la

_trajectoire

où l’on

_compte

_{les rayons}

0,

et e et m, sont la

charge

et la masse de l’électron.

La densité n de

_{rayons d}

cherchée s’obtient en

intégrant l’expression

précédente

à

_partir

de

_Wo,

énergie

minima des

_{rayons a}

_{que l’on}

_compte

jusqu’à

Wmax.

énergie

maxima _{que la}

_particule

incidente est

_capable

de

_communiquer

à l’électron secondaire formant un des _rayons 0 le

_long

de sa

trajectoire.

Cette

_énergie

Wmax

est liée à la vitesse

_03B2c

de la

_particule

_{par la relation de Bhabha :}

d’où nous déduisons

La

_figure

1

indique

les variations de n en fonction

de j3

(avec Wo

= 20 keV et Z ==

i o). Lorsque

l’on se

rapproche

de la fin de la

trajectoire,

la densité des

_{rayons 8}

_augmente

et atteint un maximum

correspondant

à la vitesse

03B220 =

0-

Wo.

de la

parti-meC2

cule,

puis

n décroît

_jusqu’à

zéro.