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Submitted on 1 Jan 1963
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Remarques sur les transformations, à basse
température, des cristaux de nitrate de cobalt et de nitrate de zinc, au cours de cycles thermiques successifs
P. Pouillen, J. Saurel
To cite this version:
P. Pouillen, J. Saurel. Remarques sur les transformations, à basse température, des cristaux de nitrate
de cobalt et de nitrate de zinc, au cours de cycles thermiques successifs. Journal de Physique, 1963,
24 (7), pp.572-574. �10.1051/jphys:01963002407057200�. �jpa-00205530�
572.
LETTRES A LA RÉDACTION
REMARQUES SUR LES TRANSFORMATIONS,
A BASSE TEMPÉRATURE,
DES CRISTAUX DE NITRATE DE COBALT ET DE NITRATE DE ZINC,
AU COURS DE CYCLES THERMIQUES SUCCESSIFS
Par P. POUILLEN et J. SAUREL,
Laboratoire de Thermodynamique.
Faculté des Sciences, Clermont-Ferrand.
LE JOURNAL DE PHYSIQUE TOME 24, JUILLET 1963,
Les anomalies thermiques et les variations de volume des cristaux de nitrate de cobalt et de nitrate de zinc hexahydratés, au cours d’un cycle thermique à
basse température, ont déjà fait l’objet de plusieurs publications [1] à [5].
Dans le présent travail, les cristaux ont encore été étudiés par analyse thermique et dilatométiie en milieu liquide, depuis la température ordinaire jusqu’à
.
- 180 oC, avec une variation de température de un à
deux degrés par minute.
Nitrate de cobalt.
-Les trois courbes de la figure 1 représentent les variations de volume en fonction de la
température.
FIG. 1.
Un premier cycle thermique se traduit par la courbe I, il comporte trois anomalies (notées A, B, C) déjà signalées [1], [2], [3].
Quand on soumet le même échantillon à plusieurs cycles thermiques successifs, on constate : au refroidis- sement, l’apparition d’une nouvelle anomalie ther-
mique accompagnée d’une contraction des cristaux,
à une température pouvant varier de + 2 OC à
-
20 °C. Cette anomalie, désignée par la lettre D sur
la courbe III de la figure 1, apparaît en général dès le
deuxième cycle et existe ensuite pour tous,les cycles ultérieurs. Sa température initiale dépend, pour un
cycle donné, du temps écoulé depuis le cycle précé-
dent : plus ce temps est court, plus l’apparition de cette
anomalie est rapide.
La présence de l’anomalie D s’accompagne, au refroidissement, de la diminution de la contraction A,
ainsi
que d’un léger abaissement de sa température.
Au réchauffement, on n’observe pas d’anomalie nou- velle mais seulement une diminution de la dilatation B.
Dans les mêmes conditions expérimentales, l’impor-
tance de cette contraction D est variable suivant les échantillons. Il en est de même des modifications de A et B qui dépendent de l’importance de D. La
courbe III de la figure 1 donne un exemple des varia-
tions de volume obtenues sur un échantillon.
A la vitesse de refroidissement utilisée, on n’a pas observé de disparition complète des.anomalies A et B, excepté pour un échantillon immergé dans l’éther de
pétrole (courbe II de la figure 1). Dans ce cas, la
contraction D est du même ordre de grandeur que la dilatation C..
Si les cristaux sont maintenus plusieurs heures à une température constante, comprise entre 0 °C et
-20 °C,
on observe alors une contraction progressive dont la
valeur maximum atteint à peu près 1,7 % du volume
FIG. 2.
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphys:01963002407057200
573 initial et qui se produit plus rapidement vers
-20 °C
que vers 0 °C. Si les cristaux sont ensuite refroidis
comme précédemment, on n’observe aucune autre
anomalie jusqu’à -180 °G. Au réchauffement, c’est à + 20 °C que se produit l’absorption de chaleur et la dilatation déjà notée C (fig. 1). Les variations de volume obtenues dans ces conditions peuvent égale-
met être représentées par la courbe II de la figure 1.
Cette étude, effectuée tant par analyse thermique
que par dilatométrie, suggère une description schéma- tique des résultats obtenus que l’on peut suivre sur la figure 2.
COURBE I. - Au cours d’un premier cycle, la
variété initiale, que nous désignons par ce, demeure stable jusqu’à
-75 °C (ab). La contraction (bc)
marque le passage à une variété y, stable jusqu’à
- 180 OC au refroidissement (cd). Au réchauffement y est stable jusqu’à - 33 °C (de). La dilatation (ef) correspond au passage à une variété g stable jusqu’à
+ 20 °C (fg) et l’on retrouve la variété oc initiale après
dilatation (ga).
Nous avons déjà signalé que la température du
passage y - p est modifiée si les cristaux sont immer-
gés dans l’éther sulfurique (6).
COURBE II. - Quand on maintien l’échantillon à
une température stable, comprise entre 0 °C et -20 °C,
on constate un passage progressif de la variété oc à la
variété j3 (hfl). Le rectangle hachuré représente la région oia le passage oc --> B a été observé. La variété P
reste stable, au refroidissement jusqu’à - 180 °C (fI i)
et au réchauffement jusqu’à + 20 °C (ig) et l’on
retrouve la variété initiale oc après dilatation (ga).
COURBE III. - Les courbes obtenues au cours des
cycles successifs (2e, 3e,
...cycle) peuvent s’interpré-
ter en admettant qu’au refroidissement une partie de
l’échantillon initial, variété a, se transforme en variété
B entre 0 °C et
-20 °C (hf’) tandis que l’autre partie
reste sous forme oc jusqu’à environ - 80 °C. Ceci e,xplique la contraction hf’ (anomalie D de la figure 1) plus faible que la contraction hf1 de la courbe II. A
- 80 °C, la fraction de nitrate qui est restée sous
. forme a se transforme alors en variété y (b’c’). Cette
contraction ne s’effectue que sur une partie de l’échan- tillon initial puisque la variété P ne subit pas de trans-
formation à cette température, elle est plus faible que la contraction observée précédemment (bc, courbe I).
Le produit reste stable, au refroidissement jusqu’à
- I80 °C (c’d’) et au réchauffement jusqu’à
-33 °G (d’e’) puisque les deux variétés g et y sont stables dans
ce domaine de température. A - 33 °G, la partie du sel
sous forme y se transforme en B (e’f) et ainsi la totalité
da sel se retrouve alors sous la forme B (fg) qui revient
ensuite normalement à la forme a à + 20 OC (ga).
COURBE IV.
-Si on arrête le refroidissement de la variété a avant la contraction de
-75 °C (parcours ab), le réchauffement ne se produit pas jusqu’à
+ z20 OC suivant le parcours ba. Il y a, au réchauffe- ment, passage à la variété P par une contraction (h, f) accompagnée d’un dégagement de chaleur, à une tem- pérature de l’ordre de
-50 °G à
-35 °G. Toutefois,
ce passage peut se faire, suivant les essais, soit nette-
ment suivant le parcours hi f, soit d’une manière dif- fuse suivant un parcours du type bh’f. On constate
ensuite le retour normal à la variété oc, à + 20,OC.
Le mécanisme des divers changements de variété,
admis dans cette description schématique des résul- tats expérimentaux, ne peut être précisé à l’aide des seules méthodes utilisées dans ce travail.
NITRATE DE zINC. - Les anomalies thermiques et
les variations de volume des cristaux de nitrate de zinc hexahydratés [4], [5] peuvent être comparées à
celles des cristaux de nitrate de cobalt refroidis lente- ment ( fig. 1 II et fig. 2JI).
La figure 3 représente les variations de volume d’un échantillon de,nitrate de zinc, en fonction de la tempé-
,rature, pour un premier cycle thermique (courbe 1)
et pour un deuxième cycle (courbe 2) au refroidisse- ment. Au réchauffement les deux courbes sont confon- dues.
FIG. 3.
Au cours du premier cycle thermique, la forte
contraction accompagnée d’uri dégagement de cha- leur, de - 2 °C à
--10°C peut encore être interprétée
comme le passage d’une variété oc à une variété B (parcoures ht de la représentation schématique, figure 4).
Au réchauffement, la transformation P --> a a lieu à 19 OC (ga).
FIG. 4.
,Comme pour- les cristaux de nitrate de cobalt, la
succession des cycles thermiques sur un même échan- tillon favorise, au refroidissement, l’apparition plus rapide de la transformation oc -> B que l’on peut obser-
ver dès + 10 OC pour un deuxième ou un troisième
cycle (hl f1). Le passage B ~ ri n’est pas modifié par
la répétition des cycles.
-
Lettre reçue le 7 mai 1963.
574
BIBLIOGRAPHIE
[1] POUILLEN (P.) et JAFFRAY (J.), C. R. Acad. Sc., 1959, 248, 3129.
[2] POUILLEN (P.) et SAUREL (J.), C. R. Acad. Sc., 1962, 255, 61.
[3] POUILLEN (P.) et SAUREL (J.), C. R. Acad. Sc., 1963, 256, 145.
[4] POUILLEN (P.), C. R. Acad. Sc., 1960, 250, 3318.
[5] POUILLEN (P.) et SAUREL (J.), C. R. Acad. Sc., 1963, 256, 3056.
[6] POUILLEN (P.) et SAUREL (J.), C. R. Acad. Sc., 1962, 255, 269.
ACTION DES PARTICULES IONISANTES SUR LA GÉLATINE
DES ÉMULSIONS PHOTOGRAPHIQUES
Par Marie ADER,
Laboratoire de Physique atomique et moléculaire.
« Un effet corieux nous a été signalé par Morand et Winand. Une étoile avait une quinzaine de brancheb....
deux ou trois branches fortes montaient vers la sur-
face.... il s’est créé le long de ces traces une sorte de
canal par où le révélateur s’est infiltré. Celui-ci s’est ouvert une poche autoui des grains du centre de
l’étoile et s’est frayé un chemin .le long de quelques
traces denses.... Ces canaux et ces poches.... se sont aplatis au séchage donnant l’impression d’écailles
brunes.... George et Evans ont observé des faits inter-
prétables de la même façon le long des traces de faible
ionisation. ’
Le phénomène est probablement favorisé par l’affai- blissement de la gélatine réchauffée dans le dévelop- pement à deux températures » [1].
Un fait analogue se manifeste dans des plaquFs
nucléaires déjà traitées et étudiées présentant des
traces de protons, de particules a, ponctuées de grains
du voile et soumises due nouveau à un rayonnement
ionisant gradué : ce du polonium, y du Cobalt 60, puis
lavées abondamment et séchées.
Ces plaques, dont le premier traitement a éliminé le bromure d’argent, ne sont plus, en apparence, sen- sibles aux rayonnements. Elles ne contiennent que de la gélatine « neutre » et, en quantité très faible, des grains d’argent du voile et des traces de particules.
primitivement enregistrées.
Cette deuxième irradiation ne donne donc plus de
traces visibles dans la gélatine ; Cependant, on peut
constater autour des traces anciennes l’apparition
d’une « gaine ? brune plus importante en fin de par-
cours des particules. Les grains du voile sont, eux aussi, entourés d’une auréole brune.
Ces divers phénomènes sembleraient identiques et explicables par des remarques antérieures : [2] ; [3].
Les traces denses, fortes, le centre de l’étoile de
l’effet signalé par MM. Morand et Winand, sont le
résultat du passage de particules très ionisantes ;
cette ionisation importante aurait, sur le parcours des
particules, transformé la gélatine en une substance
soluble et entraînée par l’eau des divers bains, laissant
ainsi un « canal » le long de ces traces [3].
Le même phénomène se produirait le long des traces plus légères mais serait moins perceptible à l’aide d’un
microscope ordinaire.
Dans le cas de l’émulsion soumise à une nouvelle
irradiation, cette ionisation supplémentaire aurait ajouté son effet à l’ionisation de la particule elle-même
et à celle de la cause qui a produit les grains du voile,
les renforçant ainsi plus particulièrement en fin de
parcours des particules.
Le « canal » creusé dans la gélatine des plaques photographiques après ionisation par les particules chargées, peut donc être observé dans tous les cas à l’aide d’un microscope électronique (3), mais aussi à l’aide d’un microscope ordinaire lorsque les particules
sont fortement ionisantes ou bien lorsqu’on a soumis
l’émulsion complètement traitée à une ionisation supplémentaire.
Le fait qu’une différence d’ionisation serait déce- lable par l’importance du « canal » résultant, pourrait peut-être permettre une étude de l’ionisation due aux
particules, par ce procédé.
Lettre reçue le 8 avril 1963.
BIBLIOGRAPHIE
[1] DEMERS (P.), Ionographie, presses Universitaires de Montréal, p. 166.
[2] J. Physique Rad., 1962, 23, 590.
[3] J. Physique 1963, 24, 70.
MESURES DES PERMITTIVITÉS
DE DIFFÉRENTS LIQUIDES
DANS LA BANDE DES 8 mm
Par M. Jean LISSAYOU,
Laboratoire d’Optique Ultra-hertzienne de la Faculté des Sciences de Bordeaux.
Dans le cadre des mesures de constantes diélec-
triques effectuées au laboratoire, la généralisation dans
la bande Q des méthodes de mesures en propagation guidée, utilisées jusqu’ici ’en 3 cm et en 10 cm, avait
laissé apparaître [1] pour les diélectriques solides, la
difficulté mécanique d’une telle méthode : très grande,
,
