Variations de la vitesse des ultrasons dans le méthane en fonction de la température et de la pression

(1)

HAL Id: jpa-00235092

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00235092

Submitted on 1 Jan 1955

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Variations de la vitesse des ultrasons dans le méthane en fonction de la température et de la pression

A. Lacam

To cite this version:

A. Lacam. Variations de la vitesse des ultrasons dans le méthane en fonction de la température et de la pression. J. Phys. Radium, 1955, 16 (1), pp.72-73. �10.1051/jphysrad:0195500160107200�.

�jpa-00235092�

(2)

72 LETTRES A LA RÉDACTION

LE JOURNAL ^DE PHYSIQUE

^{ET LE}

^RADIUM. ^TOME 16, JANVIER 1955,

VARIATIONS DE LA VITESSE DES ULTRASONS DANS LE MÉTHANE EN FONCTION DE LA TEMPÉRATURE

ET DE LA PRESSION Par A. LACAM,

Laboratoire des Hautes Pressions, ^Bellevue.

Exploitant ^les possibilités d’un nouvel appareillage qui permet ^de plus larges variations de températures,

nous avons étendu jusqu’à ^{200°’ C,} ^les précédents

résultats relatifs

au

méthane [1], [2] sous pression.

La méthode employée êst la même que précédem- ment, êlle êst ^basée ^sur ^la diffraction de la lumière par faisceau ultrasonore. Les nouvelles mesures ont été effectuées aux températures ^de 100, I5o et 2ooD C, pour des pressions comprises êntre

^Ioo

^et

^Iooo

^atm.

Dans notre publication précédente ^limitée ^aux tempé-

ratures de 25 et 5oo C,

^nous

^avons noté que si le gaz

se comporte normalement aux faibles pressions -

vitesse augmentant ^avec ^la température

^-

par contre, il n’en est pas de même ^aux pressions élevées. Ainsi pour la gamme de températures ^25-2ooo C, ^la posi-

tion initiale des isothermes

se

trouve inversée pour des pressions supérieures ^à 45o ^atm (fig. I). ^Nous

avons donc été conduit à introduire la densité _p, déduite des relations P, V, ^T ^de Kvalnes et Gaddy [3],

comme nouvelle abscisse. Les nouvelles courbes ainsi

obtenues forment

un

faisceau de paraboles (fig. 2) qui peuvent être convenablement représentées par

un

développement

^en

série des puissances croissantes de la densité _p, de la forme

L’équation purement empirique ainsi obtenue satis- fait cependant ^"à ^la ^condition

Vl="’c étant la vitesse dans les conditions normales,

Partant des données expérimentales, ^et adoptant

les valeurs de A données par l’équation (2) ^nous

avons déterminé B et C.

On remarque que C conserve une valeur sensible- ment constante avec la température. ^Nous ^avons

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:0195500160107200

(3)

73 retenu ^{la valeur} moyenne ^de o,00435 pour les calculs.

La divergence entre les valeurs expérimentales ^et

les valeurs calculées n’excède que très ^rarement

1

pour ^{i oo} de la valeur de la vitesse, ^ordre ^de grandeur

de la précision ^des ^mesures.

Les mesures ont été effectuées avec

un

quartz piézoélectrique ^de ^{10 mm} d’épaisseur vibrant suivant

ses

harmoniques. ^La fréquence était voisine de 3,2MHz.

Les températures étaient maintenues constantes à mieux que 0°,1 près.

Des mesures de dispersion n’ont pas pu être effec-

tuées, par ^ce que l’écart entre les franges ^devient

difficilement mesurable à haute température pour des

fréquences moins élevées.

Manuscrit reçu le 15 octobre 1954.

[11 ^{LACAM A.}

^-

^J. Physique Rad., 1963, 14, 426-427.

[2] ^LACAM ^A.

^-

^J. Physique Rad., 1954, 15, 381-382.

[3] KVALNES et GADDY. 2014 J. Amer. Chem. Soc., 1931, 53, 394.

REMARQUE ^SUR LA DISTRIBUTION ANGULAIRE DANS LA RÉACTION (n, p)

Par M. DEMEUR,

Institut Interuniversitaire des Sciences nucléaires (Belgique).

L’étude expérimentale des distributions angulaires

dans les réactions (d, p), (d, n)

^a

^{conduit à}

^un

^nouveau développement ^de ^la théorie de ces réactions, ^sans

formation d’un noyau intermédiaire. Le transfert de moment angulaire ^au

^cours

^de ^la ^réaction joue

un

rôle essentiel dans la prévision des distributions

angulaires

^aux

petits angles ( 60°) [1]. Ce fait sug-

gère l’extension à d’autres réactions de la théorie mise

au

point pour les réactions (d, p), (d, n). ^C’est

ce

que Huby ^et ^Newns [2] ^ont fait pour ^la diffusion

inélastique (d, d’). ^Par ^une voie, ^à première ^vue différente, Austern, ^Butler ^et ^McManus [3]

^se

^sont

intéressés à la réaction (n, p).

Le succès des approximations faites dans les tra- vaux [1] ^et [2] donne à penser que leur application

à la réaction (n, ^p) ^est ^légitime. ^La ^présence ^lettre

montre que l’on retrouve ainsi la distribution angu- laire obtenue par [3], ^et étend les résultats à des réac- ’ tions du même type, telles que (d, 2n) ^et (3H, 3He).

On considère

un

noyau initial (ni) composé ^de (A

^-

i) nucléons décrits ,par les variables E ^et ^du

nucléon (d) qui ^va ^être

^«

échangé »

^au

^cours ^{de la}

réaction. Le noyau final (n f ) ^est composé ^{des mêmes} (A

^-

I) ^nucléons êt ^du ^nucléon (c) ârraché âu _noyau projectile. ^Le projectile înitial (i)

^-

qui peut ^n’être

que le nucléon (c) ^{= est} composé ^de (B

^-

i) ^nucléons

décrits par les variables 71 ^et du nucléon (c); ^le pro-

jectile ^final ( f ) ^est composé ^des ^mêmes (B

^-

i)

nucléons et du nucléon (d). On supposera que les sys- tèmes de référence attachés

aux

noyaux (nf) ^et (ni)

coïncident (8L). ^Cette hypothèse ^est légitime quand

l’énergie cinétique du nucléon (c) ^est grande ^devant

la différence des énergies de liaison de (d) ^dans (ni)

et de (c) ^dans (n f ).

L’élément de matrice est donné par :

où’ «Pi et (Pf ^sont ^les fonctions d’onde internes ^de ( f ) et (i);

sont les coordonnées des (B

^-

i) nucléons inertes de ( f ); ^H ^{est le} potentiel d’interaction que l’on sup- posera donné par

En imposant à V la condition de

ne

Variations de la vitesse des ultrasons dans le méthane en fonction de la température et de la pression

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Submitted on 1 Jan 1955

HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

Variations de la vitesse des ultrasons dans le méthane en fonction de la température et de la pression

A. Lacam

To cite this version:

A. Lacam. Variations de la vitesse des ultrasons dans le méthane en fonction de la température et de la pression. J. Phys. Radium, 1955, 16 (1), pp.72-73. �10.1051/jphysrad:0195500160107200�.

�jpa-00235092�

72

LETTRES A LA RÉDACTION

LE JOURNAL DE PHYSIQUE

RADIUM. TOME 16, JANVIER 1955,

VARIATIONS DE LA VITESSE DES ULTRASONS DANS LE MÉTHANE EN FONCTION DE LA TEMPÉRATURE

ET DE LA PRESSION Par A. LACAM,

Laboratoire des Hautes Pressions, Bellevue.

Exploitant les possibilités d’un nouvel appareillage qui permet de plus larges variations de températures,

nous avons étendu jusqu’à 200°’ C, les précédents

résultats relatifs

méthane [1], [2] sous pression.

La méthode employée est la même que précédem- ment, elle est basée sur la diffraction de la lumière par faisceau ultrasonore. Les nouvelles mesures ont été effectuées aux températures de 100, I5o et 2ooD C, pour des pressions comprises entre

et

atm.

Dans notre publication précédente limitée aux tempé-

ratures de 25 et 5oo C,

avons noté que si le gaz

se comporte normalement aux faibles pressions -

vitesse augmentant avec la température

par contre, il n’en est pas de même aux pressions élevées. Ainsi pour la gamme de températures 25-2ooo C, la posi-

tion initiale des isothermes

trouve inversée pour des pressions supérieures à 45o atm (fig. I). Nous

avons donc été conduit à introduire la densité p, déduite des relations P, V, T de Kvalnes et Gaddy [3],

comme nouvelle abscisse. Les nouvelles courbes ainsi

obtenues forment

faisceau de paraboles (fig. 2) qui peuvent être convenablement représentées par

développement

série des puissances croissantes de la densité p, de la forme

L’équation purement empirique ainsi obtenue satis- fait cependant "à la condition

Vl="’c étant la vitesse dans les conditions normales,

Partant des données expérimentales, et adoptant

les valeurs de A données par l’équation (2) nous

avons déterminé B et C.

On remarque que C conserve une valeur sensible- ment constante avec la température. Nous avons

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:0195500160107200

73 retenu la valeur moyenne de o,00435 pour les calculs.

La divergence entre les valeurs expérimentales et

les valeurs calculées n’excède que très rarement

pour i oo de la valeur de la vitesse, ordre de grandeur

de la précision des mesures.

Les mesures ont été effectuées avec

quartz piézoélectrique de 10 mm d’épaisseur vibrant suivant

harmoniques. La fréquence était voisine de 3,2MHz.

Les températures étaient maintenues constantes à mieux que 0°,1 près.

Des mesures de dispersion n’ont pas pu être effec-

tuées, par ce que l’écart entre les franges devient

difficilement mesurable à haute température pour des

fréquences moins élevées.

Manuscrit reçu le 15 octobre 1954.

[11 LACAM A.

J. Physique Rad., 1963, 14, 426-427.

[2] LACAM A.

J. Physique Rad., 1954, 15, 381-382.

[3] KVALNES et GADDY. 2014 J. Amer. Chem. Soc., 1931, 53, 394.

REMARQUE SUR LA DISTRIBUTION ANGULAIRE DANS LA RÉACTION (n, p)

Par M. DEMEUR,

Institut Interuniversitaire des Sciences nucléaires (Belgique).

L’étude expérimentale des distributions angulaires

dans les réactions (d, p), (d, n)

conduit à

nouveau développement de la théorie de ces réactions, sans

formation d’un noyau intermédiaire. Le transfert de moment angulaire au

de la réaction joue

rôle essentiel dans la prévision des distributions

angulaires

petits angles ( 60°) [1]. Ce fait sug-

gère l’extension à d’autres réactions de la théorie mise

point pour les réactions (d, p), (d, n). C’est

que Huby et Newns [2] ont fait pour la diffusion

LE JOURNAL ^DE PHYSIQUE

^RADIUM. ^TOME 16, JANVIER 1955,

Laboratoire des Hautes Pressions, ^Bellevue.

Exploitant ^les possibilités d’un nouvel appareillage qui permet ^de plus larges variations de températures,

nous avons étendu jusqu’à ^{200°’ C,} ^les précédents

La méthode employée êst la même que précédem- ment, êlle êst ^basée ^sur ^la diffraction de la lumière par faisceau ultrasonore. Les nouvelles mesures ont été effectuées aux températures ^de 100, I5o et 2ooD C, pour des pressions comprises êntre

^et

^atm.

Dans notre publication précédente ^limitée ^aux tempé-

^avons noté que si le gaz

vitesse augmentant ^avec ^la température

par contre, il n’en est pas de même ^aux pressions élevées. Ainsi pour la gamme de températures ^25-2ooo C, ^la posi-

trouve inversée pour des pressions supérieures ^à 45o ^atm (fig. I). ^Nous

avons donc été conduit à introduire la densité _p, déduite des relations P, V, ^T ^de Kvalnes et Gaddy [3],

série des puissances croissantes de la densité _p, de la forme

L’équation purement empirique ainsi obtenue satis- fait cependant ^"à ^la ^condition

Partant des données expérimentales, ^et adoptant

les valeurs de A données par l’équation (2) ^nous

On remarque que C conserve une valeur sensible- ment constante avec la température. ^Nous ^avons

73 retenu ^{la valeur} moyenne ^de o,00435 pour les calculs.

La divergence entre les valeurs expérimentales ^et

les valeurs calculées n’excède que très ^rarement

pour ^{i oo} de la valeur de la vitesse, ^ordre ^de grandeur

de la précision ^des ^mesures.

quartz piézoélectrique ^de ^{10 mm} d’épaisseur vibrant suivant

harmoniques. ^La fréquence était voisine de 3,2MHz.

tuées, par ^ce que l’écart entre les franges ^devient

[11 ^{LACAM A.}

^J. Physique Rad., 1963, 14, 426-427.

[2] ^LACAM ^A.

^J. Physique Rad., 1954, 15, 381-382.

REMARQUE ^SUR LA DISTRIBUTION ANGULAIRE DANS LA RÉACTION (n, p)

^{conduit à}

^nouveau développement ^de ^la théorie de ces réactions, ^sans

formation d’un noyau intermédiaire. Le transfert de moment angulaire ^au

^de ^la ^réaction joue

point pour les réactions (d, p), (d, n). ^C’est

que Huby ^et ^Newns [2] ^ont fait pour ^la diffusion

inélastique (d, d’). ^Par ^une voie, ^à première ^vue différente, Austern, ^Butler ^et ^McManus [3]

^sont

Le succès des approximations faites dans les tra- vaux [1] ^et [2] donne à penser que leur application

à la réaction (n, ^p) ^est ^légitime. ^La ^présence ^lettre

montre que l’on retrouve ainsi la distribution angu- laire obtenue par [3], ^et étend les résultats à des réac- ’ tions du même type, telles que (d, 2n) ^et (3H, 3He).

noyau initial (ni) composé ^de (A

i) nucléons décrits ,par les variables E ^et ^du

nucléon (d) qui ^va ^être

^cours ^{de la}

réaction. Le noyau final (n f ) ^est composé ^{des mêmes} (A

I) ^nucléons êt ^du ^nucléon (c) ârraché âu _noyau projectile. ^Le projectile înitial (i)

qui peut ^n’être

que le nucléon (c) ^{= est} composé ^de (B

i) ^nucléons

décrits par les variables 71 ^et du nucléon (c); ^le pro-

jectile ^final ( f ) ^est composé ^des ^mêmes (B

noyaux (nf) ^et (ni)

coïncident (8L). ^Cette hypothèse ^est légitime quand

l’énergie cinétique du nucléon (c) ^est grande ^devant

la différence des énergies de liaison de (d) ^dans (ni)

et de (c) ^dans (n f ).

où’ «Pi et (Pf ^sont ^les fonctions d’onde internes ^de ( f ) et (i);

i) nucléons inertes de ( f ); ^H ^{est le} potentiel d’interaction que l’on sup- posera donné par

contribution appréciable que dans ^une ^mince couche de rayon moyen R, ^on obtient aisément

1, Yldd (w) ^et des fonctions de spin XtJ-c ^et X[J.d :

Dans cette expression, jni ^et ^sa projection ti,E) ^est