HAL Id: jpa-00241450
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Submitted on 1 Jan 1909
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Travaux néerlandais
Ch. Touren
To cite this version:
Ch. Touren. Travaux néerlandais. J. Phys. Theor. Appl., 1909, 8 (1), pp.215-236.
�10.1051/jphystap:019090080021501�. �jpa-00241450�
215 4Q On peut distinguer trois groupes dont les déplacements sont dans
les rapports 1 : 2 : -~ : 8.
- 1.° Quand la pression augmente, les raies
renversées deviennent plus nombreuses et plus larges ;
~ La tendance des raies à se renverser présente un maximum vers
25 atmosphères ;
3° 11 y a deux types de renversement : symétrique et dissyrnë- trique.
D. Intensité. - 1 0 L’intensité de la lumière émise par l’arc au fer à haute pression est beaucoup plus forte qu’à la pression ordinaire ;
2° La pression produit des variations dans l’intensité relative des raies.
René PAILLOT.
TRAVAUX NÉERLANDAIS.
J.-D. VAN DER WAALS. 2014 Contributions à la théorie des mélanges binaires.
Archives néerlandaises, 2e série, t. XIII. pp. 17 et 199.
La théorie des mélanges binaires, telle qu’elle est développée
~ dans la Théorie 1noléculaire de l’illustre savant, a conduit à un grand
nombre de recherches, tant expérimentales que théoriques, qui ont
contribué à augmenter dans une forte mesure notre intelligence
des phénomènes présentés par les mélanges. Parmi les questions
très importantes restées encore sans réponse, on peut citer la clas- sification des divers groupes de surfaces If. Pour certains systèmes binaires, le pli de la surface ~ a une forme très simple. Pour d’autres
cette forme est très compliquée, ou bien il y a encore un deuxième
pli. On n’est pas encore parvenu jusqu’ici à donner la raison de ces
diverses formes ; on n’a même pas réussi à les mettre en rapport
avec d’autres propriétés des groupes particuliers de mélanges. Il est
vrai que, dans la théorie, le professeur Van der Waals a donné l’équation de la ligne spinodale qui borde le pli, et, si cette équation
est parfaitement connue, il doit être possible de faire cette classi-
fication au moyen de l’analyse. Mais cette équation est compliquée,
et d’ailleurs, vu notre connaissance imparfaite de l’équation d’état
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019090080021501
216
elle n’est qu’approximativement exacte, surtout pour les petits
volumes. Conduit par ces considérations, l’auteur a cherché une ma-
nière de traiter la théorie qui fût plus intuitive ; et le résultat a
montré qu’elle permettait d’indiquer une cause pour les diverses formes des plis, en même temps qu’elle fait mieux comprendre,
d’une façon générale, quelques phénomènes déjà plus ou moins
connus.
PH. KOIIXSTAMM. 2013 Equilibres dans les systèmes binaires.
Al’chives 2e série, t. XIII, p. 29~ .
En s’occupant de la forme de la courbe des trois phases solide- liquide-gaz et des questions connexes des équilibres métastables et instables solide-fluide, l’auteur est arrivé au’ sujet de quelques points à des conclusions différentes de ce que l’on trouve chez les auteurs qui traitent de ces questions. Il expose en quelques pages difficiles à résumer les points sur lesquels porte le désaccord.
J.-E. VERSCHAFFELT. 2013 Sur la possibilité de prédire les propriétés des mélanges
en partant de celles des substances qui les composent. - Ai-chives iiéei--landaises,
2. série, t. XIII, p. 1.
Traduction en français d’un mémoire déjà paru dans les communi- cations du laboratoire de Leyde (1) et analysé dans ce recueil.
D, H. KAMERLINGH-ONNES et D u’.-H. IiEES0II. - Contribution to the
knowledge of the ~-surface of Van der N"aals. - XV. The case that one rom-
ponent is a gas without cohesion witli molecules that have extension. Limited
miscibility of two gases. - XVI. On the gas phase sinking in the liquid phase for binary mixtures in the case that the molecules of one component exert only a feeble attraction (Contributions à la connaissance de la surface b de
Van der Waals. - XV. Cas où l’un des composants est un gaz sans cohésion
avec des molécules qui ont de l’étendue. Miscibilité limitée des deux gaz. - XVI. Sur la phase gaseuse tombant dans la phase liquide pour des mélanges
binaires dans le cas où les mulécules de l’un des composants n’exercent qu’une
faible attraction.) - Coinînunications the Physical o f’ Leiden, supplém ents 11" 15 et 16.
Le supplément n° 15, joint à la communication n° 96 (2) traite la
surface ~.L dans le cas où un composant est un gaz sans attraction, (1) J. de 4e série, t. VI, p. 3?6 : 1907. _
(2).J. de série, t. Vit, p. 30(1: 1908.
217
ou doué d’une attraction faible, et dont les molécules sont étendues, ’
ce qui se présente probablement dans les mélanges d’l1élinm et d’hy- drogène. L’attention est attirée par un pli qui, à des températures
aux températures critiques des deux composants, s’éiend
sur la surface ~~ du côté des petits volumes, atteint le bord trans-
versal x = o de la surface la température critique du composant le moins volatil et alors se transforme en un pli oblique. Il est égale-
ment possible qu’un pli venant du côté des petits volumes s’unisse
avec un pli qui vient du côté x = o pour former un pli oblique.
Les plis qui s’étendent sur la surface ’~ du côté des petits volumes
donnent lieu à des considérations sur la miscibil£te li/nitée l‘fetcct
phénomène qui, d’après la théorie, pourrait se présenter à
des températures et des pressions déterminées, si les grandeurs a et
b de Van der Waals obéissent à des relations nécessaires.
Dans la communication n° .96 b (2)@ la théorie du phénomène baro- tropique est traitée principalement en considérant un pli transversal dans la surface ’~. Dans le supplément n° 16, ce phénomène est traité
en considérant les plis dont il vient d’être parlé. Enfin, les auteurs
déduisent quelques conditions générales pour que le phénomène barotropiqae (retournement de la pesanteur, le gaz devenant plus
lourd que le liquide) se présente.
Dr H. RAMERLINGH-OXXES 1,1 nnd
their binary N°1. Isotherme of hydrogen 1>>1,,»>ii - 1>1 > 1. +i>1
of hydl’og(’n hetBB t’(’ll o > 1, 1(lU" C.
[Isothermes des gaz iliitl>m i>jii>, tcnrs iiiél«ing.s N’l t
(lerhy(lrogi’ne entre - 1>’F" i. pt - 1J ÎU C, (suiteB. - l’h,B"-
dl’ogèllp eiitt-e Ou C. pt C.). - lh,- l’h of Leiden, n° 100.
Le commencement de ce travail a été analysé dans ce recueil (~) ;
le mémoire actuel contient 15 valeurs du produit aux tempéra-
tures centigrades - 182°,81, - 195°,2î, - 204°~ïO, -- ~?1?°,$~ et
-~1 ï°,~1 et une autre série de 28 valeurs du même produit à des tem- pératures comprises entre - 103~l,,’~7 et - 217°~ 11. Ces nombres, transformés en courbes graphiques, ont donné pour les minima de PVA les valeurs suivantes :
- ---- --- --- -- ___
e, l. YIl. 11. :I(I:
218
On a déterminé par les moindres carrés les coefficients Ue la para-
bole : -
et on trouvé :
Cette parabole coupe la droite 1) ~ o en deux points pour lesquels
on a respectivement pVA ~ 0,39330 et = 0,02323, la température
absolue ayant alors les valeurs respectives T, = 6°,3 et T 2 == ~.0 i°,~.
Au sommet de la parabole : = 0,20826, p == 55,61 atmo- sphères et la température absolue y a pour valeur T == 64°,2.
Dr H. KAlBIERLIXGH-ONNES. - Isotherms of 111ono::ttolllic g’lses and their bina- ry mixtures. - 1. Isotherms of helium hetween + 100? C. and - 2iî° C. - Il.
Isothernis of hélium at - 253° C. and - 259° C. (Isothermes des gaz monoato-
lniques et de leurs mélanges binaires,. - I. Isothermes de l’hélium entre + 100, C. et -. C. - Il. Isuthermes de l’hélium à - 2;)30 C. et - 259, C.). -
COlnrnunicalions fy°oo2 the Physical Lccbooatur°y of n° 102 c et c.
Les données expérimentales permettant de déterminer 1"équation
d’état d’une substance sont de la plus haute importance dans le cas
des gaz monoatomiques qui, à cause de la simplicité plus grande de
leurs molécules, se rapprochent le plus possible des hypothèses qui sont à la base de la théorie de Van der Waals. Sous ce rapport, les isothermes de l’hélium ont maintenant pris la place occupée
par les isothermes de l’hydrogène avant que ce gaz ne fût liquéfié ;
leur étude est possible parce qu’on sait maintenant, à l’aide d’une circulation d’hydrogène liquide, obtenir de l’hélium tout à fait pur.
Le travail actuel comprend six déterminations d’isothermes, aux températures centigrades de + 10011,35, + 20B0, zéro, - 1030,57,
- 182°, ~~ et - 2160,56. Ces isothermes sont données par 19 mesures.
On en déduit que le point de Boyie (température à laquelle l’hy-
219
drogène obéit rigoureusement à la loi de Boyle-31ariotte, sous la pression atmosphérique) est voisin de - 2500 et la température critique peu éloignée de 6° absolues. ,
Quant aux isothermes relatives à - 2~2°, 72 et à --- 258°,82, elles
furent données, la première par trois mesures, la seconde par quatre mesures à des pressions différentes ; une représentation gra-
phique montre querisotherme de- 2Jt)° présente un minimum de PL"A .
Dr H. RAMERL1NGH-ONNES, C. BRAAK et J. tâLA1’. - Un Ille measurement of vei-y températures. r- ’,VII. netern>inatiin, f’« 1 1.stiny -,Vitli Ihp hydrogen thermometer and the résistance (Sur la lmmmf ...
basses températures. - XVII. Détei-iiiin,-ttioli., de contrôte fni1t’’’’ It’ ther- momètre à hydrogène et le thermomètre ;i résistance.
Dr H. KAMERLINC.H-0,NNES et C, XN’Ill. ’hhe détermination uf the absolute zero according to the hydrogen themmmeter of constant volume and the reduction of the readings on thé normal hy(li-ogen thermometer tu thé absolute sc’ale (XVIII. Détermination du zéro abso!u If A Ux’nnonn-tre a
hydrogène à volunle constant et réduction des (iii ti’n’mal à hydrogène ;’1 l’écheltc absolue).
Dr H. XIX. Dérivation of the pressure coefficient of helium for the intermutimol heliunl thermometer and the recluctioii ofilie rea-
dings on the helium thel’Illolllpit’l’ 1(1 tlm Hb...ollltt’ h) coefficient de pres.sionderhéliu1l1 1,~ iii ’))’’ ,i Im’Imm nl réduc-
tion des lectures de ce llmmmm’tm’ i hehm)) ;) 1
Dr H. KAMERLINGH-OXM 1>1 C. BHA BK, - XX. Intluence of tli., dpviations fron1 the of (III thc scaic of t.he gas thermomett’r >1’
volume according to ob:-;el’YHljUll’" ,,,ith (Influence cles de la loi de Boyle-Charles sur dll il volume d’après les observations f,-tlte, av’)- ;(pp;H-ci! . - tjtP Pllysical o f l.eidclI. Il’ 101 1 l’t b (,1 tl.
Dans la communication n° 95, les résultats de nombreuses me- sures ont montré la possibilité de mesurer la température au-dessous de - 217° C. avec le thermomètre à hydrogène avec une précision
de 1/50 de degré. Les résultats obtenus avec plusieurs remplissages
ont montré qu’à - 2170 ° C. cette précision était en effet obtenue.
MM. Kamerlingh-Onnes, Braak et Clay ont fait de nouvelles déter- minations entre 0° et - 2170 C., dans .le but d"établir mieux la limite de l’exactitude des mesures de température avec le thermomètre à
hydrogène et la précision de la définition des températures au
moyen d’un thermomètre à résistance. Il leur semble que la défini- tion d’une température à l’aide d’une seule mesure faite sur un tlier-
i
220
momètre à résistance a sensiblement la erreur probable qu’une seule détermination faite avec le thermomètre à hydrogène,
l’erreu> demeurant inférieure à 0°,02. Pour le moment, la détermina- tion d’une température restée longtemps constante par le thermo- mètre à hydrogène a la même précision que la définition de la même
température à l’aide d’un thermomètre à résistance, pour lequel les
mesures nécessaires, même quand elles sont répétées, exigent moins
de temps.
Kamerlingh-Onnes et Braak ont déterminé le zéro absolu 1
par la méthode de D. Berthelot ; ils trouvent pour celui-ci - ~’13~,~0
à un centième de degré près et pour coefficient de pression de l’hydrogène dans l’état d’Avogadro (état pour lequel les dérivations de la loi de BoyIe-Gay-Lussac-Avogadro peuvent être négligées) :
elA1’ == 0,00366~ i .
Les corrections qu’il faut faire subir aux lectures du thermomètre normal à hydrogène pour le ramener à l’échelle absolue peuvent
être représentées par la formule :
dans laquelle on a :
Ces corrections sont nulles pour t = 0° et pour t = 100° ; pour 20°,
50° et 80°, elles sont respectivement d’après :
Au-dessous de zéro, les corrections sont positives, elles atteignent + 0°,016 à - 100° et + oo,Og à - 2170 C.
L’éclielle du thermomètre à hydrogène à volume constant et sous
la pression de 1 mètre de mercure à zéro étant généralement appe- lée échelle du thermomètre à hydrogène Ilornlal, alors que 0° et i 60 millimètres de mercure sont acceptés comme l’état normal des
221
gaz, le professeur H. Kamerlingh-Onnes propose d’appeler échelles
du thermomètre iîîtei-jîcttlojîal à hydrogène et du thermomètre in- à hélium les échelles des thermomètres à volume cons-
tant ayant à zéro degré la pression de 1.000 millimètres de mercure (1).
Admettant le zéro absolu - 273°,10 trouvé précédemment et appli-
quant la méthode de D. Berthelot aux isothermes de l’hélium à 0° C. et à 100- C., il en tire pour le coefficient de pression de l’hélium dans l’état d’Avogadro :
Le même calcul fait en utilisant les isothermes à + ‘?0° C. et a + 100, C. donne :
En désignant par et (At)5 les corrections du thermomètre international à hélium calculées à l’aide des données des isothermes de l’hélium de 0° C. et de 200 C., dont les dernières sont estimées les
plus exactes, on trouve :
of a substance in thf’ IlpigltlH’IJI’ll()ud Id’ tllI’ cl’itil,:t1
, disturbancefunctionitt »i’ 11>>
...
le voisinage de
Les auteurs appellent équation d’étal corp.s’ la relation r (p, v, T) = o existant entre la pression, le volume et la
température absolue, lorsque le corps, supposé pur, n’est sujet à
d’autres forces extérieures que la pression des parois du vase qui le
contient.
Les auteurs appellent encore équation d’e’tat non
(1) Comparez : -Soc., t. Il, ~2;.: - .-t BBimE.
f. Instr. Kllude, XXYIIL p. i93: j 900.
222
une équation d’état dérivée de la première par la soustraction tl~
certains termes qui sont pratiquement nuls dans les régions non
troublées et qui n’ont d’importance qu’au voisinage du point critique.
L’ensemble de ces termes constitue alors la fonction perturbatr’ice au voisinage du point critique. L’équation spéciale d’état non troublée
peut être déduite en ajustant des formules d’interpolation à des ob-
servations dans des conditions de températures et de volumes spéci- fiques, telles que les perturbations qu’on observe dans le voisinage
de l’état critique ne se présentent pas.
11 s’agit d’abord de prouver l’existence d’une fonction perturbatrice
dans l’équation d’état; MM. K.-Onnes et Keesom réunissent les preuves expérimentales en trois groupes et ils les discutent soi-
gneusement. Ces preuves reposent sur ce que les propriétés de l’état
saturé (densité de liquide ou de vapeur saturée par exemple) ne sont jamais calculées avec précision à partir de l’équation spéciale d’état
non troublée qui représente très exactement les isothermes de l’état gazeux et liquide, les différences étant d’autant plus sensibles qu’on
est plus près de la température critique. Les auteurs remarquent également, mais avec beaucoup de réserves, que le diamètre recti-
ligne de Cailletet et Mathias semblent présenter une légère incurva-
tion au voisinage du point critique. Enfin l’opalescence bleue due au
nuage qui, à température lentement croissante, précède l’apparition
du point critique, semble leur démontrer l’existence d’un phéno- ~
mène parasite se greffant sur le phénomène régulier représenté par
1«équatî*on spéciale d’état non troublée. ’
Les expériences instituées par les auteurs sur l’éthylène liquide, qui a l’avantage d’avoir son point critique vers + 10, C., ont pour
but de déterminer :
1° Pour différentes températures, le rapport dans lequel les rayons de lumière de longueurs d’onde différentes sont éparpillés dans une
certaine direction à la même température;
2.~ La manière dont la quantité de lumière d’une longueur d’onde définie, éparpillée dans une certaine direction et renfermée dans un
certain angle de vision, varie avec la température.
Les expériences faites au voisinage de la température critiqua
prouvent qu’il n’est pas permis de considérer les dimensions des
particules produisant l’opalescence bleue comme petites vis-à-vis de la longueur d’onde.
Des déterminations dont il est question dans le paragraphe 2°, il
223 s’ensuit que la quantité de lumière éparpillée est proportionnelle approximativement Pp
à T 1 T / T k
étant la température critique. Ce ré-12013Â p q
sultat est favorable à l’hypothèse de Smoluchowski : que l’opalescence
bleue devrait être attribuée"à des différences de densité irrégulières
causées par le mouvement moléculaire et déterminées par l’équilibre statique. Une détermination de l’intensité absolue de la lumière
éparpillée (l’intensité de la lumière incidente étant prise pour unité)
vient affirmer ce résultat.
Dr H. KAMERLINGH-ONNES, - Die Cascade bis - 239°C. (La cascade pour l’obtention,
- 259° C.). - Communications tlce Physicctl Labowtony
ment n° 18 a.
J’ai décrit depuis longtemps ") la triple cascade employée au
Laboratoire cryogène de Leyde pour atteindre les températures comprises entre - 200° et - 217° C. Un premier cycle de chlorure de
méthyle produit les températures allant de - 23° à - 900 ; un second
cycle d’éthylène, dont les vapeurs sont condensées à la température
à laquelle se détend le chlorure de méthyle, donne les températures
allant de - 103° à - ~6~° ; enfin le troisième cycle d’oxygène, dont
les. vapeurs sont condensées à la température à laquelle se détend l’éthylène, abaisse la température de - 183° à - 2170 C.
Le quatrième cycle est un cycle d’air liquide. L’air atmosphérique,
refroidi à la température de l’oxygène détendu, est aisément liqué-
fié dans un compresseur et rassemblé dans des récipients convenables.
Cette circulation permet d’obtenir plus d’un demi-hectolitre d’air
liquide par jour.
Enfin un cinquième et dernier cycle est constitué par de l’hydro- gène. Cinq mètres cubes d’hydrogène très pur circulent quatre fois
par heure à travers des tubes très fins qui s’obstrueraient aussitôt si le gaz contenait la moindre trace d’air. On peut réaliser ainsi un
bain d’hydrogène liquide de plusieurs litres, dont la température
demeure constante à 1./100 de degré près pendant plusieurs lleures
consécutives, tant est grande la régularité de marche des pompes
aspirantes et foulantes qni commandent les cycles fermés, et tant
(1) E. MATHIAS, le Labol’alaire cyogèue de Leyde (Rev. géii. d Il 30 avril 1896).
224
est parfait l’isolement thermique de toutes les parties de cet agence- ment cryogène, si compliqué dans ses détails.
D VG’.-H. KEESOM. 2013 Die Eigenschaften von ileliumîemischen (Les propriétés
les lllélllnge:-. - Communications the Physical of Leiden, supplément u° 18 b.
Discussion de la forme que doit avoir la surface § de Van der
Waals pour expliquer les propriétés des mélanges d’hélium et d’hydrogène. On sait que le mélange d’hydrogène avec 15 0,’0 d’hé- lium, par compression à 49 atmosphères, donne une phase d’hydro- gène liquide dans laquelle tombe la phase gazeuse composée presque exclusivement d’hélium.
D, H. KAJB1ERLINGH-ONNES et J. Some remarks on the expansion of platinum at low températures (Quelques remtit-quies sur la dilatation du platine
aux basses tenlpératures). - Communications the Pfi ysical of Leiden, suppléluent n° 1 ï.
Dans la communication n° 95, les auteurs ont donné une formule
quadratique pour la dilatation du platine au-dessous de zéro, d’où il
s’ensuivait qu’une formule du troisième degré était nécessaire si l’on voulait représenter la dilatation du platine de - 180° à -E- 100° à
l’aide d’un polynôme ordonné suivant les puissances croissantes de t. Récemment la question a été reprise par M. Scheel, qui a déter-
miné aussi une formule quadratique pour la dilatation du platine
de zéro..
Or, si l’on considère la dilatation d’une barre de platine d’un mètre
entre - 1830 et + 160, les formules de MM. K.-Onnes et Clay et de
M. Scheel donnent une différence de 43 p, laquelle est beaucoup plus grande que les erreurs possibles des observations.
Les auteurs essayent d’expliquer cette singularité. Leur barre de platine à 16°, longtemps avant d’être plongée, dans l’air liquide et longtemps après y avoir été plongée ne présentait que des diffé-
rences de 2 à 3 pL; mais un jour après avoir été plongée dans de l’air liquide, la longueur à 16° était inférieure d’environ 1 i N à la longueur
normale à cette température ; comme la barre n’avait que 840 milli- mètres de long, cela donne pour la barre d’un mètre une variation de 20 p, très supérieure aux erreurs possibles de l’expérience ; cela explique la moitié de la singularité trouvée.
