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RÉSUMÉ
La pression est un paramètre thermodynamique incontournable en chimie et en physique de la matière minérale et vivante. La pression et la température sont utilisées en routine pour explorer la réponse des systèmes chimiques dans leurs divers états thermodynamiques. Cet article étudie l’effet de la pression sur les liquides et fluides moléculaires. L’état fluide n'est pas toujours facile à appréhender car il présente des domaines où la thermodynamique doit faire appel à des notions de physique statistique qui dérangent la conception classique des lois de la thermodynamique.
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Jean-Pierre PETITET : Directeur de recherche (CNRS) Laboratoire d’ingénierie des matériaux et des hautes pressions Institut Galilée, université Paris XIII
INTRODUCTION
Depuis la formulation de la loi de Boyle au dix-septième siècle et les essais de compression de l’Académie de Florence pour évaluer la compressibilité de l’eau , la pression s’est révélée un paramètre thermodynamique central dans le monde de la chimie et de la physique de la matière minérale et vivante. Associée à la température, la pression est utilisée en routine pour explorer la réponse des systèmes chimiques dans leurs divers états thermodynamiques. En fait, le grand intérêt de la pression vient de ce que son impact énergétique excède largement celui de la température grâce à l’importance de l’effet de compression atteint sur un système chimique. Cet effet de compression est obtenu par les moyens techniques actuellement disponibles que sont les cellules à enclumes de diamant (DAC), les presses multienclumes (ME), les techniques de chocs…
Cet article étudie l’effet de la pression sur les liquides et fluides moléculaires. L’article présente l’action de la pression sur les édifices moléculaires solides.
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3. Conclusion
Cette première partie consacrée à l’action de la pression sur la matière a montré que, jusque très récemment, les théoriciens avaient du mal à saisir la notion de milieu liquide. Bien qu’un peu mieux décrit, l’état fluide présente également des domaines où la thermodynamique doit faire appel à des notions de physique statistique (exposant de Wilson) qui dérangent la conception classique des lois de la thermodynamique. Malgré cela, l’étude de l’action de la pression sur les liquides et les gaz a été historiquement la première à être systématiquement entreprise, essentiellement pour des besoins pratiques et industriels. En effet, la mise au point des capteurs de pression, la météo, la tenue des sous-marins, certaines réactions de la chimie lourde… ont nécessité la connaissance des propriétés thermodynamiques des fluides sous pression. Du point de vue de la recherche, la réalisation des cellules à enclumes de diamant et leur popularisation, depuis une trentaine d’années, dans tous les laboratoires de recherches spécialisés a littéralement propulsé la recherche sur la transformation de la matière solide sous pression élevée au détriment de la recherche sur les fluides. Le second article présentera quelques-uns des phénomènes les plus connus dans ce domaine. On a montré cependant que le développement récent de techniques de mesure en temps réel performantes et la multiplication des grands instruments ouvrent des perspectives très nouvelles sur l’action de la pression sur les fluides et l’interprétation de nouveaux phénomènes. On a cité les transitions liquide-liquide (phosphore et peut être carbone ...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - RICHET (P.) - Une courte histoire de la pression - . Proceedings du 3e Forum de Technologie des Hautes Pressions (éd. J.P. Petitet, T. de Rességuier). Collonges-la-Rouge, p. 1-6, 31 réf. (27-31 mai 2002).
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(2) - HEMLEY (R.J.) - Effects of high-pressures on molecules - . Annual Rev. Phys. and Chem., vol. 51, p. 763-800. 302 réf. (2000).
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(3) - BRIDGMANN (P.W.) - The Physics of high pressure - . Dover Publications, Inc., NY (première publication en 1931), p. 172-176 (1970).
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(4) - BRIDGMANN (P.W.) - The Physics of high pressure - . Dover Publications, Inc., NY (première publication en 1931), p. 133 (1970).
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(5) - HAYWARD (A.T.J.) - Compressibility equations for liquids - . Brit. J. Appli. Phys., vol. 18, p. 965-977, 17 réf., 1 fig. (1967).
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(6) - GINELL (R.) - Derivation...
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