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PRESSIONS PHYSIQUE & CHIMIE DES HAUTES

Fluides denses

Équation d'état

L'équation d'état ou encore la relation pression-volume-température est essentielle pour l'interprétation de tout phénomène physique ou chimique sous pression, car la densité (ou le volume), mais non la pression, est, avec la température, l'un des paramètres physiques importants. Les équations d'état à très haute pression sont également précieuses pour la description de l'intérieur des planètes. Ces relations s'obtiennent à partir de méthodes statiques ou dynamiques ; elles diffèrent par la façon dont la pression est produite et mesurée, mais aussi par les états finaux de la substance comprimée.

Les expériences d'ondes de choc sont adiabatiques et s'accompagnent d'une augmentation importante de la température, qui dans la plupart des cas ne peut être déterminée expérimentalement. En outre, par suite de la présence de contraintes à forts gradients, peuvent apparaître des états physiques ou chimiques qui ne sont pas observés dans les expériences en pression statique.

Pour un matériau donné la pression est seulement limitée par la densité d'énergie de l'explosif ; ainsi on a pu obtenir des pressions finales variant entre 2 TPa et 16 TPa dans des explosions nucléaires souterraines.

Les pressions maximales obtenues par des méthodes statiques sont limitées par la résistance des matériaux. Ainsi, dans le cas des cellules à enclumes de diamant on arrive à une valeur de l'ordre de 250 GPa, mais la pression à laquelle la déformation plastique du diamant a été observée est voisine de 170 GPa.

De nombreuses théories permettent de calculer les équations d'état, mais ces dernières sont souvent peu précises par suite de la difficulté à prendre en compte les interactions à n-corps.

Pour les liquides dont l'énergie totale peut être représentée par une somme de potentiels de paires, les méthodes variationnelles permettent de faire un calcul précis des énergies libres donnant accès à l'équation d'état ; les méthodes de perturbation sont également utilisées avec succès.

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Écrit par

  • : directeur de recherche au C.N.R.S., laboratoire d'ingénierie des matériaux et des hautes pressions, Université de Paris Nord, Villetaneuse
  • : directeur de recherche au C.N.R.S., directeur du laboratoire des interactions moléculaires et des hautes pressions, C.N.R.S.
  • : directeur adjoint du laboratoire des hautes pressions du C.N.R.S.
  • : directeur du laboratoire des hautes pressions du C.N.R.S., Bourg-la-Reine

. In Encyclopædia Universalis []. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Repères dans l'échelle des pressions - crédits : Encyclopædia Universalis France

Repères dans l'échelle des pressions

Cellule à enclumes de diamant - crédits : Encyclopædia Universalis France

Cellule à enclumes de diamant

Phases de l'eau - crédits : Encyclopædia Universalis France

Phases de l'eau

Autres références

  • AMAGAT ÉMILE HILAIRE (1841-1915)

    • Écrit par Bernard PIRE
    • 249 mots

    Physicien français, Émile Hilaire Amagat est né à Saint-Satur (Cher) le 2 janvier 1841 et y est mort le 15 février 1915. Il obtint son doctorat à l'université de Paris en 1872 et fut professeur à la faculté libre des sciences de Lyon. Dans sa thèse, Amagat décrit les courbes isothermes du dioxyde de...

  • BRIDGMAN PERCY WILLIAMS (1882-1961)

    • Écrit par Alain LE DOUARON
    • 228 mots
    • 1 média

    Né à Cambridge (Massachusetts) le 21 avril 1882, P. W. Bridgman était le fils unique d'un journaliste et écrivain. D'abord étudiant à Howard, Bridgman y devient professeur de mathématiques et de physique en 1926. Il perfectionne les techniques d'obtention des hautes pressions et étudie les propriétés...

  • CRISTAUX - Synthèse des cristaux

    • Écrit par Yves GAUTIER
    • 6 273 mots
    • 2 médias
    ... Certains matériaux se dissolvent difficilement dans l'eau, même portée à ébullition, et ne peuvent donc cristalliser avec la méthode précédente. Par exemple, le quartz ne peut être dissous dans l'eau qu'à des températures comprises entre 300 et 400 0C et des pressions entre 50 et 300...
  • PLOMB

    • Écrit par Claude FOUASSIER, Michel PÉREYRE, Michel RABINOVITCH, Jean-Louis VIGNES
    • 6 736 mots
    • 2 médias
    ..., explique le nombre restreint de plombates anhydres isolés. Dans ces conditions, ne sont accessibles que les plombates alcalins et alcalino-terreux. L'utilisation de techniques de haute pression a permis l'obtention de nouvelles familles de plombates (pyrochlores Ln2Pb2O7 par exemple. Ln étant...

Voir aussi