Interfaces et fluides critiques

Abstract

Pour les corps purs, l'interface de séparation de phases liquide-vapeur disparait au point critique. Cette propriété et d'autres encore ont suscité l'intérêt de nombreux scientifiques. Cet article est une mise à jour du texte de la conférence invitée sur les Fluides Critiques présentée à un séminaire de Saint-Gobain-Recherche Aubervilliers le 14 juin 2007. Sont présentés successivement : la thermostatique, puis la thermodynamique des fluides au voisinage du point critique ; l'effet piston, mode spécifique de transmission de la chaleur ; l'expansion d'une "goutte" a la pression critique ; le comportement d'une poche de fluide supercritique plongée dans un environnement à haute température ; enfin l'ébullition près du point critique. Il s'agit pour partie d'une reprise de textes émis par différents auteurs cités. ABSTRACT. For pure substances, the liquid-vapor phase separation interface disappears at the critical point. This property and others have attracted the interest of many scientists. This article is an update of the text of the invited conference on Critical Fluids presented at a seminar of Saint-Gobain-Recherche Aubervilliers on June 14, 2007. Thermostatics is first presented; then successively the thermodynamics of fluids near the critical point; the piston effect, a specific mode of heat transfer; the expansion of a "drop" at the critical pressure; the behavior of a supercritical fluid pocket immersed in a high temperature environment; finally boiling near the critical point. It is partly a resumption of texts issued by various authors cited. MOTS-CLÉS. interface, fluide critique, phénomènes de transfert, changement de phase liquide-vapeur, évaporation, micro pesanteur, fluide supercritique.La distinction entre les différentes phases d"un corps pur est généralement assez aisée, mais il peut se trouver des situations plus difficiles. Par exemple, pour un fluide pur sous pression suffisante, le ménisque habituel séparant le liquide de la phase gazeuse peut disparaître et laisser la place à une réelle continuité entre ces deux phases. C"est l"état de fluide supercritique i (figure 1).