Point critique, Appareil à point critique (tracé des isothermes de SF6) - Lois sur les gaz - Chaleur et Thermodynamique - SF6, isothermes, opalescence critique, sans mercure, condensation d'un gaz, 3B Scientific

Appareil à point critique

Description
Nécessaire
Pièces de rechange
Utilisé dans l'expérience suivante

Observations qualitatives
• État liquide et gazeux
• État dynamique à la compression et à la détente
• Formation du point de transition à différentes températures

Mesures quantitatives
• Représentation du point critique et de la température critique
• Enregistrement des isothermes dans un diagramme PV (d'après Clapeyron)
• Enregistrement des isothermes dans un diagramme PV-P (d'après Amegat)
• Courbes de pression de la vapeur saturée
• Écarts des gaz réels de l'état du gaz idéal

Appareil de précision permettant d'étudier la compressibilité et la condensation d'un gaz, de déterminer le point critique et d'enregistrer les isothermes du diagramme PV (d'après Clapeyron). Comme gaz d'essai, on utilise de l'hexafluorure de soufre (SF6) qui permet un montage aisé avec une température critique de 318,6 K (45,5°C) et une pression critique de 3,76 MPa (37,6 bars).
Le dispositif présente une cellule de mesure transparente particulièrement compacte et résistante à la pression. Le volume de la cellule est modifié par la rotation dosée d'une roue à main, le changement de volume pouvant être lu sur une graduation fixe et sur une graduation entraînée avec une précision correspond à 1/1000e du volume maximal. La pression est formée par un système hydraulique à huile de ricin dans une qualité autorisée pour des applications médicales. La cellule de mesure et le système hydraulique sont séparés par un joint en forme de chapeau qui s'enroule lorsque le volume augmente. Grâce à cette construction, la différence de pression entre la cellule et le compartiment à huile est pratiquement négligeable. À la place de la pression du gaz, un manomètre mesure la pression de l'huile, sans solliciter de volume mort dans la cellule. Lors de la transition de l'état gazeux à l'état liquide et inversement, on peut donc observer tant la formation de la première goutte de liquide que la disparition de la dernière bulle de gaz.
La cellule de mesure est enveloppée d'un compartiment d'eau transparent. Un thermostat de circulation assure une température constante avec une très grande précision, la température pouvant être lue et contrôlée au moyen d'un thermomètre.
Les bonnes possibilités de lecture du volume, de la pression et de la température permettent d'enregistrer aisément les diagrammes PV et PV-P et d'obtenir des résultats de grande qualité. Grâce à une correction de volume en fonction de la pression et de la température, la qualité des résultats est comparable aux valeurs rencontrées dans la littérature.
Voir aussi expérience UE2040300.

Température critique : 318,6 K (45,5°C)
Pression critique : 3,76 MPa (37,6 bars)
Volume critique : 197,4 cm3/mol
Densité critique : 0,74 g/mol
Plage de température : 10–60°C
Pression maximale : 6,0 MPa (60 bars)
Volume maximal : 15,7 cm3
Diamètre de manomètre : 160 mm
Alésage pour le palpeur de température : Ø 6 mm
Connexions pour réfrigérant : Ø 7 mm
Connexion du manodétendeur : Ø 1/8 pouce
Branchement de gaz à la livraison : Ø 3,5 mm
Dimensions : 380x200x400 mm³
Masse : env. 7 kg

Note :
Conformément aux principes fondamentaux d'une « bonne pratique de laboratoire », l'emploi régulier de l'appareil à point critique nécessite un branchement de gaz au moyen d'une conduite fixe. Dans le cas d'un emploi occasionnel, il vaut mieux se servir du gaz d'essai du bidon de gaz MINICAN®. Le branchement de gaz d'un MINICAN® présente une structure similaire à celle d'une soupape reliée à une bombe de pulvérisation usuelle, c'est-à-dire qu'il s'ouvre lorsque le MINICAN® est appuyé directement sur le raccord du branchement.

L'ensemble comprend :
1 appareil à point critique à huile hydraulique (huile de ricin), mais sans gaz d'essai (SF6), avec raccord de branchement pour le bidon de gaz MINICAN® et protection pour le branchement de gaz
1 dispositif de remplissage d'huile
1 tournevis coudé à six pans 1,3 mm (pour la vis sans tête de la graduation entraînée)
1 tuyau en plastique, diamètre intérieur 3 mm
1 raccord à tube pour 1/8" (SW 11)
1 pompe à graisse

Autres équipements requis :
Hexafluorure de soufre SF₆

Requis pour un dégazage ou remplissage éventuels de l'huile hydraulique :
Huile de ricin (1002671)
Pompe à vide puissante