Changement d’état liquide [math] solide dans les milieux poreux

II. — Étude théorique de la solidification d’un condensat capillaire

¹ Laboratoire de Génie Électrique et Ferroélectricité INSA de Lyon, 69-Villeurbanne, Laboratoire de Chimie Appliquée et de Génie Chimique, Université Claude-Bernard, Lyon I, 69100 Villeurbanne.
² Centre National de la Recherche Scientifique, Equipe de Recherche Associée n° 300, « Études des Interphases ».

Résumé

Les relations thermodynamiques appliquées aux corps finement divisés conduisent à des expressions liant la température du point triple et l’énergie de changement d’état d’un corps dans un milieu poreux aux courbures des interphases. Un examen de la solidification d’un corps saturant un milieu poreux qu’il mouille, permet d’envisager trois processus de changement d’état. A chacun de ces mécanismes correspond une relation particulière entre la variation de la température du point triple et le rayon du capillaire dans lequel a lieu la transformation.

La confrontation de l’étude théorique et des résultats expérimentaux permet de faire un choix parmi les processus envisagés. Cette comparaison met également en évidence la présence, à la paroi, d’un certain nombre de couches de molécules qui ne participent pas au changement d’état.

Abstract

Thermodynamics relations are applied to finely divided substances held in porous material. They lead to expressions where the temperature of the triple point and the energy of phase transformation depends on the curvatures of interfaces.

A study of solidification of a substance wetting a saturated porous solide enables to consider three phase transformation processes. A specific relation between the variation of the triple point temperature and the radius of the capillary can be established in each of these three cases.

A comparison between experimental results and values determinated from the three relations allows a choice among the three considered processes. This comparison shows also that some molecular layers, on the walls of pores, do not undergo the phase transformation.