Notations
Introduction
Références bibliographiques
1. Rappels de thermodynamique, cinétique, thermique
1.1. Thermodynamique chimique
1.1.1. Systèmes
1.1.2. Variables d'état
1.1.3. Fonctions d'état
1.1.4. Phases
1.1.5. Thermodynamique et d.s.c.
1.2. Thermodynamique des phases divisées
1.2.1. Modèle de Gibbs
1.2.2. Influence de la courbure sur l'équilibre d'un corps pur
1.2.3. Déplac[...]
Notations
Introduction
Références bibliographiques
1. Rappels de thermodynamique, cinétique, thermique
1.1. Thermodynamique chimique
1.1.1. Systèmes
1.1.2. Variables d'état
1.1.3. Fonctions d'état
1.1.4. Phases
1.1.5. Thermodynamique et d.s.c.
1.2. Thermodynamique des phases divisées
1.2.1. Modèle de Gibbs
1.2.2. Influence de la courbure sur l'équilibre d'un corps pur
1.2.3. Déplacement du point triple
1.2.4. Applications
1.3. Équilibre entre phases dans les systèmes binaires
1.3.1. Variance d'un système
1.3.2. Équation des courbes d'équilibre diphasé. Cas des solutions idéales
1.3.3. Systèmes réels
1.3.4. Diagramme de Tammann
1.4. Cinétique chimique
1.4.1. Cinétique isotherme
1.4.2. Ordre au cours du temps
1.4.3. Influence de la température sur la vitesse
1.4.4. Influence d'autres paramètres
1.4.5. Cas des réactions réversibles
1.5. Thermique. Analogie électricité-chaleur
1.5.1. Bases théoriques
1.5.2. Modèle général
Références bibliographiques
2. Température
2.1. Propriétés de la température
2.2. Échelles de température
2.2.1. Température et échelle thermodynamique
2.2.2. Échelle thermodynamique de température
2.3. Thermomètres
2.3.1. Thermomètres fondamentaux
2.4. Thermomètres secondaires physico-chimiques
2.4.1. Thermomètres à dilatation
2.4.2. Thermomètres à changement d'état
2.5. Thermomètres secondaires électriques
2.5.1. Thermomètre à variation de résistance
2.5.2. Thermomètres à effet thermoélectrique
2.6. Les thermomètres à rayonnement
2.6.1. Loi du corps noir
2.6.2. Pyromètres optiques à disparition de filament
2.6.3. Pyromètres optiques à mesure de puissance
2.6.4. Capteurs Infrarouge
2.7. Thermomètres basés sur d'autres propriétés physiques
2.7.1. Variation de fréquence
2.7.2. Variation de capacité
2.7.3. Diode
2.7.4. Susceptibilité magnétique
2.8. Instruments de repérage de la température (lTS-90)
2.9. Remarque
Références bibliographiques
3. La calorimetrie isotherme
3 .1. Modélisation
3.2. Différents types de calorimètres isothermes
3.2.1. Calorimètre isopéribolique
3.2.2. Calorimètre adiabatique
3.2.3. Calorimètre à flux de chaleur
3.2.4. AC calorimétrie
3.3. Applications
3.3.1. Conversion énergie-chaleur
3.3.2. Détermination des grandeurs fondamentales
3.3.3. Étude des transformations et des réactions
Références bibliographiques
4. Appareillage d.s.c.
4.1. Principe des appareils de d.s.c.
4.2. d.s.c. à compensation de puissance
4.2.1. Réalisation
4.2.2. Appareil à flux et à compensation
4.3. d.s.c. à flux de chaleur
4.3.1. Réalisation
4.4. d.s.c. adiabatiques
4.4.1. Réalisation
4.4.2. Fonctionnement d'un d.s.c. adiabatique
4.5. Appareils monocellules (SC2)
4.5.1. Principe
4.5.2. Réalisation
4.6. d.s.c. sous pression
4.7. d.s.c. haute température
4.8. Chauffage par un faisceau lumineux
4.9. Creusets
4.9.1. Géométrie
4.9.2. Fermeture
4.9.3. Masse du creuset
4.9.4. Nature des matériaux des creusets
4.10. Automatisation des mesures
4.11. Couplage avec d'autres techniques
4.11.1. Thermomicroscopie
4.11.2. Diffraction des rayons X
4.11.3. Photocalorimétrie
4.11.4. Thermo-optométrie
4.11.5. a.t.g.
4.11.6. Analyse des gaz (e.g.a.)
4.11.7. Autres appareils
4.11.8. Autres propriétés
Références bibliographiques
5. Modélisation de la d.s.c. Programmation linéaire de la température
5.1. Modélisation des différents appareils de d.s.c.
5.1.1. Modélisation d'un d.s.c. adiabatique
5.1.2. Modélisation d'un d.s.c. à compensation
5.1.3. Modélisation d'un d.s.c. à flux de chaleur
5.1.4. Étude du fonctionnement d'un d.s.c. à flux de chaleur
5.2 . Modélisation d'une transition du premier ordre
5.2.1. Calcul de la température des nacelles
5.2.2. Nacelle référence
5.2.3. Signal calorimétrique
5.2.4. Simulation
5.3. Modélisation d'un équilibre: A=B
5.3.1. Le système est toujours à l'équilibre
5.3.2. Vitesse finie d'atteinte de l'équilibre
5.3.3. Départ à l'équilibre thermodynamique
5.3.4. Départ hors équilibre thermodynamique
5.4. La ligne de base
5.4.1. Approche expérimentale
5.4.2. Définition de la ligne de base
5.4.3. Ligne de base empirique pour une transition du premier ordre
5.4.4. Ligne de base réelle pour une transition du premier ordre
5.4.5. Cas d'un équilibre
5.5. Correction du signal calorimétrique
5.5.1. Correction en ligne
5.5.2. Analyse harmonique
5.5.3. Approche « modèles »
Références bibliographiques
6. Modélisation d'un d.s.c. à flux de chaleur. Programmation non-linéaire de la température
6.1. Programmation linéaire de la température avec une modulation périodique
6.1.1. La d.s.c. modulée ou TM DSC
6.1.2. Capacité thermique complexe
6.2. Équations de la d.s.c. modulée. Système sans transformation
6.2.1. d.s.c. à flux à cellules couplées et impédances thermiques
6.2.2. d.s.c. à cellules couplées et capacités thermiques vraies
6.2.3. Vérification des propriétés du modèle
6.2.4. d.s.c. à flux à cellules indépendantes
6.2.5. d.s.c. à compensation
6.3. Équations de la d.s.c. modulée avec une transformation dans le produit
6.3.1. Cas général
6.3.2. Signification physique des paramètres
6.3.3. Cas particuliers
6.4. Simulation
6.4.1. Modélisation de la réaction
6.4.2. Modèle du calorimètre
6.4.3. Calculs
6.4.4. Résultats
6.4.5. Influence des paramètres
6.4.6. Intérêt de la d.s.c. modulée
6.5. Programmation de la température en escaliers
6.5.1. Calculs
6.5.2. Discussion
6.6. Fonctionnement en isopéribolique
Références bibliographiques
7. Pratique de la d.s.c.
7.1. Étalonnage et étalons
7.2. Étalonnage de la température
7.2.1. Étalonnage de la température à l'échauffement
7.2.2. Étalons de température au chauffage
7.2.3. Étalonnage de la température au refroidissement
7.3. Étalonnage en quantité de chaleur et en puissance
7.3.1. Étalonnage en quantité de chaleur au chauffage
7.3.2. Étalonnage en puissance
7.3.3. Les étalons
7.4. Causes d'erreurs
7.4.1. Variation des résistances thermiques
7.4.2. Influence de la nature du gaz de balayage
7.4.3. Gradients thermiques
7.4.4. Vitesse de chauffe
7.4.5. Conductivité thermique, émissivité
7.4.6. Variation de la ligne de base instrumentale
7.4.7. Pesée
7.5. Détermination de la température
7.6. Ligne de base
7.7. Fonction de transfert, déconvolution
Détermination de la correction de l'appareil
7.7.1. Analyse harmonique
7.7.2. Filtrage inverse
7.7.3. Utilisation des modèles
7.8. Surfaces partielles. Degré d'avancement d'une transformation ksi
7.9. Séparation de plusieurs effets
7.9.1. Loi décrivant les effets thermiques
7.9.2. Loi cinétique sur le premier pic
7.10. Performance des appareils
7.10.1. Caractérisation de l'appareil seul
7.10.2. Transformation
7.11. Représentation des résultats
7.12. Procédure générale d'étalonnage
Références bibliographiques
8. Applications de la d.s.c. Systèmes proches de l'équilibre. Programmation linéaire de la température
8.1. Conditionnement des échantillons
8.2. Capacité thermique vraie et capacité thermique apparente
8.2.1. Appareil de d.s.c. non-étalonné
8.2.2. Appareil de d.s.c. non-étalonné avec des creusets différents
8.2.3. Appareil de d.s.c. étalonné
8.2.4. Mesure avec une seule expérience
8.2.5. Capacité thermique des liquides et de systèmes en cours de réaction
8.2.6. Précision de la mesure des capacités thermiques
8.2.7. Quelques valeurs de capacité thermique
8.3. Transitions
8.3.1. Réversibilité
8.3.2. Transitions du premier ordre ou proches du premier ordre
8.3.3. Quelques exemples
8.3.4. Transition du deuxième ordre
8.3.5. Transitions d'ordre supérieur
8.4. Diagrammes de phases binaires
8.4.1. Méthode
8.4.2. Atteinte de l'équilibre. Réversibilité
8.4.3. Exemples
8.4.4. Solubilité
8.5. Vaporisation, sublimation
8.5.1. Rappel thermodynamique
8.5.2. Équilibre liquide-vapeur
8.5.3. Équilibre solide-vapeur
8.5.4. Étalons
8.6. Ligne de base
8.6.1. Ligne de base empirique
8.6.2. Ligne de base réelle
8.7. Conduction thermique
8.7.1. Conduction thermique des solides
8.7.2. Conduction thermique d'un gaz
Références bibliographiques
9. Applications de la d.s.c. Systèmes hors équilibre, cinétique. Isotherme et programmation linéaire de la température
9.1. Aspect théorique
9.1.1. Vitesse de transformation fonction du temps et de la température
9.1.2. Quantité transformée
9.1.3. Modèles cinétiques, dimensions et unités
9.2. Méthodes isoconversionnelles
9.2.1. Méthode de Kissinger
9.2.2. Méthode de Ozawa, Flynn, Wall
9.2.3. Généralisation de Kissinger et Ozawa
9.2.4. Méthode de Friedmann
9.2.5. Méthode « sans modèle » de Vyazovkin
9.2.6. Méthode de Freeman et Caroll
9.2.7. Méthode de Malek
9.3. Autres méthodes
9.3.1. Méthode directe. Méthode de Borchardt et Daniels
9.3.2. Méthode intégrale. Méthode de Coats-Redfern
9.3.3. Utilisation des points caractéristiques de la courbe
9.3.4. Vitesse de chauffe variable
9.3.5. Réactions multiples
9.4. Discussion des mesures et de leur exploitation
9.4.1. Calculs
9.4.2. Effet de compensation
9.4.3. Discussion du résultat des mesures
9.5. Cinétique isotherme
9.5.1. Expériences
9.5.2. Dépouillement des expériences
9.6. Verres et amorphes
9.6.1. Théorie des verres et transition vitreuse
9.6.2. Propriétés thermiques des vererres
9.6.3. Cristallisation des verres et des amorphes
Références bibliographiques
10. Applications analytiques de la d.s.c. Programmation linéaire de la température
10.1. Détermination de la pureté
10.1.1. Rappel thermodynamique
10.1.2. Expérience
10.1.3. Calcul direct
10.1.4. Méthodes basées sur l'équation de Sondack
10.1.5. Prise en compte de l'appareil. Modèle simple
10.2. Phases divisées
10.2.1. Équilibre solide-liquide. La thermoporosimétrie
10.2.2. Équilibre liquide-liquide. Les émulsions
10.2.3. Influence de la courbure sur les changements de phases
10.2.4. Caractérisation de la structure poreuse de matériaux
10.3. Dosages calorimétriques
10.3.1. Produits pétroliers
10.3.2. Ciments, gypse
10.3.3. Domaine alimentaire
10.3.4. Produits pharmaceutiques et biologiques
10.4. Polymères
10.4.1. Réaction de polymérisation
10.4.2. Détermination du taux de cristallinité
10.4.3. Cristallisation
10.4.4. Transition vitreuse
10.4.5. Divers
10.5. Réactions de formation et de décomposition
10.5.1. Réactions gaz-solide
10.5.2. Réactions d'oxydation. Étalon
10.5.3. Réactions photochimiques
10.6. Sécurité
Références bibliographiques
11. Applications de la d.s.c.
Programmation non-linéaire de la température
11.1. Mode de programmation non-linéaire de la température
11.1.1. Programmation discontinue de la température
11.1.2. Programmation continue de la température : rampe plus modulation périodique
11.2. Programmation en escaliers
11.2.1. Capacité thermique
11.2.2. Détermination de la pureté
11.2.3. Détermination de la masse molaire
11.2.4. Cinétique. Méthodes de relaxation
11.2.5. Transition vitreuse
11.2.6. Détermination de la conductibilité thermique
11.3. Vitesse de chauffe contrôlée
11.4. d.s.c. modulée
11.4.1. Modélisation, dépouillement
11.4.2. Capacité thermique
11.4.3. Cinétique
11.4.4. Transition vitreuse
11.4.5. Fusion, cristallisation
11.4.6. Transitions
11.4.7. Détermination de la conductibilité thermique
11.4.8. Causes d'erreur
11.4.9. Étalonnage
Références bibliographiques
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