Potentiel de Lennard-Jones

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Potentiel Lennard-Jones (valeurs réduites)
.

Le potentiel de Lennard-Jones, qui est plus précisément une énergie potentielle, décrit l'interaction entre deux atomes au sein d'un gaz monoatomique de type gaz rare. Bien que ne faisant appel qu'à la seule distance entre deux centres il est également utilisé pour l'interaction de molécules. On peut alors l'interpréter comme potentiel moyen. Son expression en fonction de la distance r entre les deux atomes est :

Le potentiel s'annule pour et possède un minimum en .

Le terme à la puissance 6, terme attractif dominant à grande distance, porte le nom d'interaction de Van der Waals. En revanche, l'exposant 12 du terme répulsif, dominant à courte distance, est empirique : il s'agit là de rendre compte de façon ad hoc de la répulsion de Pauli entre les électrons, qui empêche l'interpénétration mutuelle des nuages électroniques de deux atomes.

Quelques valeurs (k est la constante de Boltzmann)[1] :

Espèce chimique
Argon
0.3405
119.8
Krypton
0.360
171
Neon
0.278
34.9
Oxygène
0.346
118
Gaz carbonique
0.4486
189

Lorsque l'on ne connaît pas les caractéristiques du potentiel pour une interaction hétérogène entre les atomes i et j, on utilise les lois empiriques suivantes[1] :

Ce potentiel a été très largement utilisé en utilisant la procédure suivante pour les gaz :

Mesure (en général la viscosité) Calcul des paramètres de la loi utilisation pour calculer les autres coefficients de transfert (coefficients de diffusion, conductivité).

On utilise plutôt aujourd'hui le potentiel SSH (Schwartz, Slawsky, Herzfeld)[2], plus précis, recalé par tranches par comparaison à des expériences de spectroscopie.

Articles liés[modifier | modifier le code]

Référence[modifier | modifier le code]

  1. a et b (en) Joseph O. Hirschfelder, Charles F. Curtiss et Robert B. Bird, Molecular Theory of Gases and Liquids, John Wiley and Sons, (ISBN 978-0-471-40065-3)
  2. (en) Karl F. Herzfeld et Theodore A. Litovitz, Absorption and Dispersion of Ultrasonic Waves, Academic Press,