Van der WAALS Johannes Diderik "La continuité des états gazeux et liquide"

Un ouvrage marquant de l'histoire de la thermodynamique : l'ouvrage fondateur de Van der Waals décrivant son équation d'état, écrit à partir de sa thèse, et qui lui valu le prix Nobel - en première édition française. Très rare.

Traduit de l'allemand et annoté par Fernand Dommer et J.-B. Pomey, avec une préface d'Émile Sarrau et suivi de notes sur les travaux de Philippe A. Guye et Émile Mathias.

Editeur : Georges Carré, Paris, 1894. Première édition française.

in-8 (16,5 x 24,8 cm). Reliure demi chagrin noire. Dos à 5 nerfs réhaussés de lignes dorées avec titre doré. Menus frottements aux plats et au dos. Intérieur propre avec un papier un peu jauni. XVI pages (Titre, Préface de M. Sarrau, Préface de l'auteur), 279 pages et une page de Table des Matières non paginée, 12 figures dans le texte. Un exlibris manuscrit au crayon à papier sur la page de garde (A. Tissot, ing. chimiste, 5 Passage M. Mayor - probablement à Lausanne). Bel exemplaire.

La thèse de Van der Waals a été publiée en néerlandais ("Over de continuiteit van den gas en vloeistoftiestand", elle est rarissime) en 1873 et traduite en allemand en 1881 par le Dr. Friedrich Roth ("Die Kontinuität des gasförmigen und flüssigen Zustandes"). Cette version française a été traduite sur l'édition allemande avec les commentaires de Roth.

Sommaire : I- Considérations générales. II- Établissement de l'équation fondamentale de l'isotherme. III- Expression analytique de la pression moléculaire. IV- Sur l'énergie potentielle d'un liquide. V- Influence de la composition des molécules. VI- Influence des dimensions de la molécule. VII- Relations entre la pression moléculaire et le volume. VIII- Application de l'isotherme : (a) Coefficient de tension, (b) Compressibilité des gaz, (c) Coefficient de dilatation, (d) Expériences d'Andrews, (e) Température critique. IX- Valeurs de K. X- Dimensions moléculaires. XI. Application à la théorie mécanique de la chaleur. XII- Propriétés correspondantes des courbes normales de la vapeur saturée et du liquide pour différents corps, et indications sur la forme de ces courbes pour les mélanges. XIII- Les coefficients de dilatation et de compressibilité de divers liquides à des états correspondants. Appendice aux chapitres IX et X. - Autres valeurs de K. Note sur quelques propriétés du coefficient critique. Travaux récents sur la continuité des états gazeux et liquide et sur la notion généralisée d'états correspondants.

La conclusion de la Préface d'Émile Sarrau (pages XII et XIII) est élogieuse mais on peut noter qu'il aura fallut attendre 20 ans avant d'avoir une traduction française de cette œuvre importante pour la thermodynamique :  "En résumé, la théorie inaugurée par M. Van der Waals conduit à considérer les deux états, liquide et gazeux, comme se confondant, sans discontinuité essentielle, en un seul état, l'état fluide, dont toutes les propriétés découlent d'une équation caractéristique unique. En principe, cette équation permet de représenter théoriquement les lois de la compressibilité à l'état liquide et à l'état gazeux, les éléments du point critique, les tensions de la vapeur saturée et du liquide à l'état de saturation. On peut en conclure, par la formule de Clapeyron, la chaleur latente de vaporisation ; les formules générales de la thermodynamique permettent, enfin, d'ajouter à ces conséquences, déjà si nombreuses, le calcul théorique de la différence des chaleurs spécifiques sous pression constante et à volume constant, ainsi que l'expression, à une fonction de la température près, de la chaleur spécifique à volume constant. En fait, cette équation n'est qu'une première approximation ; les vérifications expérimentales démontrent bien son exactitude générale, mais il est indispensable de lui faire subir certaines modifications pour obtenir avec rigueur la représentation numérique des phénomènes. Un essai, dans cette voie, a déjà été fait par Clausius et de nouveaux efforts seront encore nécessaires ; mais dans son état actuel, la théorie de M. Van der Waals peut être considérée comme représentant dans leur allure générale, une classe fort étendue de phénomènes naturels. C'est par de telles synthèses que s'édifient les théories physiques. MM. Dommer et Pomey rendent un service réel à la science en faisant connaître, en France, par une traduction exacte, une œuvre originale qui, en raison de sa fécondité et de l'importances de ses résultats, compte parmi les plus considérables des œuvres contemporaines."

Johannes Diderik van der Waals (23 novembre 1837, Leyde - 8 mars 1923, Amsterdam) est un physicien néerlandais. Ses travaux sur la continuité des états fluides, notamment de l'état liquide et gazeux, lui ont permis de découvrir les forces de cohésion à courtes distances, dites forces de van der Waals, et d'exprimer la compressibilité des gaz à diverses températures, en particulier par l'équation d'état de van der Waals. Il est lauréat du prix Nobel de physique de 1910 « pour ses travaux sur l'équation d'état des gaz et des liquides ». En 1873 il soutient son doctorat avec une thèse intitulée en néerlandais Over de continuiteit van den gas en vloeistoftiestand (De la continuité des états liquides et gazeux). Cette thèse expose son équation d'état :                  
ainsi que d’autres résultats sur la continuité du passage d'un état gazeux à un état liquide d’un corps. Cette équation d’état est une amélioration de l’équation d’état des gaz parfaits. Elle tient compte de forces intermoléculaires (appelées forces de van der Waals lorsque leur nature sera mieux déterminée par Fritz London en 1930) et aussi du fait que les molécules ont un volume non nul incompressible. La contribution fondamentale de van der Waals fut de modifier la loi des gaz parfaits en introduisant phénoménologiquement la taille finie des molécules ainsi que l'interaction attractive entre celles-ci.
Les modèles calculés à partir de l'équation d'état permettent une meilleure approche du comportement réel des gaz telle que celle des gaz parfaits, surtout au voisinage de la zone de liquéfaction qui se révèle la plus importante dans la pratique. La thèse cruciale sur ce point est remarquée par les chercheurs des meilleurs laboratoires, et en particulier James Clerk Maxwell. Elle se propage ensuite rapidement, trouvant un succès rapide dans les milieux scientifiques grâce à sa traduction disponible en allemand dès 1881, en anglais dès 1888 et en français dès 1894 : cet exemplaire.

Fernand Dommer (18.. - 19??). Physicien. Spécialiste des applications industrielles, par exemple en optique, en électricité,.... Ingénieur des Arts et Manufactures et Professeur de l'Université de Paris (en 1894).

Jean-Baptiste Pomey (1861-1943). Physicien, mathématicien et polytechnicien. Spécialiste de la transmission radioélectrique. Fut directeur de l'Ecole supérieure des PTT.

Emile Sarrau (1837-1904). Physicien et professeur de physique. Membre de l'Institut de France.

REF. 1712 C3