La Détermination Exacte des Chaleurs Spécifiques a des Températures Élevées: XIII. Les chaleurs spécifiques, la résistance électrique et les forces thermoélectriques du cobalt
Authors: Jaeger F. M. , Rosenbohm E. , Zuithoff A. J. 
Published: September 2010

Dans ce travail, nous avons étudié, selon les méthodes employées dans ce laboratoire, les chaleurs spécifiques, la résistance électrique et le comportement thermoélectrique du cobalt en fonction de la température, ainsi que les transformations successives que le métal subit.

La chaleur atomique Cp du cobalt, qui se montre pratiquement égale à Cv augmente, au dessous du point‐Curie de 6.66 cal (à 175° C) jusqu' à plus de 12 cal, pour descendre ensuite à 9.8 cal pour le cobalt paramagnétique; de 1200° C jusqu'à 1400° C la valeur de Cp se révèle indépendante de la température. A la suite de ces recherches, le point‐Curie est fixé à environ 1120° C; la transformation du β‐cobalt ferromagnétique en cobalt paramagnétique a lieu sans retards appréciables, avec une chaleur de transformation de l'ordre de 1.6 cal par gramme. Par contre, la transition de l'α‐cobalt hexagonal en β‐cobalt cubique, est une transformation assez lente, qui a lieu à 445° C, mais qui peut s'étendre sur un intervalle d'une vingtaine de degrés, variable avec la vitesse du chauffage et du refroidissement. L'effet calorifique accompagnant la transition (endothermique pour α → β) à 445° est de l'ordre de 1.5 cal par gramme.

Les mesures de la résistance électrique fournissent des résultats analogues, sauf qu'on obtient pour les températures des transformations susdites des valeurs très légèrement différentes. De 0° C à 420° C, le coefficient de température \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \frac{{dR}}{{dt}} $\end{document} augmente de 5,6. 10−3 à 12,2. 10−3. Entre 420° et 440°, il diminue soudainement à environ 5.10−3; il s'accroît ensuite pour attendre à 1120° C la valeur 16,5.10−3. De 1105° C à 1150° C il décroît à 7,7.10−3 et il reste ensuite pratiquement constant à 7,3.10−3 jusqu'à 1300° C. De 300° C à 445° C, le rapport Rt/Ro augmente de 3.443 à 5.016; il n'y a pas de discontinuité dans la courbe \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \frac{{Rt}}{{Ro}} $\end{document} dans l'intervalle de la transformation: α‐Co ⇌ β‐Co. Entre 900° et 1300° C, le rapport \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \frac{{Rt}}{{Ro}} $\end{document} augmente graduellement de 12.245 à 17.421 C. Le Point‐Curie du cobalt est situé entre 1120° et 1130° C; il peut être fixé à 1125°, température à laquelle la transformation magnétique s'accomplit sans retard observable.

Enfin, l'étude des trois thermocouples: Co‐Ni, Co‐Fe et Fe‐Ni nous a permis de comparer l'un à l'autre les coefficients de température de la force thermoélectrique E et leur variation avec t.

C'est surtout dans les courbes \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \frac{{dE}}{{dt}}t(t) $\end{document}f(t) que la position des températures caractéristiques pour chacun des métaux qui constituent les thermocouples étudiés se trahit le mieux, soit par des discontinuités plus ou moins prononcées, soit par la présence de points d'inflection; d'ordinaire, on observe de petits déplacements, pas trop importants, de ces températures dans les diverses courbes.

Pour le thermocouple Co‐Ni, on peut remarquer que \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \frac{{dE}}{{dt}} $\end{document} atteint un maximum aplati à 355° C (point‐Curie du nickel). La courbe, qui passe par la valeur zéro à 795° C, ne montre plus de discontinuites, ni à 425°, ni à 1125° C en décroîssant graduellement jusqu' à 1200°.

Dans le cas: Co‐Fe, on observe un minimum aplati de \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \frac{{dE}}{{dt}} $\end{document} à 150° C, température que nous avons signalée antérieurement comme caractéristique du fer; ensuite il y a un maximum à 430°–450° C, un intervalle s'étendant de 650° à 770° où \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \frac{{dE}}{{dt}} $\end{document} est constant (point‐Curie du fer à 760°–768° C), un intervalle analogue de 906°–940° C (transformation: β‐Fe ⇌ γ‐Fe à 906°) et enfin un intervalle de 1120°–1170° qui correspond au point‐Curie du cobalt (1125° C).

Enfin, dans le cas: Fe‐Ni, on observe un point d'inflection dans la courbe entre 355° et 370° (point‐Curie du Ni à 355° C), un minimum aplati entre 420°–520° environ et une inflection très faible dans le voisinage de 760°, tandis qu'à partir de 906° C \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$ \frac{{dE}}{{dt}} $\end{document} devient pratiquement constant jusqu'à 1200° C.