J. Phys. France 50, 2291-2301 (1989)
DOI: 10.1051/jphys:0198900500160229100

Heat capacity measurements near the nematic-smectic-A1 and smectic-A1-smectic-C transitions in octyloxyphenyl cyanobenzyloxy benzoate

C.W. Garland¹, G. Nounesis¹, K.J. Stine¹ et G. Heppke<sup>2

1</sup>  Department of Chemistry and Center for Material Science and Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, 02139, U.S.A.
²  Technical University of Berlin, D1000 Berlin 12, F.R.G.

Abstract
The heat capacity Cp of octyloxyphenyl cyanobenzyloxy benzoate (8OPCBOB) has been measured with a high-resolution ac calorimetric technique near the nematic (N)-smectic-A1 (SmA1) and smectic-A1 (SmA1)-smectic- C (SmC) transitions. The SmA1-SmC transition is weakly first order with a Landau-like excess heat capacity (i.e., no excess Cp in the high-temperature SmA1 phase). A detailed analysis of the Cp variation associated with the second-order N-SmA1 transition is presented for 8OPCBOB and for previously published data on a mixture of pentylphenyl-cyanobenzyloxy benzoate (DB5CN) and cyanobenzoyloxypentyl stilbene (C5 stilbene). Both systems exhibit the same critical Cp behavior, which agrees well with the XY model. In particular, the critical amplitude ratio A-/A+ is 0.990, which agrees quite well with the theoretical ratio for the XY model but is qualitatively inconsistent with the expected inverted- XY value. 8OPCBOB and several other systems exhibit a pattern of systematic deviations just below Tc that may be intrinsic to all XY-like N-SmA transitions.

Résumé
La chaleur spécifique (Cp) du benzoate octyloxyphenyl-cyanobenzoxy (8OPCBOB) a été mesurée au voisinage des transitions nématique(N)-smectique-A 1(SmA1) et smectique-A1(SmA1)-smectique- C(SmC) par une technique calorimétrique ac de haute résolution. La transition SmA1- SmC est faiblement du premier ordre avec une chaleur spécifique excédentaire de type Landau (pas de Cp excédentaire dans la phase haute température). Nous présentons une analyse détaillée des variations de Cp du 8OCPBOB, associées à la transition de deuxième ordre N-SmA1, et aussi de données préalablement publiées sur un mélange de benzoate pentylphenyl-cyanobenzoyloxy (DB5CN) et de stilbène cyanobenzoyloxypentyl (C5 stilbène). Les deux systèmes présentent le même comportement critique pour Cp, conformément au modèle XY. En particulier le rapport des amplitudes critiques A-/A+ est 0,990, ce qui est en bon accord avec la valeur théorique pour le modèle XY mais qui est qualitativement en désaccord avec le modèle XY inverse. 8OPCBOB ainsi que quelques autres systèmes présentent des déviations systématiques juste au-dessous de Tc, qui sont probablement intrinsèques à toutes les transitions N-SmA de type XY.

PACS
6470M - Transitions in liquid crystals.
6520 - Thermal properties of liquids: heat capacity, thermal expansion, etc..

Key words
liquid crystal phase transformations -- nematic liquid crystals -- organic compounds -- smectic liquid crystals -- specific heat of liquids -- X Y model