Cette série d'exercices, avec réponses, aborde le deuxième principe de la thermodynamique : pression et température thermodynamiques, calculs d'entropie et tables thermodynamiques, bilans entropiques et transferts thermiques, bilans entropiques et transferts de volume, transformations du gaz parfait en diagramme de Clapeyron, entropie de mélange et interprétation statistique de l'entropie.
Mot(s) clés libre(s) : deuxième principe, bilans entropiques, diagramme de Clapeyron, interprétation statistique de l'entropie

Détermination de l'entropie de l'univers en fonction de sa température, approche thermodynamique.
Mot(s) clés libre(s) : entropie, Univers, température, énergie, thermodynamique

Après une présentation des notions de base de la thermodynamique, des expériences montrent d'abord des exemples de phénomènes pour lesquels flux et force généralisée sont proportionnels (thermodynamique linéaire) : diffusion de la matière, conduction de la chaleur, thermodiffusion, colonne de Clusius et Dickel. Mais c'est dans le domaine des processus irréversibles et non linéaires ou flux et forces ne sont plus proportionnels, qu'émergent des comportements plus complexes offrant de nombreuses analogies avec les systèmes vivants. C'est le cas de la réaction BZ (Belousov Zhabotinsky) dont le potentiel d'oxydo-réduction du mélange réactionnel peut présenter des variations périodiques. Cette évolution périodique est comparable à certaines oscillations biologiques (populations de bactéries : cas de l'ensemble proie-prédateur Escherichia coli et Bdello bacteriovirus). Cette réaction donne aussi naissance à des répartitions non uniformes des composants dans l'espace (cas des ondes spirales). La réaction de BR (Briggs-Rauscher) peut présenter deux états simultanément stables (l'un oscillant, l'autre non-oscillant) et on passe de l'un à l'autre sous l'effet d'une perturbation. Plus récemment, d'autres réactions chimiques du même type peuvent aussi donner spontanément naissance à des modulations spatiales périodiques de la concentration des composants (dites structures de Turing).GénériqueAuteurs scientifiques : Adolphe Pacault, Christian Vidal, Patrick de Kepper et Anne-Marie Merle-Dorthe Réalisateurs : Alain Bedos et Christian Moncel Producteur : CNRS Audiovisuel (SERDDAV) Diffuseur : CNRS Diffusion, vidéothèque, photothèque. (videotheque@cnrs-bellevue.fr)
Mot(s) clés libre(s) : chaleur, changement d'état, entropie, équilibre non-linéaire, réaction de Briggs-Rauscher, réaction oscillante, réactions Belousov-Zhabotinsky, température, thermodynamique

Ce cours est composé des 3 parties suivantes : nécessité d'une nouvelle fonction d'état : l'entropie, exemples de fonctions entropie, le second principe - un principe d'évolution.
Mot(s) clés libre(s) : thermodynamique, entropie, travail, principe d'évolution, enthalpie, bilan entropique

Ce cours est composé de 2 parties : potentiel chimique d'un constituant d'un mélange, évolution des réactions chimiques.
Mot(s) clés libre(s) : affinité chimique, constante d'équilibre, enthalpie, entropie, loi de Hess, loi de Kirchhoff, relation de Gibbs-Helmholtz, loi de Van't Hoff, loi de Le Chatelier

Au voisinage du zéro absolu de température, la matière se transforme, adoptant des comportements que notre intuition a de la peine à appréhender. Certains gaz liquéfiés deviennent superfluides, s'échappant du réservoir qui les contient comme s'ils défiaient la pesanteur. La supraconductivité apparaît dans les métaux et donne lieu à des courants électriques permanents, utilisés aujourd'hui pour la production de champs magnétiques intenses. L'explication de ces phénomènes étranges apporte un nouvel éclairage dans des domaines que l'on aurait crus très éloignés, comme la dynamique des étoiles à neutrons ou l'évolution de l'Univers après le Big Bang, contribuant ainsi à établir des concepts physiques fondamentaux. Pour atteindre des basses températures qui n'existent pas dans la Nature, les chercheurs ont mis au point des méthodes de réfrigération sophistiquées. Celles-ci ont ouvert un nouveau domaine de recherche, la Physique des très basses températures, particulièrement riche en phénomènes physiques nouveaux qui constituent la source d'applications technologiques de pointe. Au cours d'une promenade à la limite du zéro absolu de température nous explorerons ensemble le royaume du froid.
Mot(s) clés libre(s) : basse température, cryogénie, degré Kelvin, entropie, froid, mécanique quantique, physique statistique, physique thermique, réfrigération, supraconducteur, thermodynamique, zéro absolu

Prise en compte de l'irréversibilité d'une machine frigorifique et formalisation.
Mot(s) clés libre(s) : machine frigorifique, irréversibilité, entropie produite

Analyse d'une machine thermique fonctionnant avec deux sources de capacité calorifique et de températures variables. Des considérations sur les variations d'entropie permettent de calculer le travail maximal que peut fournir cette machine.
Mot(s) clés libre(s) : machine thermique, variation d'entropie, entropie de l'Univers

Cycle d'une machine thermique à trois temps : calcul des coordonnées manquantes des points du cycle, des quantités de chaleur échangées, calcul du bilan entropique et de l'efficacité de cette machine
Mot(s) clés libre(s) : machine thermique, gaz carbonique, bilan entropique, efficacité

Etude de la variation d'enthalpie dans les organes des machines frigorifiques, et en particulier dans les détendeurs capillaires. Sera calculé la fraction de fluide frigorigène évaporé au cours de la détente, et sa variation d'entropie.
Mot(s) clés libre(s) : machine frigorifique, détente de Joule-Thomson, enthalpie, entropie, fraction de vapeur