Cette série d'exercices, avec réponses, aborde les bases de la thermodynamique : les échelles thermométiques, les gaz parfaits, les gaz réels et les coefficients thermoélastiques, l'énergie interne et les tables thermodynamiques.
Mot(s) clés libre(s) : échelle thermométrique, gaz parfait, gaz réel, coefficient thermoélastique, énergie interne, table thermodynamique

Le film est centré sur l'expérience du Palais de la Découverte concernant les équilibres de phases de l'azote. On détaille les transferts d'énergie entre phases, notamment au point triple où les trois phases, solide, liquide, et gaz coexistent. Une simulation numérique permet de relier les points de vue microscopique et macroscopique sur les phénomènes. Une séquence historique sur l'activité du laboratoire de Leyde au tournant du XXéme siècle illustre l'utilisation des équilibres liquide/vapeur pour l'obtention des basses températures, la liquéfaction de l'hélium et la découverte de la supraconductivité.GénériqueAuteur : Jacques Treiner Réalisation : Jacques Treiner Production : Université Pierre et Marie Curie (Paris VI) / Palais de la découverte / S.F.R.S.
Mot(s) clés libre(s) : chaleur, changement d'état, ébullition, équilibre liquide/vapeur, état de la matière, évaporation, expérience de Torricelli, point triple, pression, température, thermodynamique, transfert d'énergie, transition de phase

Second principe de la thermodynamique : entropie statistique, loi de Boltzmann, potentiels thermodynamiques - Applications : potentiel chimique, changements d'état, osmose et membranes (montée de la sève, isotonicité), piles, tension superficielle (insectes sur l'eau, circulation du sang) - Phénomènes de transport (diffusion, chaleur, viscositè), loi de Fick, théorie cinétique élémentaire, unité sous-jacente des différents phénomènes - Applications : sédimentation, ultracentrifugation, électrophorèse, compétition entre transport actif et passif : la vie bas nombre de Reynolds, circulation du sang.
Mot(s) clés libre(s) : Equilibre, potentiel chimique, phénomène de transport, potentiel thermodynamique, thermodynamique, biophysique

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

Le projet "De la Thermodynamique aux Procédés : concepts et simulations" propose un ensemble de supports d'auto-apprentissage autour de la thermodynamique des équilibres entre phases et ses applications en génie des procédés. Les caractéristiques majeures de ce projet sont : - de lier systématiquement, et le plus rapidement possible, les concepts à des applications (de la thermodynamique aux procédés) ; - d'inclure dans les supports des petits simulateurs interactifs, permettant à l'étudiant de mieux assimiler les concepts et de traiter des exercices du cours. Le fait de rendre le simulateur partie intégrante du support, plutôt que de le livrer comme une application indépendante, permet de mieux en scénariser l'utilisation ; c'est un choix pédagogique fort, dans une volonté d'associer étroitement "cours" et "travaux dirigés".
Mot(s) clés libre(s) : thermodynamique, mélange, phase, fugacité, air humide, gaz parfait, équilibres entre phases de mélanges, immiscibilité, courbe d'enthalpie libre, azéotropie, distillation, méthode de Mc Cabe et Thiele, équilibres liquide-vapeur, fluides sous haute pression, équation d'état, diagramme thermodynamique

L'analyse des interactions biospécifiques était jusqu'alors fastidieuse, longue et difficile. Depuis la découverte du phénomène de résonance plasmonique de surface, l'analyse de ces interactions s'est formidablement améliorée et automatisée. De plus l'étude en série de nombreuses combinaisons moléculaires est possible. Cette méthode permet l'analyse cinétique et thermodynamique des interactions, la caractérisation des protéines... Générique Prise de vue Jean-Pierre GANDIN Jean-Marc BALOIS Prise de son Alain PETIT Eclairage Jean-Pierre GANDIN Coordination plateau Daniel GALL Régie Jean-Marc TALENTON Montage Aude REVALOR Moyens techniques IEC-ASV Montpellier Création musicale Jean-Luc GRANIER Infographie David JEAN Jean-Christophe MANI Boris BOUQUET Jean-claude MANi Martine PUGNIERE Collaboration technique Françoise ROQUET Imagerie scientifique Institut de Biotechnologie et de Pharmacologie (UMR CNRS 5094) Société Biacore (Saint-Quentine en Yvelines) Protein Data Bank AMIT et Al Supervision scientifique Françoise CASTEX Lynn SALHI Réalisation Jacqueline GUIBAL Remerciements Françoise ROQUET Cédric BES Gaëlle FERRIERE Daniel LAUNE Thierry CHARDES Avec le soutien du Ministère de l'Education nationale et du Ministère de la Recherche Copyright Université Montpellier 1 - 2001
Mot(s) clés libre(s) : biocapteur, cinétique, enzyme, interaction, résonance, SPR, 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

L'oiseau buveur est un moteur thermique qui fonctionne entre une source chaude (l'atmosphère environnante) et une source froide (la zone humide autour de son bec). Le mouvement de bascule est provoqué par la circulation d'un fluide entre deux compartiments d'un tube scellé, la position d'équilibre n'étant pas la même suivant que le fluide est dans le compartiment haut ou le compartiment bas.GénériqueRéalisation : Didier Ozil Production : Cité des sciences et de l'industrie Copyright Cité des sciences et de l'industrie 1998
Mot(s) clés libre(s) : équilibre liquide-vapeur, évaporation d'eau, moteur à eau, oiseau buveur, thermodynamique

La plupart des réactions biologiques qui forment le corps humain sont des réactions catalytiques. La catalyse joue un rôle également déterminant dans des processus industriels majeurs comme la synthèse de l'ammoniac, le raffinage du pétrole ou la réduction des oxydes d'azote dans les pots catalytiques. Un catalyseur est un composé qui rend possible une réaction chimique mais qui sort indemne de la transformation. Un catalyseur peut agir sur un acte élémentaire ou sur le bilan d'une réaction complexe ; enfin il peut orienter vers une réaction plutôt qu'une autre. La catalyse concerne tous les domaines de la chimie. La catalyse acido-basique concerne le domaine de la chimie organique. Les catalyseurs dans le domaine de la biochimie sont les enzymes qui doivent épouser une forme complémentaire du substrat pour s'adapter à lui, puis présenter un site actif où la réactivité est modifiée. La catalyse homogène est le domaine de la chimie organométallique ; elle concerne un centre métallique dont l'environnement électronique et géométrique est bien défini, ce qui permet de bien contrôler la réaction. La catalyse hétérogène concerne la science des surfaces et des interfaces. Du point de vue industriel, ces catalyseurs sont les plus employés car ils présentent de nombreux sites actifs qui sont utilisés de nombreuses fois de façon consécutive. Comprendre un processus catalytique, c'est aller au delà d'un simple bilan, cela nécessite de décrire les étapes du voyage partant des réactifs et allant vers les produits. Comprendre la catalyse, c'est décrire la réaction dans son environnement. Cela devrait être de plus en plus le cas durant le prochain siècle et cela devrait permettre d'améliorer les performances des catalyseurs déjà connus.
Mot(s) clés libre(s) : adsorption, biochimie, catalyse, chimie industrielle, chimie organique, cinétique, enzyme, enzymologie, inhibiteur, réaction chimique, thermodynamique, turn-over

"Les récents ouragans sur la France nous ont brutalement rappelé l'importance des fluides tels que l'air et l'eau. Ces fluides obéissent aux lois de la mécanique classique de Newton. Ils sont très instables: dans le sillage d'un obstacle (sur une automobile, un TGV, un avion ou un navire), les différences de vitesse engendrent de magnifiques tourbillons en spirale, qui, tels des vagues sur l'océan, déferlent en turbulence. Cette turbulence est bien décrite à petite échelle par la fameuse "" cascade de Kolmogorov "", où les différences de vitesse entre deux points sont proportionnelles à la puissance un tiers de leur distance. La turbulence est en fait considérée comme un des derniers grands problèmes non résolus de la physique moderne. A l'heure où les biologistes élucident la structure du génome humain, des progrès décisifs sur la structure de la turbulence et des tourbillons qui la composent ont pu être faits par la résolution numérique sur super-calculateur scientifique des équations du mouvement. Un traitement d'image performant permet de visualiser les tourbillons et de suivre leur évolution. Une avancée considérable a en particulier été faite grâce au concept de "" simulation des grandes échelles "", où les fluctuations à petite échelle sont éliminées et modélisées par une viscosité turbulente intelligente. On montre des exemples de ces simulations réalisées à Grenoble (par "" viscosités spectrale ""), avec les anneaux-vortex (responsables des ronds de fumée) dans un jet, et les tourbillons en arche au voisinage d'une paroi et sur une cavité. La simulation numérique est un outil très précieux pour le contrôle de la turbulence en aérodynamique, acoustique, combustion et pollution."
Mot(s) clés libre(s) : écoulement, mécanique des fluides, simulation numérique, tempête, théorème de Bernoulli, thermodynamique, tourbillon, turbulence, viscosité, vorticité