Ce cours est composé de 4 parties : définition de la fonction enthalpie libre G, état standard, grandeurs molaires (corps pur), potentiel chimique du corps pus monophasé.
Mot(s) clés libre(s) : thermodynamique, enthalpie, enthalpie molaire, grandeur molaire, volume molaire, potentiel chimique d'un corps pur

Ce cours est composé des 3 parties suivantes : moteur à explosion à 4 temps, machine thermique de Carnot, études de machines en écoulement.
Mot(s) clés libre(s) : thermodynamique, machine thermique, moteur à explosion, moteur de Carnot, cycle de Carnot

Ce cours est composé des 5 parties suivantes : vocabulaire de la thermodynamique, énergie interne et 1er principe, travail, transfert thermique, bilans énergétiques pour des gaz parfaits
Mot(s) clés libre(s) : thermodynamique, énergie interne, travail, transfert thermique, transformation, adiabatique, détente de Joule-Thomson

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

Le montage expérimental est tout d'abord présenté : à l'intérieur d'un cryostat à l'hélium liquide, un fil est monté pour une mesure à quatre points. Les paramètres qui interviennent sont : la surpression hydrostatique déterminée par la hauteur du liquide au dessus du fil la température du bain le flux de chaleur injecté dans le fil par effet Joule, rapporté à l'unité de surface. En augmentant le flux de chaleur, trois régimes ont été mis en évidence : 1°) une couche de gaz cylindrique entoure le fil (régime I) ; 2°) ensuite, cette couche se déforme. Il apparaît (régime II) des perturbations quasi-sinusoïdales à l'interface ; 3°) enfin, on atteint le régime III, dans lequel l'interface se rompt localement, entraînant un transfert de masse non nul entre le liquide et le gaz. Ce régime présente des analogies avec l'ébullition en film dans les fluides classiques ; Les régimes transitoires, obtenus par établissement et coupure brutale du courant, sont montrés. La transition est également observée par réchauffement du bain à flux de chaleur constant. Les deux géométries, correspondant à une disposition horizontale ou verticale du fil, ont été étudiées. Les prises de vues ont été effectuées en cinématographie haute vitesse (jusqu'à 2000 i/s) (voir le film "Les mécanismes de l'ébullition" dans le même thème.)GénériqueTitre : Modes stationnaires à l'interface hélium superfluide/gaz engendrée par un fil chaud Auteurs scientifiques : Fathi Jebali Jerbi et Maurice François Réalisateur : Alexis Martinet Producteurs : Institut de Cinématographie Scientifique Laboratoire de Thermodynamique des Fluides (Univ. P et M Curie Paris VI) CNRS-Audiovisuel Diffuseurs : ICS (ics@cnrs-bellevue.fr) CNRS Diffusion, vidéothèque, photothèque (videotheque@cnrs-bellevue.fr)
Mot(s) clés libre(s) : chaleur, changement de phase, ébullition, hélium superfluide, température, thermodynamique, transfert de masse

"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

"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) : thermodynamique, viscosité, théorème de Bernoulli, mécanique des fluides, tempête, tourbillon, turbulence, écoulement, simulation numérique, vorticité

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

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

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