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/ Robert FIELD, EDF
/ 03-01-2007
/ Canal-U - OAI Archive
GENTILE Dominique, PETURAUD Pierre
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Mot(s) clés libre(s) : boil a liquid, coalescence of bubbles, cooling, crisis boiling water, curve Nukiyama, heat transfer, industrial plant, nucleation, vaporization
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Les Fondamentaux de la Cristallisation et de la Précipitation
/ Groupe des Ecoles des Mines, Ecole des Mines d'Albi, Ecole des Mines de Saint-Etienne, Ecole des Mines de Paris
/ 01-01-2009
/
Espitalier Fabienne, David René, Schwartzentruber Jacques, Baillon Fabien, Gaunand Alain, Cournil Michel, Gruy Frédéric, Cameirão Ana, Lescure Bernard
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La cristallisation conduit à de la matière cristallisée, sur des domaines d'étendue très variable, de quelques nanomètres à plusieurs centimètres. Elle est provoquée par la sursaturation, générée physiquement (évaporation du solvant, modification de la température, addition d'un non-solvant), ou par réactions chimiques (déplacements d'équilibres ou activation de cinétiques). Ses processus principaux sont la nucléation, et la croissance. L'agglomération intervient, éventuellement, entre cristaux déjà développés.
Au sens de la thermodynamique, on pourrait dire que la cristallisation de la matière est une transformation liquide-solide : elle correspond à une augmentation d'entropie et conduit ainsi à un milieu plus ordonné dans le cas de solide cristallin.
Pour faciliter la compréhension et l'appréhension par les élèves de concepts qui peuvent de prime abord sembler abstraits et ardus, et éviter les fausses compréhensions, il est indispensable d'illustrer autant que possible le cours par des animations et des exercices simples.
Structure du cours :
1. Introduction
2. Équilibre Liquide-Solide
3. Nucléation
4. Croissance Cristalline
5. Bilan de population
6. Hydrodynamique des suspensions
7. Agglomération Mot(s) clés libre(s) : cristal, sursaturation, nucléation, croissance cristalline, agglomération, bilan de population, thermodynamique, équilibre entre phase liquide-solide, bilan d'énergie, bilan de matière, cristallisation, précipitation
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MOOC Thermodynamique Expérimentale
/ MINES ParisTech, UNIT
/ 06-04-2020
/
COQUELET Christophe, EL AHMAR Elise
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Au cours de ce MOOC, nous aborderons les diagrammes de phases des corps purs et des mélanges. Vous apprendrez qu’il existe plusieurs méthodes et techniques permettant de mesurer les propriétés thermophysiques (telles que : équilibre entre phases, masse volumique, enthalpie). Nous verrons ensuite quels sont les critères déterminants pour choisir la technique la plus appropriée à partir d’exemples concrets. Nous en déduirons ainsi les diagrammes de phases qui sont une aide précieuse au dimensionnement et à l’optimisation des procédés ou des systèmes énergétiques. Nous aborderons aussi les notions d’étalonnage et d’incertitude. Nous ferons ensemble deux travaux pratiques au cours desquels nous mesurerons, les propriétés d’équilibre liquide-vapeur d’un système binaire pentane- dioxyde de carbone ainsi que le point de bulle du propane. Vous apprendrez enfin à traiter les données provenant des mesures et vous aurez quelques notions sur la modélisation des propriétés thermophysiques. Mot(s) clés libre(s) : thermodynamique expérimentale, diagrammes de phases, propriétés thermophysiques, équilibre entre phases,, masse volumique, modélisation des systèmes énergétiques, optimisation des procédés, système énergétique, équilibre liquide-vapeur, point de bulle du propane
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Tension superficielle (épisode 2) : Loi de Laplace et Loi de Jurin
/ École Normale Supérieure de Lyon, UNISCIEL, Culture Sciences Physique
/ 01-07-2016
/ Canal-u.fr
Chareyron Delphine, GRANIER Olivier, TABERLET Nicolas
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Une vidéo de 9 mn 40 qui permet de mettre en évidence la loi de Laplace et la loi de Jurin. Mot(s) clés libre(s) : liquide, bulle, goutte, capilarité, laplace
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Tension superficielle (épisode 1) : interprétation microscopique et caractérisation
/ École Normale Supérieure de Lyon, UNISCIEL, Culture Sciences Physique
/ 01-07-2016
/ Canal-u.fr
Chareyron Delphine, GRANIER Olivier, TABERLET Nicolas
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Une vidéo de 11 mn 39 qui permet de mettre en évidence les forces de tension de surface entre un liquide et l'air. Mot(s) clés libre(s) : liquide, bulle, goutte, capilarité, coefficient de tension superficielle, tensioactif
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L'eau : un liquide ordinaire ou extraordinaire
/ UTLS - la suite
/ 15-07-2005
/ Canal-U - OAI Archive
CABANE Bernard
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L'eau est un liquide dont les propriétés sont tout à fait surprenantes, à la fois comme liquide pur et comme solvant. C'est un liquide très cohésif : ses températures de cristallisation et d'ébullition sont très élevées pour un liquide qui n'est ni ionique, ni métallique, et dont la masse molaire est faible. Cette cohésion est assurée par les liaisons hydrogène entre molécules d'eau ; l'eau fait ainsi partie d'un petit groupe de liquides qu'on appelle liquides associés. Cependant, parmi ces liquides, la cohésion de l'eau est remarquable, et elle se traduit par une chaleur spécifique énorme. Cette résistance aux variations de température a des conséquences climatiques importantes, puisque la capacité calorifique des océans leur fait jouer le rôle de régulateurs thermiques du climat. L'eau est aussi un liquide très cohésif d'un point de vue diélectrique : sa constante diélectrique est bien plus élevée que celle qu'on attendrait sur la base de la valeur du moment dipolaire de la molécule isolée. C'est aussi, dans les conditions usuelles de température et de pression, un liquide peu dense : les atomes y occupent moins de la moitié du volume total ; une grande partie du volume de l'eau liquide est donc formée de cavités. Le volume occupé par ces cavités varie de manière tout à fait anormale à basse température. D'abord, l'eau se dilate quand on la refroidit en dessous d'une température appelée température du maximum de densité. Ensuite, l'eau se dilate encore de 9 % en cristallisant, contrairement à la plupart des liquides, qui se contractent d'environ 10 % en cristallisant. Cette augmentation de volume, qui fait flotter la glace sur l'eau, a des conséquences environnementales considérables : si la glace était plus dense que l'eau liquide, toute la glace formée dans les régions arctiques coulerait au fond des océans au lieu de former une banquise qui les isole thermiquement des températures extérieures, et la production de glace continuerait jusqu'à congélation complète de ces océans Pour presque tous les liquides, l'application d'une pression réduit la fluidité et favorise le solide par rapport au liquide. Au contraire, pour l'eau à basse température, l'application d'une pression accroît la fluidité et favorise le liquide par rapport à la glace. Cet effet anormal de la pression permet à l'eau de rester fluide lorqu'elle est confinée dans des pores ou des films nanométriques, contrairement aux autres liquides qui se solidifient sous l'effet des pressions de confinement. Cette persistance de l'état fluide est capitale pour le fonctionnement des cellules biologiques : en effet, de nombreux processus requièrent le déplacement de couches d'hydratation avant le contact entre macromolécules, ou avant le passage d'un ligand vers son récepteur. De même le passage des ions à travers les canaux qui traversent les membranes des cellules n'est possible que grâce à l'état fluide de l'eau confinée dans ces canaux. Les théories anciennes attribuaient toutes ces anomalies au fait que les molécules d'eau sont liées par des liaisons H. En ce sens, l'eau devrait avoir des propriétés « en ligne » avec celles d'autres liquides associés (éthanol, glycols, amides). Pour les propriétés de cohésion, c'est une bonne hypothèse de départ bien que les propriétés de l'eau (densité d'énergie cohésive, constante diélectrique) soient supérieures à celles des liquides comparables. Pour les autres propriétés, cette hypothèse n'est pas suffisante : les autres liquides associés ne partagent pas les propriétés volumiques anormales de l'eau, ni son polymorphisme, ni son comportement comme solvant. Certains liquides ont un comportement qui ressemble à celui de l'eau pour une de ses propriétés : par exemple, on connaît quelques liquides qui se dilatent à basse température, ou en cristallisant. Nous découvrirons peut-être un jour que chacune des propriétés anormales de l'eau existe aussi dans un autre liquide. Cependant il est remarquable qu'un seul liquide rassemble autant d'anomalies. Il y a donc un besoin d'explication, auquel ne répondent pas les théories développées pour les liquides simples. Mot(s) clés libre(s) : cohésion, constante diélectrique, dissolution, eau, écoulement, fluidité, liaison hydrogène, permittivité, physique des liquides, solvant
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L'eau : un liquide ordinaire ou extraordinaire
/ UTLS - la suite
/ 15-07-2005
/ Canal-u.fr
CABANE Bernard
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L'eau est un liquide dont les propriétés sont tout à fait surprenantes, à la fois comme liquide pur et comme solvant. C'est un liquide très cohésif : ses températures de cristallisation et d'ébullition sont très élevées pour un liquide qui n'est ni ionique, ni métallique, et dont la masse molaire est faible. Cette cohésion est assurée par les liaisons hydrogène entre molécules d'eau ; l'eau fait ainsi partie d'un petit groupe de liquides qu'on appelle liquides associés. Cependant, parmi ces liquides, la cohésion de l'eau est remarquable, et elle se traduit par une chaleur spécifique énorme. Cette résistance aux variations de température a des conséquences climatiques importantes, puisque la capacité calorifique des océans leur fait jouer le rôle de régulateurs thermiques du climat. L'eau est aussi un liquide très cohésif d'un point de vue diélectrique : sa constante diélectrique est bien plus élevée que celle qu'on attendrait sur la base de la valeur du moment dipolaire de la molécule isolée. C'est aussi, dans les conditions usuelles de température et de pression, un liquide peu dense : les atomes y occupent moins de la moitié du volume total ; une grande partie du volume de l'eau liquide est donc formée de cavités. Le volume occupé par ces cavités varie de manière tout à fait anormale à basse température. D'abord, l'eau se dilate quand on la refroidit en dessous d'une température appelée température du maximum de densité. Ensuite, l'eau se dilate encore de 9 % en cristallisant, contrairement à la plupart des liquides, qui se contractent d'environ 10 % en cristallisant. Cette augmentation de volume, qui fait flotter la glace sur l'eau, a des conséquences environnementales considérables : si la glace était plus dense que l'eau liquide, toute la glace formée dans les régions arctiques coulerait au fond des océans au lieu de former une banquise qui les isole thermiquement des températures extérieures, et la production de glace continuerait jusqu'à congélation complète de ces océans Pour presque tous les liquides, l'application d'une pression réduit la fluidité et favorise le solide par rapport au liquide. Au contraire, pour l'eau à basse température, l'application d'une pression accroît la fluidité et favorise le liquide par rapport à la glace. Cet effet anormal de la pression permet à l'eau de rester fluide lorqu'elle est confinée dans des pores ou des films nanométriques, contrairement aux autres liquides qui se solidifient sous l'effet des pressions de confinement. Cette persistance de l'état fluide est capitale pour le fonctionnement des cellules biologiques : en effet, de nombreux processus requièrent le déplacement de couches d'hydratation avant le contact entre macromolécules, ou avant le passage d'un ligand vers son récepteur. De même le passage des ions à travers les canaux qui traversent les membranes des cellules n'est possible que grâce à l'état fluide de l'eau confinée dans ces canaux. Les théories anciennes attribuaient toutes ces anomalies au fait que les molécules d'eau sont liées par des liaisons H. En ce sens, l'eau devrait avoir des propriétés « en ligne » avec celles d'autres liquides associés (éthanol, glycols, amides). Pour les propriétés de cohésion, c'est une bonne hypothèse de départ bien que les propriétés de l'eau (densité d'énergie cohésive, constante diélectrique) soient supérieures à celles des liquides comparables. Pour les autres propriétés, cette hypothèse n'est pas suffisante : les autres liquides associés ne partagent pas les propriétés volumiques anormales de l'eau, ni son polymorphisme, ni son comportement comme solvant. Certains liquides ont un comportement qui ressemble à celui de l'eau pour une de ses propriétés : par exemple, on connaît quelques liquides qui se dilatent à basse température, ou en cristallisant. Nous découvrirons peut-être un jour que chacune des propriétés anormales de l'eau existe aussi dans un autre liquide. Cependant il est remarquable qu'un seul liquide rassemble autant d'anomalies. Il y a donc un besoin d'explication, auquel ne répondent pas les théories développées pour les liquides simples. Mot(s) clés libre(s) : écoulement, physique des liquides, permittivité, liaison hydrogène, fluidité, dissolution, constante diélectrique, cohésion, eau, solvant
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Faire tourner la lumière avec des cristaux liquides
/ Université de Bordeaux - Service Audiovisuel et Multimédia
/ 15-01-2016
/ Canal-u.fr
BRASSELET Etienne
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Etienne Brasselet est chercheur au CNRS, responsable de
l’équipe Singular du laboratoire Ondes et Matière d’Aquitaine (LOMA). Il étudie
les interactions de la lumière avec des matériaux tels que les cristaux
liquides. Ce qui l’intéresse, ce sont les défauts des cristaux liquides dont il
va faire des qualités. En effet, lorsque la lumière passe au travers de tels cristaux
« défectueux », un défaut de
lumière appelé vortex optique va être généré. Et lorsque l’on sait que les
vortex optiques peuvent être utilisés pour les systèmes de communication
optique ou d’imagerie avancée, on comprend mieux tout l’enjeu de ce
retournement technologique…
Etienne Brasselet est Chercheur au CNRS, et développe ses recherches dans l'équipe SINGULAR du Laboratoire Ondes et Matière d'Aquitaine
Site du LOMA
Ce document a été réalisé dans la cadre de « Physique
des objets du quotidien », un MOOC coordonné par Ulysse Delabre, Maître de Conférences
en physique à l'Université de Bordeaux, et développé par la Mission d’Appui à
la Pédagogie et à l’Innovation (MAPI) de l'Université de Bordeaux Mot(s) clés libre(s) : cristaux liquides, vortex optique, physique
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La physique du vin et des autres liquides du quotidien
/ Université de Bordeaux - Service Audiovisuel et Multimédia
/ 03-05-2016
/ Canal-u.fr
BOUZDINE (BUZDIN) Alexandre
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Alexandre Bouzdine, théoricien de la matière condensée, se transforme le temps d'une conférence expérimentale en praticien de la physique des liquides.
Où l'on apprendra (et l'on verra...) que le vin verse des larmes lorsqu'il perd son alcool, qu'il peut être "collé" au blanc d'oeuf (ce qui a donné naissance au fameux canelé de Bordeaux), qu'un morceau de chocolat fait le yoyo dans une flûte de champagne, et que quelques gouttes de liquide vaisselle versées dans un verre de pastis provoque une étrange réaction... sans oublier le cultissime mélange menthos-coca !
En suivant cette conférence, vous pourrez voir le résultat et comprendre le phénomène, mais sutout, vous ne boirez plus jamais comme avant...
Cette conférence a été donnée dans la cadre de « Physique
des objets du quotidien », un MOOC coordonné par Ulysse Delabre, Maître de Conférences en physique à l'Université de Bordeaux, et développé par la Mission d’Appui à la
Pédagogie et à l’Innovation (MAPI) de l'Université de Bordeaux Mot(s) clés libre(s) : liquides, physique, boissons alcoolisées, coca
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Les cristaux liquides discotiques (1979)
/ Yves BOULIGAND, Olivier RECHOU, Institut de Cinématographie Scientifique
/ 03-01-1979
/ Canal-U - OAI Archive
BOULIGAND Yves, RECHOU Olivier
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Un cristal liquide a été synthétisé à partir de molécules discoïdales. Des modèles de ces molécules et de leurs arrangements mutuels sont présentés avant d'examiner ces liquides eux-mêmes au microscope polarisant. La fluidité est bien mise en évidence par des expériences de cisaillement entre lame et lamelle. Les symétries hexagonales des cristaux liquides discotiques sont illustrées par la croissance des germes en forme de flocons de neige.GénériqueAuteurs - Réalisateur : Yves BOULIGAND et Olivier RECHOU. Producteur : Institut de cinématographie scientifique Diffuseur : Institut de cinématographie scientifique (ics@cnrs-bellevue.fr) Mot(s) clés libre(s) : cristaux, discotiques, liquides
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