Efficacité thermodynamique des piles à combustible

Une cellule solaire peut être modélisée par un circuit électrique équivalent. Le modèle le plus simple comprend une source de courant représentant le courant photogénéré ([latex]I_L[/latex]), en parallèle avec une diode représentant la jonction p-n. Un modèle plus précis ajoute une résistance parallèle shunt ([latex]R_{sh}[/latex]) pour les courants de fuite et une résistance série ([latex]R_s[/latex]) pour la résistance du contact et du matériau.

Développée en 1950 par Vitaly Ginzburg et Lev Landau, il s'agit d'une théorie phénoménologique qui décrit la supraconductivité près de la transition de phase. Elle introduit un paramètre d'ordre complexe, [latex]\Psi[/latex], pour représenter la densité des électrons supraconducteurs. La théorie décrit avec succès des effets tels que l'effet Meissner et prédit la distinction entre les supraconducteurs de type I et de type II sur la base d'un seul paramètre, [latex]\kappa[/latex].

Un condensateur à double couche électrique (EDLC), ou supercondensateur, stocke l'énergie de manière électrostatique en polarisant une solution électrolytique. Contrairement à une batterie classique, aucune réaction chimique n'intervient. Il stocke l'énergie dans la double couche électrique (double couche de Helmholtz) formée à l'interface entre une électrode à grande surface spécifique et un électrolyte. Cela permet une charge et une décharge extrêmement rapides et une très longue durée de vie.

Prévus théoriquement par Alexei Abrikosov en 1957 sur la base de la théorie de Ginzburg-Landau, les supraconducteurs de type II sont caractérisés par deux champs magnétiques critiques, [latex]H_{c1}[/latex] et [latex]H_{c2}[/latex]. Entre ces champs, ils entrent dans un état mixte ou "vortex", permettant la pénétration partielle du champ magnétique par des tubes de flux quantifiés appelés vortex d'Abrikosov. Cela leur permet de rester supraconducteurs dans des champs magnétiques beaucoup plus élevés que les supraconducteurs de type I.

Le transistor, et plus précisément le MOSFET (transistor à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur), est l'élément fondamental de l'électronique numérique moderne. Il fonctionne comme un interrupteur à commande électronique. En appliquant une tension à sa grille, le courant entre ses bornes de source et de drain peut être activé (représentant un « 1 ») ou désactivé (représentant un « 0 »), permettant ainsi la mise en œuvre de portes logiques.

Un diagramme de Pourbaix, également connu sous le nom de diagramme potentiel/pH, est un diagramme thermodynamique qui représente les phases d'équilibre stables d'un système électrochimique aqueux. Il montre graphiquement les conditions de potentiel ([latex]E_H[/latex]) et de pH dans lesquelles un métal est immunisé (thermodynamiquement stable), passivé (forme un film protecteur stable) ou sensible à la corrosion (forme des ions solubles).

Une lance thermique atteint des températures de 3 500 °C à 4 500 °C, bien supérieures à celles des torches conventionnelles. Cette chaleur intense ne fait pas que fondre le matériau cible. Le jet d'oxygène pur provoque également une oxydation rapide du matériau lui-même, le transformant ainsi en combustible. Cette action combinée de fusion et de combustion permet de découper l'acier épais, le béton et la roche.

PUREX, an acronym for Plutonium and Uranium Recovery by Extraction, is the primary industrial method for reprocessing spent nuclear fuel. It employs liquid-liquid extraction (LLE) to separate uranium and plutonium from highly radioactive fission products. The process uses a 30% solution of tributyl phosphate (TBP) in a hydrocarbon diluent to selectively extract U(VI) and Pu(IV) from a nitric acid feed.

La « tonne de TNT » est une unité d'énergie utilisée pour quantifier les dégagements d'énergie importants, notamment lors d'explosions. Elle est conventionnellement définie par accord international comme étant égale à 4,184 gigajoules (GJ). Cette valeur est basée sur la densité énergétique calculée du TNT lors de sa détonation, qui est d'environ 4 184 J/g. Elle sert de référence standard pour comparer les puissances des armes nucléaires et autres explosions.

L'inversion de population est un état, au sein d'un système d'atomes ou de molécules, où la proportion d'atomes dans un état d'énergie excité supérieur est plus élevée que dans un état d'énergie inférieur. Cet état de non-équilibre est indispensable à l'amplification de la lumière par émission stimulée. Sans elle, l'absorption serait prédominante et aucun gain net ne serait obtenu, rendant impossible l'effet laser.

Développée en 1957 par John Bardeen, Leon Cooper et Robert Schrieffer, la théorie BCS fournit une explication microscopique à la supraconductivité conventionnelle. Elle postule qu'en dessous de la température critique ([latex]T_c[/latex]), les électrons peuvent surmonter leur répulsion électrostatique et former des paires liées, appelées paires de Cooper, par le biais d'interactions avec le réseau cristallin (phonons). Ces paires se comportent comme des bosons et peuvent se condenser en un seul état quantique macroscopique.

Un résonateur optique, ou cavité optique, est un ensemble de miroirs formant une cavité à ondes stationnaires pour les ondes lumineuses. Dans un laser, il entoure le milieu amplificateur, assurant une rétroaction positive. La lumière issue de l'émission stimulée se réfléchit de part et d'autre, traversant plusieurs fois le milieu amplificateur, ce qui conduit à une amplification importante et à la formation d'un faisceau de sortie cohérent.

Le nombre de Deborah est une grandeur sans dimension en rhéologie, utilisée pour caractériser la fluidité des matériaux. Il s'agit du rapport entre le temps de relaxation, qui est une propriété intrinsèque du matériau, et l'échelle de temps caractéristique de l'expérience ou de l'observation. La formule est [latex]De = \frac{t_c}{t_p}[/latex], où [latex]t_c[/latex] est le temps de relaxation et [latex]t_p[/latex] le temps d'observation.