Chemical thermodynamicsChemical thermodynamics is the study of the interrelation of heat and work with chemical reactions or with physical changes of state within the confines of the laws of thermodynamics. Chemical thermodynamics involves not only laboratory measurements of various thermodynamic properties, but also the application of mathematical methods to the study of chemical questions and the spontaneity of processes. The structure of chemical thermodynamics is based on the first two laws of thermodynamics.
Pile électriqueUne pile électrique, couramment dénommée « pile », est un dispositif électrochimique qui produit de l'électricité en convertissant de l'énergie chimique en énergie électrique grâce à une réaction d'oxydoréduction. Ce système électrochimique a été inventé par le scientifique italien Alessandro Volta en empilant des couches de deux métaux séparées par des feutres imbibés d'acide. Le Bureau international des poids et mesures choisit de nommer l'unité de potentiel électrique le volt, en référence à Volta.
Système thermodynamiqueEn thermodynamique classique, un système thermodynamique est une portion de l'Univers que l'on isole par la pensée du reste de l'Univers, ce dernier constituant alors le milieu extérieur. Le système thermodynamique n'est pas forcément défini par une frontière matérielle, ni nécessairement connexe. Les gouttes de liquide dans un brouillard, par exemple, définissent un système thermodynamique. Le milieu extérieur considéré est constitué par la portion d'Univers en interaction avec le système étudié.
Enthalpie libreL’enthalpie libre, appelée aussi énergie libre de Gibbs ou simplement énergie de Gibbs, est une fonction d'état extensive introduite par Willard Gibbs, et généralement notée G. Le changement d'enthalpie libre correspond au travail maximal qui peut être extrait d'un système fermé à température et pression fixes, hors le travail dû à la variation de volume. L'enthalpie libre est reliée à l'enthalpie par la formule (où désigne la température et l'entropie), à l'énergie libre par la relation (où désigne la pression et le volume) et à l'énergie interne par la relation .
Énergie chimiqueL'énergie chimique est le potentiel pour une substance chimique à subir une réaction chimique pour se transformer en d'autres substances. Les piles, les aliments et les combustibles fossiles sont des exemples de supports de stockage de l'énergie chimique. La rupture ou la création de liaisons chimiques implique de l'énergie, qui peut être absorbée ou dégagée par un système chimique (sous forme de chaleur ou d'énergie électrique par exemple).
Lithium polymer batteryA lithium polymer battery, or more correctly lithium-ion polymer battery (abbreviated as LiPo, LIP, Li-poly, lithium-poly and others), is a rechargeable battery of lithium-ion technology using a polymer electrolyte instead of a liquid electrolyte. High conductivity semisolid (gel) polymers form this electrolyte. These batteries provide higher specific energy than other lithium battery types and are used in applications where weight is a critical feature, such as mobile devices, radio-controlled aircraft and some electric vehicles.
Potentiel chimiqueEn thermodynamique, le potentiel chimique d'une espèce chimique correspond à la variation d'énergie d'un système thermodynamique due à la variation de la quantité (nombre de moles) de cette espèce dans ce système. Étroitement lié au deuxième principe de la thermodynamique, le potentiel chimique permet d'étudier la stabilité des espèces chimiques et leur tendance à changer d'état, à réagir chimiquement ou à migrer par diffusion. La fugacité et l'activité chimique, définies à partir du potentiel chimique, sont plus faciles à manipuler que celui-ci.
Accumulateur lithium-soufreUn accumulateur lithium-soufre, batterie lithium-soufre ou batterie Li-S, est un type d'accumulateur lithium. Son intérêt principal est sa densité énergétique importante en raison de la faible masse atomique du lithium, de la masse modérée de l'octa-soufre et de sa capacité à échanger jusqu'à 16 électrons. Le soufre est de plus un matériau bon marché et abondant naturellement contrairement au cobalt, utilisé dans les batteries lithium-ion dites "classiques".
Accumulateur lithium-ionvignette|Une batterie d'accumulateurs lithium-ion Varta au Museum Autovision au Bade-Wurtemberg (Allemagne). vignette|Une batterie de petite taille pour appareil portable. Une batterie lithium-ion, ou accumulateur lithium-ion, est un type d'accumulateur lithium. Ses principaux avantages sont une énergie massique élevée (deux à cinq fois plus que le nickel-hydrure métallique par exemple) ainsi que l'absence d'effet mémoire. Enfin, l'auto-décharge est relativement faible par rapport à d'autres accumulateurs.
Température inverseLa température inverse, notée β et parfois dite bêta thermodynamique, est une grandeur physique utilisée en physique statistique. Elle est reliée à la température T d'un système par β = 1/(kT), où k est la constante de Boltzmann. Son unité est le J. On considère un système composé deux sous-systèmes, d'énergies E_1 et E_2. Le nombre de micro-états du système peut s'écrire en fonction de ceux des sous-systèmes : Cette relation est caractéristique de la fonction exponentielle et pousse à poser où β est à relier à la température du système lorsqu'il est à l'équilibre thermodynamique.
Température thermodynamiqueLa température thermodynamique est une formalisation de la notion expérimentale de température et constitue l’une des grandeurs principales de la thermodynamique. Elle est intrinsèquement liée à l'entropie. Usuellement notée , la température thermodynamique se mesure en kelvins (symbole K). Encore souvent qualifiée de « température absolue », elle constitue une mesure absolue parce qu’elle traduit directement le phénomène physique fondamental qui la sous-tend : l’agitation des constituant la matière (translation, vibration, rotation, niveaux d'énergie électronique).
Work (thermodynamics)Thermodynamic work is one of the principal processes by which a thermodynamic system can interact with its surroundings and exchange energy. This exchange results in externally measurable macroscopic forces on the system's surroundings, which can cause mechanical work, to lift a weight, for example, or cause changes in electromagnetic, or gravitational variables. The surroundings also can perform work on a thermodynamic system, which is measured by an opposite sign convention.
Lithium metal batteryLithium metal batteries are primary batteries that have metallic lithium as an anode. These types of batteries are also referred to as lithium-metal batteries after lithium-ion batteries had been invented. Most lithium metal batteries are non-rechargeable. However, rechargeable lithium metal batteries are also under development. Since 2007, Dangerous Goods Regulations differentiate between lithium metal batteries (UN 3090) and lithium-ion batteries (UN 3480). They stand apart from other batteries in their high charge density and high cost per unit.
Thermodynamic free energyIn thermodynamics, the thermodynamic free energy is one of the state functions of a thermodynamic system (the others being internal energy, enthalpy, entropy, etc.). The change in the free energy is the maximum amount of work that the system can perform in a process at constant temperature, and its sign indicates whether the process is thermodynamically favorable or forbidden. Since free energy usually contains potential energy, it is not absolute but depends on the choice of a zero point.
Pile à combustibleUne pile à combustible est un générateur électrochimique produisant une tension électrique grâce à l'oxydation sur une électrode d'un combustible réducteur (par exemple le dihydrogène) couplée à la réduction sur l'autre électrode d'un oxydant, tel que l'oxygène de l'air. Elle est distincte de la pile électrique, qui fonctionne également par réaction d'oxydoréduction, mais qui est constituée d'empilements de métaux. vignette|Pile à combustible de la NASA au méthanol.
Accumulateur lithium-airUn accumulateur lithium-air, aussi appelé accumulateur lithium-oxygène, est un type d'accumulateur lithium. La particularité de cette technique est qu'elle utilise l'oxygène contenu dans l'air de l'atmosphère pour fonctionner, ce qui a pour avantage d'alléger le poids de l'accumulateur ainsi que son encombrement. Conçues dès les années 1970 pour les véhicules, elles ont rencontré un regain d'intérêt dans les années 2000, grâce à des progrès techniques et un besoin croissant de stockage de l'électricité, notamment dans les véhicules et l'informatique embarquée.
Énergie libreEn thermodynamique, l'énergie libre, appelée aussi énergie libre de Helmholtz ou simplement énergie de Helmholtz, est une fonction d'état extensive dont la variation permet d'obtenir le travail utile susceptible d'être fourni par un système thermodynamique fermé, à température constante, au cours d'une transformation réversible. En français on la représente généralement par ; en anglais on l'appelle énergie libre de Helmholtz et on la représente généralement par .
Zinc–carbon batteryA zinc–carbon battery (or carbon zinc battery in U.S. English) is a dry cell primary battery that provides direct electric current from the electrochemical reaction between zinc (Zn) and manganese dioxide (MnO2) in the presence of an ammonium chloride (NH4Cl) electrolyte. It produces a voltage of about 1.5 volts between the zinc anode, which is typically constructed as a cylindrical container for the battery cell, and a carbon rod surrounded by a compound with a higher Standard electrode potential (positive polarity), known as the cathode, that collects the current from the manganese dioxide electrode.
Cellule primairevignette| Une gamme de piles (cellules primaires) de tailles standard. De gauche à droite : pile multicellulaire « plate » de type 3LR12 ; piles « bâton » de dénominations commerciales D, C, AA, AAA, AAAA ; pile « bâton » A23 ; pile multicellulaire 6LR61 ; piles « bouton » LR44 (haut) et CR2032 (bas). Une cellule primaire (terme américain, en France on utilise le terme pile) est une pile électrique (une cellule galvanique) conçue pour être utilisée une seule fois puis jetée, et non pour être rechargée en électricité puis réutilisée comme l'est une cellule secondaire (batterie rechargeable).
Reversible process (thermodynamics)In thermodynamics, a reversible process is a process, involving a system and its surroundings, whose direction can be reversed by infinitesimal changes in some properties of the surroundings, such as pressure or temperature. Throughout an entire reversible process, the system is in thermodynamic equilibrium, both physical and chemical, and nearly in pressure and temperature equilibrium with its surroundings. This prevents unbalanced forces and acceleration of moving system boundaries, which in turn avoids friction and other dissipation.
