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Séance de cours

Équations classiques et lois de conservation

Dans cours

ME-469: Nano-scale heat transfer

In this course we study heat transfer (and energy conversion) from a microscopic perspective. First we focus on understanding why classical laws (i.e. Fourier Law) are what they are and what are their limits of validity. Next we discuss emerging opportunit ...

Description

Cette séance de cours couvre la dérivation des équations classiques, y compris les équations de Newton du mouvement et le temps dépendant Schrodinger équation, pour calculer le comportement des particules dans divers systèmes. Il discute également des équations de conservation pour les gaz dilués, les électrons, les phonons et les équations hydrodynamiques. La présentation explore les concepts des ensembles, des fonctions de partition et des distributions Fermi-Dirac et Bose-Einstein, fournissant un aperçu du comportement des particules dans différents états quantiques.

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Enseignant·e

Giulia Tagliabue

Dr. Giulia Tagliabue is an Assistant Professor at the Institute of Mechanical Engineering (IGM). She obtained her B.S. and M.S degrees cum laude in Mechanical Engineering from the University of Udine in Italy. Concurrently she also obtained the diploma from the Scuola Normale Superiore of Udine. In 2015 she obtained her PhD in Mechanical Engineering from ETH Zurich with a thesis on nanophotonic design for light-to-heat and light-to-charge conversion devices. In 2015 Dr. Tagliabue was awarded the Early Mobility Fellowship from the Swiss National Science Foundation and moved to Caltech as a PostDoctoral fellow. In 2017, thanks to the award of an Advanced Mobility Fellowship, she prolonged her stay at Caltech. Here, in collaboration with the Joint Center for Artificial Photosynthesis (JCAP) she investigated coupled light, heat and charge transfer processes in nanophotonic structures and low-dimensional materials for photoelectrochemical and photovoltaic sustainable energy conversion.

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Mécanique (science): Mécanique newtonienne

Thermodynamique: Statistical mechanics

Concepts associés (32)

Équation du mouvement

L'équation du mouvement est une équation mathématique décrivant le mouvement d'un objet physique. En général, l'équation du mouvement comprend l'accélération de l’objet en fonction de sa position, de sa vitesse, de sa masse et de toutes variables affectant l'une de celles-ci. Cette équation est surtout utilisée en mécanique classique et est normalement représentée sous la forme de coordonnées sphériques, coordonnées cylindriques ou coordonnées cartésiennes et respecte les lois du mouvement de Newton.

Loi de conservation

vignette|redresse|Emmy Noether est une mathématicienne allemande dont le théorème explique le lien fondamental entre la symétrie et les lois de conservation. En physique, une loi de conservation exprime qu'une propriété mesurable particulière d'un système physique reste constante au cours de l'évolution de ce système.

État quantique

L'état d'un système physique décrit tous les aspects de ce système, dans le but de prévoir les résultats des expériences que l'on peut réaliser. Le fait que la mécanique quantique soit non déterministe entraîne une différence fondamentale par rapport à la description faite en mécanique classique : alors qu'en physique classique, l'état du système détermine de manière absolue les résultats de mesure des grandeurs physiques, une telle chose est impossible en physique quantique et la connaissance de l'état permet seulement de prévoir, de façon toutefois parfaitement reproductible, les probabilités respectives des différents résultats qui peuvent être obtenus à la suite de la réduction du paquet d'onde lors de la mesure d'un système quantique.

Niveau de Fermi

Le niveau de Fermi est une caractéristique propre à un système qui traduit la répartition des électrons dans ce système en fonction de la température. La notion de niveau de Fermi est utilisée en physique et en électronique, notamment dans le cadre du développement des composants semi-conducteurs. Concrètement, le niveau de Fermi est une fonction de la température mais il peut être considéré, en première approximation, comme une constante, laquelle équivaudrait alors au niveau de plus haute énergie occupé par les électrons du système à la température de .

Conservation de la masse

La conservation de la masse (ou de Lavoisier) est une loi fondamentale de la chimie et de la physique. Elle indique non seulement qu'au cours de toute expérience, y compris si elle implique une transformation chimique, la masse se conserve, mais aussi que le nombre d'éléments de chaque espèce chimique se conserve (cette loi ne s'applique pas à l'échelle nucléaire : voir défaut de masse). Comme toute loi de conservation elle s'exprime par une équation de conservation.

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Séances de cours associées (47)

Matrice à l'opérateur de densité

Explique la transformation d'une matrice à l'opérateur de densité en physique quantique.

Opérateur de densité: Matrice à l'état du système

Explore la transformation matricielle de l'opérateur de densité en physique quantique et les implications de la mesure du système, conduisant à l'effondrement de l'état.

Fluides astrophysiques et plasmas

Explore la composition du cosmos, la dynamique des fluides et des plasmas, et les équations de conservation.

Bases homogènes de la catalyse

Introduit les bases de la catalyse homogène, en se concentrant sur les mécanismes de réaction et la conception du catalyseur.

Introduction à la convection libre : Gouverner les équations Connectez-vous à Mediaspace pour regarder cette vidéo

Explore la convection libre, les équations de la couche limite d'écoulement laminaire et les principes de transfert de chaleur.

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Équation du mouvement

Loi de conservation

État quantique

Niveau de Fermi

Conservation de la masse

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