Capacité thermique massique

La capacité thermique massique (symbole usuel c), anciennement appelée chaleur massique ou chaleur spécifique, est la capacité thermique d'un matériau rapportée à sa masse. C'est une grandeur qui reflète la capacité d'un matériau à accumuler de l'énergie sous forme thermique, pour une masse donnée, quand sa température augmente. Une grande capacité thermique signifie qu'une grande quantité d'énergie peut être stockée, moyennant une augmentation relativement faible de la température. La capacité thermique massique s'exprime en joules par kilogramme kelvin, de symbole . C'est une grandeur intensive : elle est indépendante de la quantité de matière. La détermination des valeurs des capacités thermiques des substances relève de la calorimétrie. Caractérisation La capacité thermique massique est déterminée par la quantité d'énergie à apporter par échange thermique pour élever d'un kelvin (ou degré Celsius) la température de l'unité de masse d'une substance. C'est donc une gr

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A data-science approach to predict the heat capacity of nanoporous materials

Mehrdad Asgari, Özge Kadioglu, Seyedmohamad Moosavi, Elias Moubarak, Balázs Álmos Novotny, Daniele Ongari, Andres Adolfo Ortega Guerrero, Berend Smit

The heat capacity of a material is a fundamental property of great practical importance. For example, in a carbon capture process, the heat required to regenerate a solid sorbent is directly related to the heat capacity of the material. However, for most materials suitable for carbon capture applications, the heat capacity is not known, and thus the standard procedure is to assume the same value for all materials. In this work, we developed a machine learning approach, trained on density functional theory simulations, to accurately predict the heat capacity of these materials, that is, zeolites, metal-organic frameworks and covalent-organic frameworks. The accuracy of our prediction is confirmed with experimental data. Finally, for a temperature swing adsorption process that captures carbon from the flue gas of a coal-fired power plant, we show that for some materials, the heat requirement is reduced by as much as a factor of two using the correct heat capacity.

NATURE PORTFOLIO2022

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Canted antiferromagnetic phases in the candidate layered Weyl material EuMnSb2

Xiao Wang

EuMnSb2 is a candidate topological material which can be tuned towards a Weyl semimetal, but there are differing reports for its antiferromagnetic (AFM) phases. The coupling of bands dominated by pure Sb layers hosting topological fermions to Mn and Eu magnetic states provides a potential path to tune the topological properties. Here we present single-crystal neutron diffraction, magnetization, and heat-capacity data as well as polycrystalline 151Eu M??ssbauer data which show that three AFM phases exist as a function of temperature, and we present a detailed analysis of the magnetic structure in each phase. The Mn magnetic sublattice orders into a C-type AFM structure below TNMn = 323(1) K with the ordered Mn magnetic moment ??Mn lying perpendicular to the layers. AFM ordering of the Eu sublattice occurs below TNEu1 = 23(1) K with the ordered Eu magnetic moment ??Eu canted away from the layer normal and ??Mn retaining its higher temperature order. ??Eu is ferromagnetically aligned within each Eu layer but exhibits a complicated AFM layer stacking. Both of these higher-temperature phases are described by magnetic space group (MSG) Pn'm'a' with the chemical and magnetic unit cells having the same dimensions. Cooling below TNEu2= 9(1) K reveals a third AFM phase where ??Mn remains unchanged but ??Eu develops an additional substantial in-plane canting. This phase a' . We also find some evidence of short-range magnetic correlations associated with the Eu between 12 K ??? T ??? 30 K. Using the determined magnetic structures, we postulate the signs of nearest-neighbor intralayer and interlayer exchange constants and the magnetic anisotropy within a general Heisenberg model. We then discuss implications of the various AFM states in EuMnSb2 and their potential for tuning topological properties.

AMER PHYSICAL SOC2022

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Structural systems and rotation capacity

Université de Liège, Belgique1998

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Température

La température est une grandeur physique mesurée à l’aide d’un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant du transfe

Température thermodynamique

La 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'e

Capacité thermique

La capacité thermique (anciennement capacité calorifique) d'un corps est une grandeur qui mesure la chaleur qu'il faut lui transférer pour augmenter sa température d'un kelvin. Inversement, elle per

PHYS-420: Solid state physics IV

Solid State Physics IV provides a materials and experimental technique oriented introduction to the electronic and magnetic properties of strongly correlated electron systems. Established knowledge is complemented by current research trends, aiming to prepare the students for independent research.

MSE-101(b): Materials: from chemistry to properties

This class will teach the fundamental concepts regarding materials and their micro-structure, as well as the equilibrium and dynamics of chemical reactions. A link will be made between these concepts and the mechanical, thermal, electrical, magnetic and optical properties of materials.

PHYS-310: Solid state physics II

This course gives an introduction into Solid State Physics (crystal structure of materials, electronic and magnetic properties, thermal and electronic transport). The course material is at the level of Ashcroft & Mermin and is addressed to the 3rd year students in Physics.