A linear nonequilibrium thermodynamics approach to optimization of thermoelectric devices

Improvement of thermoelectric systems in terms of performance and range of applications relies on progress in materials science and optimization of device operation. In this chapter, we focuse on optimization by taking into account the interaction of the system with its environment. For this purpose, we consider the illustrative case of a thermoelectric generator coupled to two temperature baths via heat exchangers characterized by a thermal resistance, and we analyze its working conditions. Our main message is that both electrical and thermal impedance matching conditions must be met for optimal device performance. Our analysis is fundamentally based on linear nonequilibrium thermodynamics using the force-flux formalism. An outlook on mesoscopic systems is also given.Comment: Chapter 14 in "Thermoelectric Nanomaterials", Editors Kunihito Koumoto and Takao Mori, Springer Series in Materials Science Volume 182 (2013

A new approach for the limit to tree height using a liquid nanolayer model

Liquids in contact with solids are submitted to intermolecular forces inferring density gradients at the walls. The van der Waals forces make liquid heterogeneous, the stress tensor is not any more spherical as in homogeneous bulks and it is possible to obtain stable thin liquid films wetting vertical walls up to altitudes that incompressible fluid models are not forecasting. Application to micro tubes of xylem enables to understand why the ascent of sap is possible for very high trees like sequoias or giant eucalyptus.Comment: In the conclusion is a complementary comment to the Continuum Mechanics and Thermodynamics paper. 21 pages, 4 figures. Continuum Mechanics and Thermodynamics 20, 5 (2008) to appea

Information storing by biomagnetites

Since the discovery of the presence of biogenic magnetites in living organisms, there have been speculations on the role that these biomagnetites play in cellular processes. It seems that the formation of biomagnetite crystals is a universal phenomenon and not an exception in living cells. Many experimental facts show that features of organic and inorganic processes could be indistinguishable at nanoscale levels. Living cells are quantum "devices" rather than simple electronic devices utilizing only the charge of conduction electrons. In our opinion, due to their unusual biophysical properties, special biomagnetites must have a biological function in living cells in general and in the brain in particular. In this paper we advance a hypothesis that while biomagnetites are developed jointly with organic molecules and cellular electromagnetic fields in cells, they can record information about the Earth's magnetic vector potential of the entire flight in migratory birds.Comment: 17 pages, 3 figure

Vocationalism varies (a lot): a 12-country multivariate analysis of participation in formal adult learning

To encourage adult participation in education and training, contemporary policy makers typically encourage education and training provision to have a strongly vocational (employment-related) character, while also stressing individuals’ responsibility for developing their own learning. Adults’ motivation to learn is not, however, purely vocational—it varies substantially, not only between individuals but between populations. This article uses regression analysis to explain motivation among 12,000 learners in formal education and training in 12 European countries. Although vocational motivation is influenced by individual-level characteristics (such as age, gender, education, occupation), it turns out that the country in which the participation takes place is a far stronger explanatory variable. For example, although men’s vocational motivation to participate is higher than women’s in all countries, Eastern European women have significantly higher levels of vocational motivation than men in Western Europe. This supports other research which suggests that, despite globalization, national institutional structures (social, economic) have continuing policy significance

Sur la théorie de la diffusion de la lumière dans les fluides

Après avoir montré comment les théories moléculaires de la diffusion de la lumière se raccordent avec les théories du type Einstein, ce travail établit la possibilité de tenir compte de l'influence des actions réciproques des molécules sur leurs distances respectives, et par conséquent sur la quantité de lumière diffusée par un ensemble de telles molécules, le tout à l'aide d'une loi de force particulière, dont les résultats numériques sont d'ailleurs à peu près indépendants. Ces derniers peuvent se résumer comme suit : soit θ la température réduite et v, le volume réduit du fluide considéré; toute formule donnant l'intensité diffusée par ce fluide en supposant plus ou moins explicitement les molécules réparties au hasard doit, pour tenir compte des forces intermoléculaires être multipliée par l'expression : 1 + (9Hθ)/8v, Hθ ayant les valeurs numériques suivantes dans le cas d'un gaz, même très coinprimé, mais non dans Je cas d'un liquide : [FORMULE]. Les vérifications numériques, faites sans introduire aucune conslante nouvelle, montrent que l'accord entre la théorie et l'expérience est complètement rétabli

Analyse des orientations moléculaires de molécules à moment permanent dans un champ alternatif. Application à la dispersion de la constante diélectrique et à l'effet Kerr

On obtient la fonction de distribution des orientations moléculaires de molécules à moment permanent dans un champ alternatif, cette fonction est donnée jusqu'à des quantités de l'ordre de μ², négligeant les termes en μ³ et au delà. 0n en tire. une théorie de la dispersion dans le domaine Hertzien, et une théorie de l'effet Kerr dans des champs électriques alternatifs

Equations hydrodynamiques avec termes capillaires. Théorie de la tension superficielle

Dans ce travail, on analyse d'une façon aussi complète que possible l'équilibre et le mouvement d'un fluide constitué par les molécules de la théorie cinétique des gaz douées de forces d'attraction mutuelles. On montre que si la densité n'est pas répartie de façon uniforme, il existe un système de pressions et tensions dépendant des dérivées secondes d'espace de la densité, et dont on doit tenir compte en écrivant les équations hydrodynamiques du mouvement. Ces tensions représentent au fond les effets de capillarité. Si en effet on étudie l'équilibre d'un fluide au repos, on peut former une quantité H qui n'est autre que la tension superficielle et qui vaut [FORMULE] (Voir le texte pour la signification des symboles). On démontre en passant sans faire appel à la thermodynamique le théorème de lord Kelvin sur la compensation des aires comprises entre la droite horizontale d'équilibre et l'isotherme théorique (sur la figure des isothermes) dans la région liquide vapeur. Une approximation simple, combinée avec une équation d'état adéquate, donne alors une formule numérique pour H qui est en très bon accord avec l'éxpérience, et qui justifie la forme empirique de la relation de Ramsay et Shields. Près du point critique, on donne une expression rigoureuse pour H et pour la loi de variation de densité dans la couche capillaire. Enfin on énonce une loi d'états correspondants : pour tous les corps doués du même genre de force intermoléculaire, le quotient de H par la pression critique et par le diamètre de la molécule est une fonction unique du rapport T/Tc. Tous ces résultats sont obtenus sans aucune hypothèse nouvelle, à l'aide des mêmes notions qui permettent le calcul de l'équation d'état, ou du coefficient de viscosité

Note sur l'hypothèse d'agrégation moléculaire

Après un rappel bref des résultats auxquels l'hypothèse d'agrégation conduit dans la théorie de l'équation d'état, résultats que nous améliorons un peu en modifiant l'expression RT/(v-b) due à Van der Waals, nous exposons qualitativement les explications proposées récemment au sujet de la nature des forces de cohésion de Van der Waals Nous signalons que l'hypothèse d'agrégation met en jeu un mécanisme d'attraction tout différent des précédents, dus à Debye, Jeans, Keesom. La théorie de la viscosité d'un gaz, faite dans l'hypothèse d'agrégation, nous conduit à la formule η = α √T(1 - 0,31(be^(cTc/T)/V) que l'expérience ne confirme pas. L'hypothèse des forces de cohésion générales a conduit, au contraire, à des résultats très satisfaisants, même en ce qui concerne la variation des avec la pression. comme nous l'avons montré dans un travail antérieur