Cours De Thermodynamique Pdf

[Sebastian Thorndike]

Accessto lectures and assignments depends on your type of enrollment. If you take a course in audit mode, you will be able to see most course materials for free. To access graded assignments and to earn a Certificate, you will need to purchase the Certificate experience, during or after your audit. If you don't see the audit option:

The course may offer 'Full Course, No Certificate' instead. This option lets you see all course materials, submit required assessments, and get a final grade. This also means that you will not be able to purchase a Certificate experience.

When you purchase a Certificate you get access to all course materials, including graded assignments. Upon completing the course, your electronic Certificate will be added to your Accomplishments page - from there, you can print your Certificate or add it to your LinkedIn profile. If you only want to read and view the course content, you can audit the course for free.

La finalit du cours de thermodynamique de PT est l'tude des installations industrielles ... ce qui ncessite un peu de travail pralable.Dans un premier temps, les principes de la thermodynamique sont d'abord repris sous forme infinitsimale et les identits thermodynamiques introduites. Ces notions permettent notamment d'tudier la dynamique des systmes thermodynamiques et les transformations chimiques sous l'angle thermodynamique.Forts de ces outils, des applications plus avances peuvent tre abordes dans un second temps, principalement l'analyse sur des exemples concrets des cycles thermodynamiques et de leurs optimisations dans quelques systmes industriels.La conduction thermique est galement tudie l'aide de bilans msoscopiques.

Sauf mention contraire explicite, ces documents ont tous t travaills par mes soins, mais s'inspirent de faon plus ou moins directe de livres et du travail de collgues. J'autorise quiconque le souhaite placer sur son site un lien vers mes documents, mais je n'autorise personne les hberger directement. J'interdis par ailleurs toute utilisation commerciale de mon travail.

Le but du cours de Physique gnrale est de donner l'tudiant les notions de base ncessaires la comprhension des phnomnes physiques. L'objectif est atteint lorsque l'tudiant est capable de prvoir quantitativement les consquences de ces phnomnes avec des outils thoriques appropris

Approche microscopique de la thermodynamique et de ses principes. Diffrentes formes et sources d'nergie. Notion d'entropie et ses implications. Les statistiques quantiques : Boltzmann, Fermi-Dirac, Bose-Einstein et leurs applications en magntisme, physique des solides, astrophysique. Le rayonnement thermique. Les phnomnes de diffusion. Etude des changements de phase.

Bac C ou S+1 requis. Avoir suivi le cours de mcanique quantique ou quivalent.

Enoncs du second principe. Cycle de Carnot moteur et rfrigrateur. Cycles des moteurs diesel et essence. Premire dfinition de l'entropie et calcul de ses variations. Paradoxe de Gibbs. Accroissement d'entropie d'un systme isol. Evolution thermodynamique des systmes, nergie libre et enthalpie libre. Changements de phase d'un corps pur, point critique et chaleur latente. Potentiel chimique.

Ordres de grandeur des diffrentes sources d'nergie : chimique, hydrolectrique, photovoltaque, olienne. Energie nuclaire : fission, fusion. Phnomnes naturels : ruption volcanique, rayonnement solaire. Phnomnes astrophysiques : collision de trous noirs.

Le facteur de Boltezmann et l'ensemble canonique, fonction de partition. Systme deux niveaux simples, oscillateur harmonique. Paramagntisme. L'entropie dans l'ensemble canonique. Particules identiques, bosons, fermions. Rsolution du Paradoxe de Gibbs. Mcanique statistique classique, distribution de Maxwell des vitesses des molcules d'un gaz.

Gaz de Fermmi, nergie de Fermi. Densit d'tats. application aux mtaux et l'astrophysique : naines blanches, matire nuclaire, toiles neutrons. Gaz de bosons et condensation de Bose-Einstein, application la supraconductivit des mtaux et la suprafluidit de l'hlium.

Le rayonnement thermique du corps noir. La thorie de Planck. Photons et gaz de bosons. Absorption et mission d'une surface : loi de Kirchhoff. Loi de Wien et applications l'astrophysique : temprature de la surface des toiles et rayonnement fossile de l'univers. Application aux camras thermographiques.

Les deux principes de la thermodynamique et la notion de potentiel chimique seront prsents. La loi de Clapeyron et une description complte des changements de phase des corps purs seront prsentes. Pour les mlanges binaires, les diagrammes pression-composition et temprature-composition, la distillation fractionne, les azotropes et la solubilit des gaz dans les liquides seront prsents. Les vitesses de raction seront abordes en prsentant les ordres de raction et la manire de les dterminer exprimentalement. Les principaux types de ractions (autocatalytiques, parallles, conscutives et rversibles) seront dcrits en tenant compte des modles mathmatiques appropris et des constantes de vitesse relatives des ractions impliques. La dtermination des mcanismes ractionnels sera ensuite discute en introduisant l'approche de l'approximation de l'tat stationnaire. La notion d'nergie d'activation et l'effet de la temprature sur les constantes de vitesses, lies la thorie des collisions molculaires, seront prsents. Ces notions seront appliques aux ractions chimiques en phase gazeuse et en solution. Quelques modles cintiques, tels que la nuclation, la catalyse homogne et htrogne ainsi que la catalyse enzymatique seront discuts.

Ce cours de thermodynamique n'est pas conu comme un cours linaire. Chacun des chapitres traite d'un thme particulier et il n'est pas rare qu'une situation relevant de plusieurs de ces thmes figure dans plusieurs chapitres avec des approches diffrentes. Le lecteur est invit vagabonder d'un chapitre l'autre comme il le ferait entre les entres d'une encycopdie.Le chapitre E-VI, tout particulirement, est plac de faon arbitraire : il fournit des exemples quasiment tous les autres et tire ses explications de quasiment tous les autres.Aprs l'tude de la thermodynamique classique (chapitres I VII), on aborde la thermodynamique statistique (ch. VIII X). Un chapitre spcifique traite des phnomnes diffusifs (ch. XI) et un autre la thermodynamique des milieux inhomognes (ch. XII). Voici la liste des chapitres de ce livre : E-I : temprature et changes thermiques (20 p./ 0,9 Mo) : l'volution des ides, l'quivalence travail-chaleur. E-II : pression et changes nergtiques (24 p./ 0,5 Mo) : pression sur une paroi, pression au sein d'un fluide, travail et chaleur. E-III : la thermodynamique avec le seul premier principe (42 p./ 1,3 Mo) : l'essence du premier principe, son utilisation, exemples. E-IV : la thermodynamique avec les deux principes (66 p./ 0,9 Mo) : gense et formulation du second principe, machines thermiques, coefficients thermodynamiques, jacobiens. E-V : potentiels thermodynamiques, quilibres diphass (41 p./ 0,6 Mo) : potentiels thermodynamiques, nergie et enthalpie libres, fonctions caractristiques, quilibres diphass, courbes d'quilibre, chaleur latente, relation de Clapeyron, transformations d'un systme diphas, bullition, transition de seconde espce, influence de la capillarit. E-VI : gaz parfait, forces et gaz de Van der Waals (53 p./ 0,7 Mo) : pression sur une paroi ou au sein d'un gaz, approche mcanique, de l'interaction diple-diple aux forces de Van der Waals, viriel de Clausius, nergies de rotation et de vibration, tude classique du gaz de Van der Waals, point critique, quation rduite, palier de liqufaction, mlange parfait de gaz parfaits. E-VII : potentiels chimiques (43 p./ 0,7 Mo) : condition d'quilibre physique et chimique, expression des potentiels chimiques, cryoscopie et bulliomtrie, osmose, loi de Guldberg et Waage, mlange binaires diphass. E-VIII : thermodynamique statistique (40 p./ 0,6 Mo) : loi des grands nombres, modle micro-canonique, modle canonique. E-IX : thermodynamique des particules indiscernables (53 p./ 0,7 Mo) : modle grand-canonique, gaz de fermions, de bosons, de photons. E-X : diffusion de particules et phnomnes diffusifs (43 p./ 0,7 Mo) : diffusion de particules, conduction thermique et lectrique, viscosit, mouvement brownien, modlisation, quation de diffusion et quelques solutions. E-XI : thermodynamique des milieux inhomognes (30 p./ 0,4 Mo) : linarit entre densits de flux et gradients, relations de rciprocit d'Onsager, couplages thermo-lectriques.navigation

Bilans d'entropie, d'exergie, d'nergie, irrversibilit, 3e loi de la thermodynamique. Relations de Maxwell. Proprits des corps rels, construction de tables thermodynamiques. Proprits des mlanges. quilibre de phase, combustion, dissociation. Thermodynamique. Statistique : dfinition statistique de l'entropie et de la temprature. Distributions thermodynamiques de la Thorie quantique des gaz. Thermodynamique irrversible. Tenseur des coefficients phnomnologiques. Relation de Onsager.

Finalement, des sujets plus avancs sont abords, savoir les cycles thermodynamiques, les machines thermiques, les concepts de thermodynamique adapts au milieu continu et finalement les processus irrversibles.

3a8082e126