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Thermodynamique

Semestre: 2

Unité d’enseignement: UEF 1.2

Matière 3: Thermodynamique

VHS: 67h30 (Cours: 3h00, TD: 1h30)

Crédits: 6

Coefficient: 3

 

Objectifs de l’enseignement

Donner les bases nécessaires de la thermodynamique classique en vue des applications à la combustion et aux machines thermiques. Homogénéiser les connaissances des étudiants. Les compétences à appréhender sont : L’acquisition d’une base scientifique de la thermodynamique classique ; L’application de la thermodynamique  à des systèmes variés ; L’énoncé, l’explication et la compréhension des principes fondamentaux de la thermodynamique.

 

Connaissances préalables recommandées

Mathématiques de base.

 

Contenu de la matière:

Chapitre 1 : Généralités sur la thermodynamique                                                                           (3 Semaines)

1-Propriétés fondamentales des fonctions d’état. 2- Définitions des systèmes thermodynamiques et le milieu extérieur. 3- Description d’un système thermodynamique. 4- Evolution et états d’équilibre thermodynamique d’un système. 5- Transferts possibles entre le système et le milieu extérieur. 6- Transformations de l’état d’un système (opération, évolution). 7- Rappels des lois des gaz parfaits.

 

Chapitre 2 : Le 1er principe de la thermodynamique :                                                     (3 semaines)

  1. Le travail, la chaleur, L’énergie interne, Notion de conservation de l’énergie. 2. Le 1er principe de la thermodynamique : énoncé, notion d’énergie interne d’un système, application au gaz parfait, la fonction  enthalpie, capacité calorifique, transformations réversibles (isochore, isobare, isotherme, adiabatique).

 

Chapitre 3 : Applications du premier principe de la thermodynamique à la thermochimie

(3 semaines)

Chaleurs de réaction, l’état standard, l’enthalpie standard de formation, l’enthalpie de dissociation, l’enthalpie de changement d’état physique, l’enthalpie d’une réaction chimique, loi de Hess, loi de Kirchoff.

 

Chapitre 4 : Le 2ème principe de la thermodynamique                                                 (3  semaines)

1Le 2ème principe pour un  système fermé. 2. Enoncé, du 2ème principe : Entropie d’un système isolé fermé. 3. calcul de la variation d’entropie : transformation isotherme réversible,  transformation isochore réversible, transformation isobare réversible, transformation adiabatique, au cours d’un changement d’état, au cours d’une réaction chimique.

 

Chapitre 5 : Le 3ème Principe et entropie absolue                                                          (1 semaine)

 

Chapitre 6 : Energie et enthalpie libres – Critères d’évolution d’un système      (2 semaines)

1- Introduction. 2- Energie et enthalpie libre. 3- Les équilibres chimiques

 

Mode d’évaluation:

Contrôle continu: 40% ; Examen: 60%.

 

Références bibliographiques:

  1. C. Coulon, S. Le Boiteux S. et P. Segonds, Thermodynamique Physique – Cours et exercices avec solutions, Edition Dunod.
  2. H.B. Callen, Thermodynamics, Cours, Edition John Wiley and Sons, 1960
  3. R. Clerac, C. Coulon, P. Goyer, S. Le Boiteux & C. Rivenc, Thermodynamics, Cours et travaux dirigés de thermodynamique, Université Bordeaux 1, 2003
  4. O. Perrot, Cours de Thermodynamique I.U.T. de Saint-Omer Dunkerque, 2011
  5. C. L. Huillier, J. Rous, Introduction à la thermodynamique, Edition Dunod.