Programme de colles : semaine 1 du 13 septembre 2010

Programme de colles : semaine 1 du 19 septembre 2016
Thermodynamique
Chapitre 0. Outils mathématiques pour la thermodynamique.
Ce chapitre est commun aux cours de Chimie et de Physique
I. Généralités sur les fonctions de plusieurs variables
A. Définitions –exemples
B. Dérivées partielles
C. Dérivées secondes – Théorème de Schwarz
D. Dérivation des fonctions composées
E. Fonction homogènes
Application : Fonctions extensives, identité d’Euler, grandeur molaire partielle
F. Théorème d’inversion locale et théorème des fonctions implicites
Application au calcul des coefficients thermoélastiques du gaz de Van der Waals
(la mémorisation des formules définissant les coefficients thermoélastiques n’est pas
exigible ni l’équation d’état d’un gaz de Van der Waals)
II. Différentielle d’une fonction numérique
A. Définition et interprétation géométrique
définition du gradient , gradient et courbes de niveau
B. Formes différentielles et différentielles totales
1. Différentielle d’une fonction d’état en thermodynamique
2. Formes différentielle :
3. Reconnaître une différentielle totale : application du Théorème de Schwarz
4. Exemple : travail élémentaire d’une force non conservative
III. Applications thermodynamiques
A. Différentielle de H et U : Relation de Mayer du GP
B. Expression différentielle du premier principe
Application : démonstration de la loi de Laplace
Application : Echauffement d’un radiateur et modélisation des fuites thermiques
C. Expression différentielle du second principe
Application aux machines thermiques avec sources de température variable
D. Identités thermodynamiques
IV. Introduction aux équations aux dérivées partielles
A. Définition- exemples
B. Généralités sur les EDP
EDP linéaires du second ordre à coefficients constants : problèmes hyperboliques et paraboliques
exemples équation des ondes, équation de diffusion
C. Rappels de sup : Résultats a connaitre sur l’équation des ondes à une dimension d’espace
Forme des ondes progressives
Formes des ondes stationnaires

Chapitre 1. Etats standards , grandeurs de réaction , premier principe en chimie
I. Rappels et généralités
A. Le système physicochimique et son paramétrage
B. Avancement d’une réaction chimique
II. Etats standards
A. Pression standard
B. Température standard ? (Non !)
C Etat physque standard
D. Réaction chimique standard
E. Etat standard de référence d’un ELEMENT
F. Enthalpie standard d’un système en réaction : une fonction affine de l’avancement
III. Bilan des différents types de grandeurs molaires
A. Corps pur : grandeur molaire, grandeur molaire standard, Enthalpie molaire standard
B. Mélange : grandeur molaire partielle, mélange idéal, Approximation pour les enthalpies molaires :
𝐻𝑚,𝑖 =𝐻𝑚,𝑖
∗ = 𝐻𝑚,𝑖 °
IV. Enthalpie de réaction
A. Définition générale d’une gardeur de réaction, opérateur de Lewis
B. Enthalpie de réaction et Enthalpie de réaction standard
IV. Etude de l’influence de la température
A. Lois de Kirchhoff pour l’enthalpie réaction et l’entropie de réaction à partir du théorème de Schwarz.
B. Approximation d’Ellingham
V. Effets thermiques d’une réaction chimique
A. Rappels définition : réaction endo ou exothermique
B. Température de flamme adiabatique
Chapitre 2. Détermination d’une enthalpie de réaction et tables thermodynamiques
I. Determination expérimentale d’une enthalpie de réaction par calorimétrie
Principe et exemples
II. Grandeurs tabulées
A. Grandeur standard de formation, Enthalpie standard de formation, conventions
cas des ions en solutions ( compléments de programme mémorisation non exigible)
B. Enthalpie de standard de changement de phase , chaleur latente
Application discontinuité du graphe derH°(T) lors d’un changement de phase
C. Calculs des enthalpie de standard de réaction : Loi de Hess
D. Enthalpie de liaison
E. Formation des ions : Potentiel d’ionisation,, affinité electronique