Cours Phys 324 Thermodynamique

Cours Phys 324 Thermodynamique
Plan détaillé
Chapitre I: Rappels
1- Thermomètres à résistance électrique, Thermocouples.
2- Coefficients élastiques.
3- 1er principe de la thermodynamique, Expression du travail échangé, Energie
interne, Enthalpie.
Chapitre II: Quantité de chaleur échangée entre un système et le milieu extérieur
Coefficients calorimétriques et chaleurs massiques
1- Différents modes de transfert de chaleur.
2- Coefficients calorimétriques.
3- Relation entre les Coefficients calorimétriques.
4- Chaleurs massiques.
Chapitre III: Propriétés énergétiques des gaz parfaits.
1- Lois de joule pour un gaz parfait.
2- Relation de Mayer.
3- Compression isotherme quasi statique d'un gaz parfait.
4- Compression adiabatique quasi- statique d'un gaz parfait, loi de Laplace,
calcul de CP et de CV.
Chapitre IV: 2ème principe de la thermodynamique (principe de Carnot, principe
d'évalution).
1- Enoncé.
2- Etudes des transformations monothermes.
3- Cycle ditherme- Cycle de Carnot- Machines thermiques.
4- Moteurs- Réfrigérateurs- Pompe à chaleur.
5- Théorèmes de Carnot.
6- Echelle thermodynamique de température ou échelle Kelvin.
7- Expression du rendement d'une machine thermique ditherme réversible dans
l'échelle thermodynamique.
8- Cycle de Carnot infinement petit- Fonction de Carnot.
9- Exemple: Cycle de Carnot infinement petit décrit par un fluide vaporisable.
10- Cycle en relation avec un nombre fini de sources de chaleur.
11- Extension à un cycle quelconque (pour n sources et n grand).
Chapitre V: Entropie
1- Définition.
2- Fonction entropie d'un système quelconque.
3- Introduction à la physique statistique.
a- état macroscopique et état microscopique.
b- complexions.
c- hypothèse fondamentale de Boltzmann.
d- étude d'un modèle schématique de répartition moléculaire.
e- entropie et probabilité.
Chapitre VI: Application des principes de la Thermodynamique à un corps pur dont
l'état dépend de 2 variables.
1- Coefficients calorimétriques.
2- Relations entre les Coefficients calorimétriques.
3- Relations obtenues par l'application des principes de la
thermodynamique.
4- Coefficients élastiques d'un corps.
5- Fonctions caractéristiques- Relations de Maxwell et de Helmholtz.
Chapitre VII: Mélange des gaz parfaits- Loi de Dalton
1- Fraction molaire et pression partielle dans un mélange de gaz.
2- Définition d'un mélange idéal de gaz parfaits.
3- Entropie d'un mélange idéal de gaz parfaits: Théorème de Gibbs.
Chapitre VIII: Modèles de cycles des gaz parfaits
1- Cycle de Carnot.
2- Cycle de Joule.
3- Cycle de Beau de Rochas ou cycle d'Otto.
4- Cycle de Diesel.
Chapitre IX: Equations d'état des fluides réels
1- Equations caractéristiques des fluides réels.
a- covolume.
b- pression interne.
2- Calcul des grandeurs thermodynamiques d'un gaz de Van der Waals.
3- Calcul des coordonnées du point critique.
4- Equation réduite de Van der Waals.
Chapitre X: Propriétés énergétiques des gaz réels
1- Energie interne des gaz réels- Variation de température dans une
détente dans le vide.
a- effet thermique de la détente dans le vide.
U
.
b- calcul pratique de
v T
2- Enthalpie des gaz réels, Effet Joule- Thompson.
3- Chaleurs spécifiques des gaz réels.
Chapitre XI: Etude de la compressibilité des gaz réels
1- Méthodes de mesure.
2- Ecarts à la loi de Mariotte.
3- Réseau d'isothermes- Détermination des coefficients de dilatation.
Chapitre XIII: Changements de phase des corps purs
1- Généralités et définitions.
2- Courbes de changement de phase- Point triple.
a- courbe de vaporisation.
b- courbe de sublimation.
c- courbe de fusion.
34567-
Formules de pression de vapeur.
Tableau des points triples de certains corps.
Isothermes de changement de phase- Isothermes de vaporisation.
Etude énergétique des changements de phase.
Formule de Clapeyron.
a- chaleur latente de vaporisation.
b- calcul de la formule de Clapeyron à l'aide des 2 principes.
c- calcul de la formule de Clapeyron à l'aide des cycles.
8- Entropie d'un mélange liquide- vapeur, Détente isentropique.
Chapitre XIII: 3ème principe de la thermodynamique