THERMODYNAMIQUE Yann VAILLS

Thermodynamique – Licence de Physique et Sciences Pour l’Ingénieur
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THERMODYNAMIQUE
Yann VAILLS

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Bibliographie
 Thermodynamique, fondements et applications, J.-P. Pérez, Masson,
3ème édition, 2011, Paris.
 Thermodynamique, B. Diu, C. Guthmann, D. Lederer & B. Roulet, (Licence
et Master). Ed. Hermann, 2007.
 Thermodynamique macroscopique, A. Watzky, (Licence et Master), Edi-
tions De Boeck Université (2007).
 Introduction à la thermodynamique JC. Lhuillier, J. Roux Dunod, Paris.
 La thermodynamique mot à mot
 Dictionnaire de la thermodynamique – De l’Absolu au Zéro absolu,
Pierre Perrot InterEdition, Paris.
Et aussi :
 Les bases physiques de la thermodynamique et applications à la chimie
Pascal Richet, Belin Sciences Sup, 2000, Paris.
 Thermodynamique des états de la matière Pierre Papon, Jacques Le-
blond, Hermann, 1990, Paris.
Et pour approfondir philosophiquement :
 La nouvelle alliance I. Prigogine et I. Stengers, Gallimard 1979 (de nom-
breuses fois réédité, et à qui le texte ci-dessus doit beaucoup)
 Entre le temps et l’éternité, I. Prigogine et I. Stengers, Gallimard 1988
 L’œuvre de Edgar Morin, père du concept de complexité
 Qu’est-ce l’émergence ? H. Bersini, Ellipses, 2007
 L’énigme de l’émergence, Hors-Série Science & Avenir, juillet-août 2005

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« Pour obtenir même une solution partielle l’homme de science
doit rassembler les faits chaotiques qui lui sont accessibles et les
rendre cohérents et intelligibles par la pensée créatrice …
Des techniques d’investigation , des méthodes systématiques pour
trouver et suivre les fils conducteurs du grand roman à mystères ,
que constitue le livre de la nature , ont été développées. Quelques-
unes des énigmes de la nature ont été résolues, bien que beaucoup de
solutions se soient trouvées, à la lumière des recherches ultérieures,
être provisoires et superficielles».
Albert Einstein et Léopold Infeld,
L’évolution des idées en physique
« La thermodynamique classique est la seule théorie physique de
contenu universel dont j’ai la conviction qu’elle ne sera jamais
mise à bas».
Albert Einstein,
Notes autobiographiques

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Table des matières
I. Eléments de théorie cinétique des gaz page 5
II. Introduction à la thermodynamique page 20
III. Energie interne d’un système : 1er Principe de la thermodynamique
page 36
IV. Détermination des quantités de chaleur reçues per un système : utilisation
du 1er Principe page 52
V. Le 2ème Principe de la thermodynamique page 63
VI. Les machines thermiques page 87
VII. Fonctions de Helmholtz et de Gibbs page 98
Ce cours doit beaucoup à
Raymond Castaing (Professeur à la Faculté des Sciences d’Orsay) et
Serge Zimmermann (Professeur à la Faculté des Sciences du Mans)

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I. ELEMENTS DE THEORIE
CINETIQUE DES GAZ
« On peut rire , soit , mais on conviendra
que l’image que je viens de développer est ac-
ceptable , qu’elle ne contient aucune contradic-
tion en elle-même ».
Ludwig Boltzmann,
Leçons sur la théorie des gaz
I. Rappels mathématiques : quelques intégrales
Nous allons calculer les intégrales du type suivant :
Pour cela nous évaluerons d’abord  et 