Les bases de la thermodynamique. Cours et exercices

Les bases de
la thermodynamique

Jean-Noël Foussard
Edmond Julien
Stéphane Mathé
Hubert Debellefontaine
Cours et exercices corrigés
Les bases de
la thermodynamique
3eédition

Illustration de couverture © pandawild - Fotolia.com
©Dunod, 2005, 2010, 2015
5 rue Laromiguière, 75005 Paris
www.dunod.com
ISBN 978-2-10-072131-3

TABLE DES MATIÈRES
Avant-propos IX
Introduction XI
Chapitre 1. Notions fondamentales 1
1.1 La notion de système 1
1.1.1 Définition 1
1.1.2 Les différents types de systèmes 2
Exercice d’application. Types de systèmes 3
1.1.3 Description de l’état d’un système 3
Exercice d’application. La notion de pression hydrostatique 5
1.1.4 Caractère intensif ou extensif d’une variable 6
1.1.5 Homogénéité et hétérogénéité d’un système 7
Exercice d’application. Système homogène et hétérogène 7
1.2 Évolution d’un système 8
1.2.1 État de repos et état d’équilibre d’un système 8
Exercice d’application. La notion d’état d’équilibre
thermodynamique 9
1.2.2 La notion de transformation 10
1.3 L’outil mathématique 13
1.3.1 Différentielle et forme différentielle 13
1.3.2 Fonction d’état et grandeur de transformation 14
1.3.3 La notion de fonction homogène 15
Exercice d’application. Fonction homogène et grandeur intensive 15
1.4 Les systèmes thermoélastiques physiques 16
1.4.1 Équations d’état 16
Exercice d’application. Relations entre les coefficients différentiels 17
1.4.2 Les coefficients thermoélastiques 17
1.5 Le modèle du gaz parfait 18
1.5.1 Approche expérimentale du gaz parfait 18
1.5.2 Définition du gaz parfait 20
Exercice d’application. Gaz parfait et coefficients calorimétriques 22
1.5.3 Mélange de gaz parfaits 22
Exercices 24
Solutions 30
Chapitre 2. Travail et chaleur 38
2.1 L’échange de travail avec l’extérieur 38
2.1.1 Préliminaires 38
2.1.2 Les travaux mécaniques 39
Exercice d’application. Système thermoélastique et travail
mécanique 41
2.1.3 Les autres travaux 42
©Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
V