Thermodynamique

Code UE : US4003

  • Cours + travaux pratiques
  • 2 crédits

Responsable(s)

Christian PAUTOT

Objectifs pédagogiques

- Présenter les éléments de bases qui sous-tendent la thermodynamique;
- Montrer comment la thermodynamique intervient dans l'étude des systèmes automobiles : climatisation, suralimentation et production de la force motrice

Compétences visées

Etre capable d'exploiter les connaissances de thermodynamique pour résoudre les problèmes de physique de l'ingénieur.

Contenu

 1 Premier principe de la thermodynamique :
principe de l'équivalence, expression du premier principe, application aux systèmes fermés et aux systèmes fonctionnant en régime permanent, notion d'enthalpie, évolutions particulières : adiabatique, isochore, isotherme, isobare.
2 Etude thermodynamique des gaz parfaits :
expérience de Joule Gay-Lussac, expression de l'énergie interne d'un gaz parfait, expression de l'enthalpie d'un gaz parfait, relation de Mayer, détente de Joule, évolutions particulières : adiabatique réversible, isochore, isotherme, isobare.
3 Les cycles à gaz parfait :
rendement d'une machine thermique, cycle de Carnot, cycle Beau de Rochas, cycle Diesel, cycle de Sabathé, cycle de Joule, cycle de Stirling
4 Second principe de la thermodynamique :
principe de Carnot, postulat de Clausius, postulat de Kelvin, cycles dithermes, théorème de Carnot, température thermodynamique.
5 L'entropie :
transformations cycliques et non cycliques, entropie, transformations réversibles et irréversibles, irréversibilités mécaniques et thermiques, variation d'entropie.
6 Les gaz réels
pression interne et covolume, équation d'état : Van Der Waals, Clausius - capacités thermiques massiques
7 Changement d'état d'un corps pur :
phases : liquide, vapeur, solide - point critique, titre, courbe de vaporisation, continuité de l'état gazeux et de l'état liquide, point triple, chaleur latente, diagramme de Mollier, applications : turbine à vapeur, réfrigération, pompe à chaleur.
Travaux pratiques :
- capacités thermiques massiques (calorimétrie)
- Loi des gaz (pv=Cte, p/T=Cte),
- détermination g air (expérience de Clément Desormes)
- contournement du point critique (démonstration)
- moteur Stirling (démonstration)

Modalité d'évaluation

Compte-rendus de TP, partiels, examens

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