Thermodynamique
La finalité du cours de thermodynamique de PT est l'étude des installations industrielles ... ce qui nécessite un peu de travail préalable. Dans un premier temps, les principes de la thermodynamique sont d'abord repris sous forme infinitésimale et les identités thermodynamiques introduites. Ces notions permettent notamment d'étudier la dynamique des systèmes thermodynamiques et les transformations chimiques sous l'angle thermodynamique. Forts de ces outils, des applications plus avancées peuvent être abordées dans un second temps, principalement l'analyse sur des exemples concrets des cycles thermodynamiques et de leurs optimisations dans quelques systèmes industriels. La conduction thermique est également étudiée à l'aide de bilans mésoscopiques.
Cette page regroupe les documents distribués en cours, les exercices associés aux différents chapitres et leur correction.
Chapitre 3 : Retour sur les principes thermodynamiques
- Ce chapitre, qui ne contient que des révisions, est travaillé sous forme de classe inversée.
- Fiche résumé ;
- Cours complet ;
- Énoncé et correction des travaux dirigés ;
- Vidéos d'expériences montrant le point triple du tertiobutanol (CH3)3OH, le point critique du dioxyde de carbone CO2 et la sublimation du diiode. Les explications de la vidéo sur le point critique sont particulièrement claires.
- Vidéo d'expérience montrant l'échauffement d'un gaz lors d'une compression brutale adiabatique (l'expérience proprement dite commence à 2'20'') : une adiabatique n'est pas du tout la même chose qu'une isotherme !!
Chapitre 4 : Enthalpie de réaction chimique
- Fiche résumé ;
- Cours complet ;
- Énoncé et correction des travaux dirigés ;
- TP 3 : Enthalpie de réaction (énoncé).
Chapitre 7 : Enthalpie libre ; identités thermodynamiques
- Fiche résumé ;
- Cours complet ;
- Énoncé et correction des travaux dirigés.
Chapitre 8 : Équilibres chimiques
- Fiche résumé ;
- Cours complet ;
- Énoncé et correction des travaux dirigés ;
- TP : Constante d'équilibre et température (énoncé et éléments de correction des questions théoriques).
Chapitre 14 : Diagrammes et tables thermodynamiques
- Fiche résumé ;
- Cours complet ;
- Énoncé et correction des travaux dirigés ;
- Exemples de tables thermodynamiques pour l'eau, compilées par Olivier Cleynen en annexe de son livre Thermodynamique de l'ingénieur (Framabook, donc librement téléchargeable).
Chapitre 15 : Thermodynamique des installations industrielles
- Fiche résumé ;
- Cours complet ;
- Démonstration du premier principe industriel en vidéo ;
- Énoncé et correction des travaux dirigés ;
- TP/TD 13 : Cycle thermodynamique d'un congélateur (énoncé et éléments de correction des questions théoriques).
- Pour aller plus loin sur la conception des cycles moteurs, je vous recommande chaudement le livre Thermodynamique de l'ingénieur d'Olivier Cleynen, (Framabook, donc librement téléchargeable), agréable et parfaitement accessible en PT.
Chapitre 20 : Conduction thermique
- Fiche résumé ;
- Cours complet ;
- Énoncé et correction des travaux dirigés ;
- Fichier Python pour la résolution numérique de l'équation de diffusion à une dimension cartésienne.
Sauf mention contraire explicite, ces documents ont tous été travaillés par mes soins, mais s'inspirent de façon plus ou moins directe de livres et du travail de collègues. J'autorise quiconque le souhaite à placer sur son site un lien vers mes documents, mais je n'autorise personne à les héberger directement. J'interdis par ailleurs toute utilisation commerciale de mon travail.
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