À propos de ce cours
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Ce cours complète le MOOC « Thermodynamique : fondements » qui vous permettra de mettre en application les concepts fondamentaux de la thermodynamique. Pour atteindre cet objectif, le Professeur J.-Ph. Ansermet de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne s’est entouré d’experts et de spécialistes des différents domaines d’application provenant de diverses institutions partenaires du réseau RESCIF. Vous pourrez ainsi voir l’usage de la thermodynamique en chimie, en ingénierie et en physique. L’objectif du cours est la compréhension et la capacité de mise en application des concepts fondamentaux de la thermodynamique. Après la présentation du premier et deuxième principe de la thermodynamique, l’exposé abordera les questions d’irréversibilité ainsi que les potentiels thermodynamiques. Après l’établissement de ces bases conceptuelles qui font l’objet de la première partie, leurs applications à l’ingénierie tels que les transferts thermiques, la calorimétrie et les transitions de phases, seront traitées. Ensuite le point de vue de la chimie sera présenté pour aborder la conversion de l’énergie chimique en électricité. Finalement, des sujets plus avancés sont abordés, à savoir les cycles thermodynamiques, les machines thermiques, les concepts de thermodynamique adaptés au milieu continu et finalement les processus irréversibles. Le professeur J.-Ph. Ansermet qui est l’instigateur de ce cours est entouré d’experts et de spécialistes des différents domaines d’application, enseignant la thermodynamique dans diverses institutions partenaires du réseau RESCIF. Ce sont : le Professeur Michael Grätzel et le docteur Sylvain Brechet de l’EPFL, les Professeurs Paul Ekam, Théophile Mband, Marthe Boyomo et André Talla de l’ENSP de Yaoundé, le professeur Miltiadis Papalexandris de UCL à Louvain, le Professeur Etienne Robert du Polytechnique de Montréal et le Professeur Marwan Brouche de l’Université St-Joseph de Beyrouth....
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Programme du cours : ce que vous apprendrez dans ce cours

Week
1
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2 heures pour terminer

Calorimétrie - Ekam - ENSP Yaoundé

Dans ce chapitre, le professeur Paul Ekam de l'Institut Polytechnique de Yaoundé au Cameroun présente la manière dont on modélise les échanges infinitésimaux de chaleur. Ceux-ci sont fonction de plusieurs variables d'état reliées par des coefficients appelés coefficients calorimétriques. Les potentiels thermodynamiques permettent ensuite de déterminer des relations entre ces coefficients. Finalement ces coefficients sont appliqués dans le cas d'un gaz parfait pour calculer les échanges de travail et de chaleur pour les processus standard (isotherme, adiabatique et isochore)....
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6 vidéos (Total 76 min), 3 lectures, 4 quiz
Video6 vidéos
Introduction au MOOC collaboratif5 min
Coefficients calorimétriques23 min
Coefficients calorimétriques du gaz parfait17 min
Applications15 min
Expériences : calorimétrie12 min
Reading3 lectures
Bibliographie et message des enseignants10 min
Identité cyclique de dérivées partielles10 min
Indications pour la résolution des quiz10 min
Quiz4 exercices pour s'entraîner
1.1 Chaleur échangée à pression constante6 min
1.2 Chaleur massique moyenne d'un métal6 min
1.3 Cycle de Lenoir18 min
1.4 Etude d'un changement d'état12 min
Week
2
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1 heure pour terminer

Transitions de phase - Boyomo - ENSP Yaoundé

Dans ce chapitre, le docteur Marthe Boyomo de l'Institut Polytechnique de Yaoundé au Cameroun présente les éléments de base de la théorie des transitions de phase, c'est-à-dire des variations abruptes de l'état de la matière. La première partie traite de la stabilité de ces états. La deuxième partie traite des transitions dites de premier ordre. Dans la troisième partie, ceci est illustré par l'exemple de la transition liquide-vapeur en utilisant le modèle de van der Walls....
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4 vidéos (Total 59 min), 3 quiz
Video4 vidéos
Transitions de phase de 1er ordre14 min
Transitions liquide-vapeur10 min
Expériences : transitions de phase13 min
Quiz3 exercices pour s'entraîner
2.1 Modèle de coexistence de phases12 min
2.2 Equilibre liquide-gaz6 min
2.3 Gaz de van der Waals12 min
Week
3
Clock
2 heures pour terminer

Thermodynamique et réactions chimiques - Mbang - ENSP Yaoundé

Dans ce chapitre, le docteur Théophile Mbang de l'Institut Polytechnique de Yaoundé au Cameroun applique les concepts de la thermodynamique pour modéliser la dynamique des réactions chimiques. Il introduit l'avancement d'une réaction chimique et définit l'enthalpie et l'énergie libre de Gibbs d'une réaction chimique. Il discute aussi la loi de Hess et la loi d'action de masse....
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6 vidéos (Total 83 min), 4 quiz
Video6 vidéos
Premier principe et réactions chimiques17 min
Enthalpie de formation9 min
Valence12 min
Loi d'action de masse14 min
Expériences: chimie9 min
Quiz4 exercices pour s'entraîner
3.1 Oxydation de l'ammoniac8 min
3.2 Etude de deux réactions simultanées2 min
3.3 Equilibre de Boudouard8 min
3.4 Propulsion de fusées4 min
Week
4
Clock
2 heures pour terminer

Electro-chimie - Graetzel - EPFL Lausanne

Dans ce chapitre le professeur M. Graetzel de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne en Suisse applique les concepts de la thermodynamique  à l'électrochimie. Les outils de base de la thermodynamique permettent de modéliser les fonctionnement des batteries, ainsi que celui des piles à combustibles. Le cas d'une pile à concentration est abordé en exercice. La généralisation du potentiel chimique en électrochimie est le potentiel électrochimique qui rend notamment comptes des interactions électrostatiques entre des ions....
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5 vidéos (Total 62 min), 3 quiz
Video5 vidéos
Batteries à ions de lithium13 min
batterie au plomb17 min
Cellule à hydrogène12 min
Expériences: électrochimie4 min
Quiz3 exercices pour s'entraîner
Travail d'une pile6 min
Une pile à concentration8 min
Réaction chimique20 min

Enseignants

Jean-Philippe Ansermet

Professeur
Institut de Physique de la Matière Condensée, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suisse

Michael Graetzel

Professeur
Laboratoire de photonique et interfaces, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suisse

Paul-Salomon Ngohe-Ekam

Professeur
Département de Mathématique et de Sciences Physiques, ENSP Yaoundé

Miltiadis V. Papalexandris

Professeur
Institut de Mécanique, Matériaux et Génie Civil - Université catholique de Louvain

Théophile Mbang

Enseignant-chercheur
Département de Chimie, ENSP Yaoundé

André Talla

Enseignant-chercheur
Département des Génie Industriel et Mécanique, ENSP Yaoundé

Marthe Boyomo Onana

Enseignant - chercheur
ENSP Yaoundé

Sylvain Bréchet

Dr.
Institut de Physique de la Matière Condensée, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suisse

Marwan Brouche

Professeur
Facutlé d'Ingéniérie, Ecole Supérieure d’Ingénieurs de Beyrouth

Etienne Robert

Professeur adjoint
Polytechnique Montréal

Chantal Maatouk

Maitre de conférences
Faculté d’Ingénierie, Ecole Supérieure d’Ingénieurs de Beyrouth

À propos de École Polytechnique Fédérale de Lausanne

Foire Aux Questions

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