Ce cours vous apportera une compréhension des concepts fondamentaux de la thermodynamique du point de vue de la physique, de la chimie et de l’ingénierie. Il est scindé un deux MOOCs. Dans la première partie, le Professeur J.-Ph. Ansermet de l’EPFL et son collaborateur le Dr. Sylvain Bréchet ont rassemblé en quatre leçons tous les principes fondamentaux de la thermodynamique. La deuxième partie du MOOC illustre l’approche thermodynamique par une série d’applications présentées par des spécialistes provenant de diverses institutions partenaires du réseau RESCIF.
Thermodynamique : fondements
École polytechnique fédérale de LausanneÀ propos de ce cours
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Sous-titres : Français
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Offert par
École polytechnique fédérale de Lausanne
Programme du cours : ce que vous apprendrez dans ce cours
4 heures pour terminer
Présentation générale et leçon sur le premier principe
Bienvenue à ce MOOC de thermodynamique. Cette formation de base en thermodynamique est présentée en deux parties. La première partie où vous êtes maintenant pose les fondements de la thermodynamique. La deuxième partie présente des applications. Dans le premier chapitre, le professeur Paul Ekam de l'Institut Polytechnique de Yaoundé au Cameroun définit ce qu'est un système thermodynamique. Le docteur Sylvain Bréchet de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne en Suisse présente le premier principe de la thermodynamique et montre comment le cadre conceptuel de la thermodynamique généralise celui de la mécanique. Il définit en particulier les notions de travail et de chaleur.
4 heures pour terminer
8 vidéos (Total 106 min), 2 lectures, 4 quiz
8 vidéos
Introduction au MOOC collaboratif5 min
Système, action en surface, typologie - Ekam16 min
Chaleur et travail - Ekam19 min
Etat, grandeurs et différentielles - Bréchet20 min
Premier principe - Bréchet15 min
Travail, chaleur et oscillateur harmonique - Bréchet18 min
Expérience 18 min
2 lectures
Bibliographie et message des enseignants10 min
Indications pour la résolution des quiz10 min
4 exercices pour s'entraîner
Questions conceptuelles 130 min
Problème 1.1 Choc mou30 min
Problème 1.2 Gaz et piston30 min
Problème 1.3 Air et ventilateur30 min
3 heures pour terminer
Deuxième principe
Le docteur Sylvain Bréchet de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne en Suisse présente le deuxième principe de la thermodynamique qui permet de distinguer des processus réversibles et irréversibles par rapport à leur symétrie par renversement du temps. Il examine ensuite l'application des principes de la thermodynamique au cas d'un système simple. Le professeur Paul Ekam de l'Institut Polytechnique de Yaoundé au Cameroun introduit les notions d'équation d'état et de diagramme d'état.
3 heures pour terminer
5 vidéos (Total 74 min)
5 vidéos
Température, pression, potentiel chimique - Bréchet13 min
Systèmes simples - Bréchet16 min
Equation et diagramme d'état - Ekam20 min
Expérience 26 min
4 exercices pour s'entraîner
Questions conceptuelles 230 min
Problème 2.1 Travail et énergie interne30 min
Problème 2.2 Horloge30 min
Problème 2.3 Compression thermique d'un ressort30 min
3 heures pour terminer
Irréversibilité
Le docteur Sylvain Bréchet de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne en Suisse aborde la thermodynamique d'un système isolé constitué de deux sous-systèmes simples. Il déduit les conditions d'équilibre ainsi que les lois phénoménologiques de Fourier et de Fick qui décrivent le transport de chaleur et de matière.
3 heures pour terminer
5 vidéos (Total 67 min)
5 vidéos
Equilibre mécanique et transfert mécanique - Bréchet13 min
Equilibre chimique et transfert de matière - Bréchet16 min
Equilibre - Bréchet9 min
Expérience 39 min
4 exercices pour s'entraîner
Questions conceptuelles 330 min
Problème 3.1 Transfert thermique stationnaire entre deux blocs30 min
Problème 3.2 Thermalisation de deux blocs30 min
Problème 3.3 Diffusion d'un gaz à travers une paroi perméable30 min
3 heures pour terminer
Potentiels thermodynamiques
Le docteur Sylvain Bréchet de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne en Suisse établit les relations fondamentales de la thermodynamique, à savoir la relation de Gibbs, la relation d'Euler et la relation Gibbs-Duhem. Il définit la transformation mathématique de Legendre. A l'aide de cette transformation, il définit les potentiels thermodynamiques et leurs différentielles. En se basant sur le théorème de Schwarz, il établit les relations de Maxwell entre les dérivées premières des fonctions d'état.
3 heures pour terminer
6 vidéos (Total 65 min), 1 lecture, 4 quiz
6 vidéos
Transformations de Legendre - Bréchet9 min
Potentiels thermodynamiques - Bréchet11 min
Evolution d'un système couplé à un réservoir - Bréchet15 min
Relations de Maxwell - Bréchet10 min
Expérience 46 min
1 lecture
Corrections Quiz Leçons 1-410 min
4 exercices pour s'entraîner
Questions conceptuelles 430 min
Problème 4.1 Rayonnement du corps noir30 min
Problème 4.2 Détente de Joule30 min
Problème 4.3 Détente de Joule-Thomson30 min
Avis
Meilleurs avis pour THERMODYNAMIQUE : FONDEMENTS
par LL18 nov. 2016
méthode vraiment efficiente et structurée pour apprendre et comprendre avec une relative aisance les bases de la thermodynamique
par EG18 déc. 2016
Bonne introduction à la thermodynamique avec des expériences et des quiz bien faits.
par HY26 déc. 2017
Very good course , it offers good foundation to begin thermodynamics
par SC31 oct. 2019
Ce fut une découverte pour moi, des cours claires et bien faits.
Foire Aux Questions
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