Thermodynamique (S3)

Description du cours et modalités pédagogiques : 

Objectifs de l’enseignement :  

Présenter les conditions générales d’évolution et d’équilibre des systèmes thermodynamiques fermés et les appliquer aux fluides réels. Etudier les changements d’états physiques et les conditions d’équilibre de phase d’un corps pur. Appliquer les principes de la thermodynamique aux fluides en écoulement. Poursuivre l’étude des machines thermiques initiée en 1ère année en présentant les cycles des machines à vapeur condensable. Introduire les phénomènes de transport à travers l’étude de la conduction thermique et de la diffusion de particules.  

Contenu de l’enseignement : 

1) RELATIONS FONDAMENTALES DE LA THERMODYNAMIQUE 

Systèmes homogènes fermés à nombre de mole constant. 

Systèmes homogènes à nombre de moles variables. 

Etude thermodynamique de quelques phénomènes physiques 

2) CONDITIONS D’ÉVOLUTION DES SYSTÈMES FERMÉS : POTENTIELS THERMODYNAMIQUES. 

Evolution d’un système initialement hors équilibre  

Système échangeant de la chaleur et du travail de façon réversible  

Evolution irréversible monotherme 

Evolution irréversible monotherme et monobare 

3) EQUILIBRE DE PHASE D’UN CORPS PUR. 

Observations expérimentales description thermodynamique des équilibres de phase. 

Diagrammes d’état - diagramme de phase 

Métastabilité : retards aux transitions de phases  

Vaporisation en atmosphère gazeuse : application a l’air 

4) FLUIDES RÉELS. 

Déviation par rapport au comportement idéal 

Diagrammes et tables de données  

Equations d’état 

Propriétés énergétiques des fluides réels 

5) FLUIDES EN ÉCOULEMENTS. 

Bilan de masse pour un volume de contrôle  

Bilan d’énergie pour un volume de contrôle  

Bilan entropique d’un volume de contrôle  

Application à différents dispositifs fonctionnant en régime permanent 

6) CYCLES DES MACHINES THERMIQUES À VAPEUR CONDENSABLE. 

Machines motrices : centrales thermiques  

Machines frigorifiques : réfrigérateurs et pompes à chaleur 

À la fin de cette UE/EC, vous serez capable de :  

Calculer les propriétés thermodynamiques des corps purs. 

Faire les bilans de masse, d’énergie et d’entropie pour un fluide en écoulement.  

Décrire le fonctionnement des différents éléments des machines thermiques (détendeur, turbine, pompe, échangeur de chaleur …) 

Calculer l’efficacité thermique des centrales thermiques à vapeur condensable 

Déterminer les coefficients de performance des pompes à chaleur et des machines frigorifiques 

Thermodynamique de L1 

1er session :

• 30% contrôle continu écrit
• 70% examen écrit

2ème session : examen écrit