Le cours de thermodynamique permet de réviser les notions apprises en classes préparatoires et d'explorer de nouveaux domaines. Il est constitué de trois parties :
· les bases : la notion de relation fondamentale est introduite. Il est expliqué comment cette seule équation permet de tout connaître d'un système (h,v,s,c_p,...). Les étudiants apprennent également à identifier les variables clés d'un problème donné et à adapter l'écriture des principes de la thermodynamique à ce contexte en utilisant la transformée de Legendre. L'exemple d'un corps pur monophasique et d'un mélange binaire monophasique est traité en détail.
· stabilité et instabilité : une description de la stabilité, de l'instabilité et de la métastabilité est donnée de manière rigoureuse et générale. Elle permet de décrire correctement les changements de phase solide-liquide, liquide-vapeur et solide-vapeur. Les mécanismes de retour à l'équilibre tels que la nucléation-croissance et la décomposition spinodale sont expliqués d'un point de vue thermodynamique.
· transformations : les systèmes hors équilibre subissent des transformations qui sont décrites de manière macroscopique par des termes de travail et de chaleur et également de manière microscopique en utilisant les notions principales de la thermodynamique des processus irréversibles. Cette généralisation permet de traiter des cas intéressants de phénomènes couplés tels que l'effet Seebeck ou Soret.
L'évaluation se fera à l'aide :
| A la fin de l’unité pédagogique, l’élève sera capable de : | Niveau de taxonomie | Priorité |
|---|---|---|
| Construire une relation fondamentale à partir de données expérimentales (équations d'état en particulier) | 3. Appliquer | null |
| Utiliser une relation fondamentale pour obtenir une propriété particulière d'un système thermo | 3. Appliquer | null |
| Mener une analyse de stabilité thermodynamique | 4. Analyser | null |
| Identifier les variables pertinentes d'un système et écrire les principes de thermo de manière adaptée | 4. Analyser | null |
| Utiliser la thermodyamique des processus irréversibles pour décrire des phénomènes couplés | 3. Appliquer | null |
| Part de l'évaluation individuelle | Part de l'évaluation collective | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Examen sur table : | 80 | % | Livrable(s) de projet : | % | |
| Examen oral individuel : | % | Exposé collectif : | % | ||
| Exposé individuel : | % | Exercice pratique collectif : | % | ||
| Exercice pratique individuel : | % | Rapport collectif : | % | ||
| Rapport individuel : | 20 | % | |||
| Autre(s) : % | |||||
| Type d’activité pédagogique : | Contenu, séquencement et organisation |
|---|---|
| Amphi (inter) actif | Le cours présente des notions nouvelles en mettant l'accent sur l'aspect qualitatif des phénomènes ou des équations. Cela permet de développer le "sens physique", la vue d'ensemble et l'intuition qui caractérisent l'ingénieur. Le cours est complété par un polycopié qui met l'accent sur la rigueur de la méthode scientifique et du raisonnement logique. |
| Travaux Dirigés | Les séances de travaux dirigés sont le moment privilégié pour mettre en pratique les notions présentées en cours. Elles sont l'occasion d'échanges et de discussions avec les encadrants. Les séances de travaux dirigés représentent environ 50% du volume horaire total. Elles sont précédées d'un travail personnel et donnent lieu à la rédaction d'un compte-rendu individuel. Chaque compte-rendu sera "apprécié" par une note de type ABCDE. |