Thermodynamique / Thermodynamics

Diplômes intégrant cet élément pédagogique :

Descriptif

L'enseignement est dispensé de longue date par une enseignante-chercheure de PHELMA: Mme Annie ANTONI.

* Dégager les principes de la thermodynamique et introduire les grandeurs fondamentales dont elle fait usage.
* Donner une signification aux fonctions d'état.
* Expliquer le sens physique des phénomènes étudiés au-delà  du formalisme mathématique des relations thermodynamiques.
* Illustrer l'utilisation de la thermodynamique par des applications couvrant divers domaines des sciences physiques.
* Initiation aux calculs thermodynamiques

1 Bases de thermodynamique
   1.1 Système, variables thermodynamiques, équations d'état
   1.2 Principes de la thermodynamique
   1.3 Conséquence des principes : construction des fonctions thermodynamiques
   1.4 Définition du potentiel chimique : fonctions thermodynamiques dans un système ouvert
   1.5 Équilibres de phases dans un système fermé isotherme
   1.6 Règle des phases - variance

2  Application à  la thermochimie
   2.1 Grandeur de réaction
   2.2 État standard
   2.3 Grandeurs standards de réaction
   2.4 Propriétés des grandeurs de réaction
   2.5 Détermination et utilisation des enthalpies standards de réaction
   2.6 Entropie standard

3 Grandeurs thermodynamiques de mélange. Modèles de solution
   3.1 Grandeurs partielles molaires
   3.2 Relation d'Euler et de Gibbs-Duhem
   3.3 Expression des grandeurs molaires et des grandeurs partielles molaires
   3.4 Représentation schématique des grandeurs partielles molaires
   3.5  Fonctions thermodynamiques du mélange et de mélange
   3.6 Mélange de gaz parfait
   3.7 Activité
   3.8 Les modèles de solution
   3.9 Changement d'état de référence

4   Affinité chimique et loi d'action de masse
   4.1 Condition d'équilibre et d'évolution d'un système
   4.2 Loi d'action de masse et constante d'équilibre
   4.3 Application à  la pyrométallurgie : diagrammes d'Ellingham
   4.4 Équilibres homogènes en phase gazeuse
   4.5 Équilibres hétérogènes

5 Principes des équilibres entre phases
5.1 Généralités sur les transformations de phases
5.2 Règle de la variance
5.3 Transformations de phases du 1er ordre thermodynamique dans les systèmes unaires
5.4 Transformations de phases dans les systèmes binaires

6  Diagrammes d'équilibre de phases
6.1 Systèmes unaires
6.2 Systèmes binaires : Équilibres de phases liquide-vapeur/ liquide-solide / solide-solide

 

* Thermodynamics first and second principles.
* Definition of state function: Gibs Energy, Enthalpy, Entropy.
* Learn ou to build a phase diagram based on the Gobbs Energy fminimization.

1 Basic concepts
2 Application to thermochemistry
3 Thermodynamic functions of mixing. Behaviour of solutions
4 Affinity and law of mass action
5 Phase equilibria
6 Phase diagrams : unary systems and binary systems

Pré-requis

Outils mathématiques : dérivées partielles et différentielles des fonctions de plusieurs variables.

 

Partial derivatives and functions with multiple variables.

Bibliographie

Livres et ouvrages :

* Phase equilibria, phase diagrams and phase transformation, their thermodynamic basis, M. Hillert, Cambridge University Press, 1998.
* Thermodynamics, N.A. Gokcen, R.G. Reddy, Plenum Press, 1996.
* Introduction to the thermodynamics of materials, D.R. Gaskell, Taylor&Francis, 1995.
* Dictionnaire de thermodynamique, P. Perrot, Interéditions, 1994.
* Thermodynamics and an introduction to thermostatistics, P. Callen, J.Wiley and sons, NY, 1988.
* Alloy phase equilibria, A. Prince, Elsevier, 1966.


Informations complémentaires

Lieu(x) : Grenoble - Saint-Martin d'Hères
Langue(s) : Francais