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Thermodynamique : fondements

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Thermodynamique : fondements

École Polytechnique Fédérale de Lausanne

About this course: 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. 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, 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 seront abordés, à savoir les cycles thermodynamiques, les machines thermiques, les concepts de thermodynamique adaptés au milieu continu et finalement les processus de transports. Le professeur J.-Ph. Ansermet qui est l’instigateur de ce cours s’est entouré d’experts et de spécialistes des différents domaines d’application enseignant la thermodynamique dans diverses institutions partenaires du réseau RESCIF, c’est à dire 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, les Professeurs Marwan Brouche et Chantal Maatouk de l’Université St-Joseph de Beyrouth.


Created by:  École Polytechnique Fédérale de Lausanne
École Polytechnique Fédérale de Lausanne

  • Jean-Philippe Ansermet

    Taught by:  Jean-Philippe Ansermet, Professeur

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

  • Paul-Salomon Ngohe-Ekam

    Taught by:  Paul-Salomon Ngohe-Ekam, Professeur

    Département de Mathématique et de Sciences Physiques, ENSP Yaoundé

  • Sylvain Bréchet

    Taught by:  Sylvain Bréchet, Dr.

    Institut de Physique de la Matière Condensée, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suisse
Commitment4 semaines d'étude, 1-3 heures / semaine
Language
French
How To PassPass all graded assignments to complete the course.
User Ratings
4.5 stars
Average User Rating 4.5See what learners said
Syllabus
WEEK 1
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.
8 videos, 2 readings, 1 practice quiz
  1. Video: La thermodynamique, de quoi s'agit-il ?
  2. Video: Introduction au MOOC collaboratif
  3. Leitura: Bibliographie et message des enseignants
  4. Video: Système, action en surface, typologie - Ekam
  5. Video: Chaleur et travail - Ekam
  6. Video: Etat, grandeurs et différentielles - Bréchet
  7. Video: Premier principe - Bréchet
  8. Video: Travail, chaleur et oscillateur harmonique - Bréchet
  9. Video: Expérience 1
  10. Leitura: Indications pour la résolution des quiz
  11. Teste para praticar: Questions conceptuelles 1
Graded: Problème 1.1 Choc mou
Graded: Problème 1.2 Gaz et piston
Graded: Problème 1.3 Air et ventilateur
WEEK 2
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.
5 videos, 1 practice quiz
  1. Video: Deuxième principe - Bréchet
  2. Video: Température, pression, potentiel chimique - Bréchet
  3. Video: Systèmes simples - Bréchet
  4. Video: Equation et diagramme d'état - Ekam
  5. Video: Expérience 2
  6. Teste para praticar: Questions conceptuelles 2
Graded: Problème 2.1 Travail et énergie interne
Graded: Problème 2.2 Horloge
Graded: Problème 2.3 Compression thermique d'un ressort
WEEK 3
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.
5 videos, 1 practice quiz
  1. Video: Equilibre thermique et transfert thermique - Bréchet
  2. Video: Equilibre mécanique et transfert mécanique - Bréchet
  3. Video: Equilibre chimique et transfert de matière - Bréchet
  4. Video: Equilibre - Bréchet
  5. Video: Expérience 3
  6. Teste para praticar: Questions conceptuelles 3
Graded: Problème 3.1 Transfert thermique stationnaire entre deux blocs
Graded: Problème 3.2 Thermalisation de deux blocs
Graded: Problème 3.3 Diffusion d'un gaz à travers une paroi perméable
WEEK 4
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.
6 videos, 1 reading, 1 practice quiz
  1. Video: Relations fondamentales - Bréchet
  2. Video: Transformations de Legendre - Bréchet
  3. Video: Potentiels thermodynamiques - Bréchet
  4. Video: Evolution d'un système couplé à un réservoir - Bréchet
  5. Video: Relations de Maxwell - Bréchet
  6. Video: Expérience 4
  7. Teste para praticar: Questions conceptuelles 4
  8. Leitura: Corrections Quiz Leçons 1-4
Graded: Problème 4.1 Rayonnement du corps noir
Graded: Problème 4.2 Détente de Joule
Graded: Problème 4.3 Détente de Joule-Thomson

FAQs
How It Works
Trabalho
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Creators
École Polytechnique Fédérale de Lausanne
Ratings and Reviews
Rated 4.5 out of 5 of 27 ratings
Hamza Yaich

Very good course , it offers good foundation to begin thermodynamics

Frédéric Minière

Très clair et bien documenté!!!

Jorge Coelho

Captivant et quiz intéressants.

DJ

Ce cours est très bien expliqué selon moi. Même si le rythme est un peu lent (C'est mieux que ce soit trop lent que trop rapide :) ). La transition entre différents professeurs me permet de mieux assimiler la matière.J'associe ainsi les parties du cours avec un professeur particulier et le retient plus facilement.



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