Framabook Thermodynamique de lingénieur - cours et exercices
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Thermodynamique de lingénieur - cours et exercices corrigés
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Thermodynamique de lingénieur - cours et exercices corrigés
Exercices chapitre 3. Modié le 31 mars 2015. CC Olivier Cleynen — https://thermodynamique.ninja/. 3.1 Turbine à vapeur. Une turbine à vapeur ( gure 3.10)
Les bases de la thermodynamique. Cours et exercices corriges
Cet ouvrage a pour objectif d'exposer les bases fondamentales de thermodynamique que doit maî- triser tout futur ingénieur pour les mettre en œuvre lors de la
Cours de chimie-physique (1). Thermodynamique et cinétique
Signalons en outre que les «Exercices Corrigés» déjà parus dans la même collection devraient permettre une meilleure assimilation du cours.
Thermodynamique de lingénieur - cours et exercices corrigés
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10.8 Exercices . Thermodynamique de l'ingénieur par Olivier Cleynen ... mises au jour une à une au cours de l'histoire de la physique.
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Cours de
chimie-physique 1 / Thermodynamique et cinétique chimiquesRetrouver ce titre sur Numilog.com
COLLECTION DIRIGÉE PAR
CLAUDE-LOUIS GALLIEN Retrouver ce titre sur Numilog.comBIOMED
JACQUES
FRAISSARD Vj
Professeur à
i" Université Pierre et Marie Curie (Paris VI) Cours de chimie-physique 1 / Thermodynamique et cinétique chimiquesPRESSES
UNIVERSITAIRES DE FRANCE Retrouver ce titre sur Numilog.comAvertissement
Cet ouvrage sur la thermodynamique et la Cinétique chimiques est le premier d"une série de trois volumes constituant une "Introduction à laChimie-Physique
». Il s"adresse aux étudiants du premier cycle desUniversités Scientifiques
(DEUG, SSM et SNV), aux étudiants enPharmacie
et en Médecine (PCEM) et à ceux des classes préparatoires auxGrandes Écoles.
L"intérêt que portent les étudiants à la Chimie-Physique diffère beaucoup suivant la nature des études entreprises. Mais, bien que nous ayions essayé de justifier tous les résultats, nous espérons qu"il sera facile au lecteur de négliger certains développements dépassant le cadre de ses préoccupations du moment sans être gêné dans la compréhension générale du texte. Signalons en outre que les "Exercices Corrigés» déjà parus dans la même collection devraient permettre une meilleure assimilation du cours. La thermodynamique chimique est l"étude de l"énergie et de l"entropie (ou de l"ordre-désordre) des systèmes et de leur relation avec les évolutions chimiques. Il est de tradition qu"elle soit enseignée, au niveau du premier cycle, en excluant toute relation avec la théorie corpusculaire de la matière.Certes,
l"intérêt de la thermodynamique axiomatique est de n"utiliser que des grandeurs macroscopiques, c"est-à-dire d"être indépendante de tout processus moléculaire. Cependant, vu l"évolution des programmes, il nous a semblé possible de montrer comment les propriétés macroscopiques des substances chimiques étaient reliées aux propriétés moléculaires, c"est-à-dire d"introduire, ne serait-ce qu"en utilisant des exemples simples, quelques notions de thermodynamique statistique. Certaines propriétés qui en sont déduites sont plus faciles à assimiler par les étudiants du premier cycle que lorsqu "elles sont déduites de la thermodynamique axiomatique. Par exemple, les étudiants sont maintenant familiarisés, en classes terminales, avec la notion de niveaux discrets de l"énergie. Il est donc possible de relier l"énergie globale d"un ensemble de molécules aux énergies associées aux différents degrés de liberté de chacune d"elles, et d"expliquer simplement certaines propriétés de la matière. Par exemple pourquoi une capacité calorifique varie avec la température... De la même façon la relation entropie S-nombre de microétats W (S = k Ln W) montre qu"un système évolue vers un état d"équilibre tout simplement parce que ce dernier est plus probable que tout autre état de non-équilibre. Enfin nous avons mis un accent particulier sur l"introduction des fonctions thermodynamiques et sur les équilibres physico-chimiques du corps pur. Il nous a semblé en outre indispensable d"introduire dès maintenant la notion de potentiel chimique même si dans les développements nous avons maintenu, pour simplifier, celui-ci égal à l"enthalpie libre molaire du corps pur. Il est en effet difficile de relier le degré d"avancement d"une réaction aux fonctions thermodynamiques sans l"introduire dans l"expression de ces dernières.La seconde
partie porte sur la Cinétique, c"est-à-dire sur l"étude des vitesses et des processus moléculaires des réactions chimiques. Elle a été traitée de façon plus classique que la première. Nous avons seulement essayé d"être très précis sur les définitions qui, bien que généralement simples troublent souvent les étudiants du premier cycle. D"autre part, tout en essayant de rester à un niveau élémentaire, nous avons développé un peu plus qu"il n"est d"usage au 1er cycle la théorie de l"état de transition, les mécanismes réactionnels et la Catalyse. Je tiens à remercier tous les collègues qui ont bien voulu me faire profiter de leurs remarques, tout particulièrement Monsieur le Professeur Ben Aiin,Madame
Arribet, Messieurs Bonardet, Mahé et Nogier, Maîtres-Assistants et Assistant à l"Université Pierre-et-Marie-Curie. Mes remerciements
s"adressent aussi à Mesdames Bonmkratz et Guihaumé qui ont aimablement dactylographié le manuscrit. Je serais enfin reconnaissant à tous les enseignants qui liraient cet ouvrage de me faire part de leurs critiques. ISBN2 13 038178 2
Dépôt
légal - 1re édition : 1983, novembrePresses Universitaires de France, 1983 108, boulevard Saint-Germain, 75006 Paris | Retrouver ce titre sur Numilog.com
Plan de l"ouvrage
THERMODYNAMIQUE
1 1Généralités 11
l-lIntroduction 11
La méthode des sciences exactes ou macro- scopiques 11 La méthode des modèles 11 La thermodynamique classique ou axiomatique 11L"énergie et
l"entropie 11 La thermodynamique statistique 11 l-ll Notion de système 121-111 Etat
du système 13Variables
d"état 13Variables
indépendantes 13Différents types
de variables d"état 13 l-IV Phase 141-V Etat
d"équilibre thermodynamique 14 t-V! Transformation 14 l-VII Fonction d"état 15Propriété mathématique
d"une fonction d"état 15I-VIII
Transformation réversible 16
l-IX Température 17Echelles
de température 17Enceinte
adiabatique 18Equilibre
thermique (Principe " zéro» de la thermo- dynamique) 18Echelles centésimales de
température 18Thermomètre
à gaz. Echelle commune de tempéra-
ture 191-X Travail 21
l-XIEnergie calorifique ou chaleur 24
l-XII Notion d"énergie 26L"énergie potentielle
26L"énergie cinétique
26Transformation d"une forme
d"énergie en une autre 27Unités
27 Retrouver ce titre sur Numilog.com
I-XIII Energie interne d"un ensembie de molé-
cules sans interaction (gaz parfait) 28 l-XIII-1.Degré de liberté des molécules 28
l-XIII-2. Energie interne et degré de liberté des molécules 28I-XIII-3.
Energie interne du point de vue quantique 29 I-XIII-4. Loi de distribution de Boltzmann 31I-XIII-5.
Retour à la notion de travail et d"énergie calorifique 33 Il / Premier principe de la thermodynamique 35 11-1Premier principe 35
11-2Transformation à volume constant 37
11-3Enthalpie. Transformation à pression
constante 38 11-4Evolution d"un corps pur avec la tempéra-
ture 3811-5
Capacité calorifique 38
11-6Relations entre H, U, Q et les coefficients
calorimétriques 43 11-7 "Retour» aux capacités calorifiques 44 11-8Chaleur latente de changement d"état 46
11-9Relation entre H et U (ou entre Qp et Qc) 46
11-10Notion de chaleur de réaction 48
11-11Etat standard 50
11-12Loi de Hess 50
11-13Additivité des chaleurs de réaction 51
11-14 Enthalpie de
formation 52 11-15Calcul des chaleurs de réaction à partir
des enthalpies de formation 5211-16 Influence
de la température sur les chaleurs de réaction (Loi de Kirchoff) 53 11-17Energie de liaison 55
11-17-1. Energie de
liaison covalente 55 11-17-1-1. Cas des molécules diatomiques 55 11-17-1-2. Cas des molécules comportant
plusieurs liaisons 5711-17-2. Energie d"un
cristal ionique 61 III /Second principe de la thermodynamique 63
III-1 Evolution
d"un système isolé 63III-2 Facteurs
de l"énergie 64 III-3Notion d"entropie en thermodynamique
axiomatique 66111-4
Notion de potentiel chimique 66 Retrouver ce titre sur Numilog.com
111-5 Expression de l"énergie 66
111-6Second principe de la thermodynamique 67
111-7Interprétation moléculaire de l"entropie :
entropie et désordre 68111-8 Evaluation
de la variation d"entropie dans quelques cas simples 72 1.Variation de température d"un composé sans
changement d"état 72 2. Expansion isotherme réversible d"un gaz parfait 73 3. Variation d"entropie d"un gaz parfait 73 4.Variation d"entropie lors d"un changement de
phase 74 111-9Troisième principe 75
111-10
Entropie absolue 75
111-11
Entropie et désordre 80
111-12
Entropies absolues et propriétés phy-
siques 81111-13
Variation d"entropie d"une réaction se
produisantà température constante 82
111-14
Energie libre A (ou fonction de Helm-
holtz). Enthalpie libre G (ou fonction deGibbs) 84
111-14-1. Energie libre
A 84111-14-2.
Enthalpie libre G 87
111-15
Cas des systèmes chimiques 88
111-16
Réactions couplées 90
111-17 Enthalpie libre standard
de formation 91111-18
Variation d"énergie libre standard d"une
réaction, à la température T 92 IV / Equilibres physico-chimiques du corps pur 93IV-1 Composition chimique
de différentes phases d"un système 93IV-2 Conditions d"équilibre d"un
système poly- phasé 93IV-3
Nombre de constituants indépendants C 94
IV-4Variance. Règle des phases (Gibbs) 94
IV-5Energie libre d"un corps pur et change-
ment de phase 95IV-5-1. Effet de
la température à pression constante 95IV-5-2. Effet de
la pression 97IV-6 Loi
des équilibres de phase d"un corps pur 100IV-6-1. Equation
de Clapeyron 100IV-6-2. Equation
de Clausius-Clapeyron 101 Retrouver ce titre sur Numilog.com reçue par 8 est comptée positivement; celle fournie par 8 à 9 est comptée négativement. On peut dire que le système est "égoïste».1-111.
Etat du système
VARIABLES
D"ÉTAT Pour décrire le système on définit son état. Celui-ci est décrit par les valeurs que possèdent un certain nombre de grandeurs dites variables thermodynamiques, ou variables ou paramètres d"état, mesurables donc macroscopiques, c"est-à-dire se rapportant à une quantité de matière comprenant un grand nombre de particules. A priori il semble que pour définir un état il faille spécifier les valeurs numériques de toutes les propriétés : pression, volume, température, concentration, mais aussi viscosité, densité, indice de réfraction, etc.quotesdbs_dbs29.pdfusesText_35[PDF] Modélisation et contrôle des grands réfrigérateurs cryogéniques
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