Table des matières
序i
前言iii
Avant-propos v
Chapitre 1 Introduction à la thermodynamique 3
1.1 Descriptiondel’étatd’unsystème 4
1.1.1 Lesystème 4
1.1.2 Paramètresd’état 5
1.1.3 équationd’état 7
1.1.4 Coefficientsthermoélastiques 8
1.2 Lestransformationsdusystème 9
1.2.1 évolutionversunnouvelétat 9
1.2.2 Vocabulaire 11
1.2.3 Interactions avec I’extérieur : transferts d’énergie 12
1.3 Pressionettempérature 12
1.3.1 Pression 12
1.3.2 Température 13
Chapitre A Introduction à la thermodynamique 15
A.1 Histoire 15
Chapitre 2 Théorie cinétique des gaz parfaits 18
2.1 Descriptiondugazparfaitmonoatomique 18
2.1.1 Hypothèsesdumodèle 19
2.1.2 Distributiondesvitesses 20
2.2 Pressionettempératurecinétiques 21
2.2.1 Pressioncinétique 21
2.2.2 Températurecinétique 23
2.2.3 Notiond’énergieinterne 25
2.2.4 Capacitéthermique 25
2.3 Gazparfaitpolyatomique 26
2.4 Extensionauxsystèmesréels 28
2.4.1 Phasescondensées 28
2.4.2 GazdeVanderWaals 29
2.4.3 Résumé 31
Chapitre B Théorie cinétique des gaz parfaits 32
B.1 Histoire 32
B.2 Webographie 34
Chapitre 3 Statique des fluides 35
3.1 Relationfondamentaledelastatiquedesfluides 35
3.1.1 Forcedepression 35
3.1.2 Relationfondamentale 37
3.1.3 Applications 40
3.2 étude macroscopique du gaz parfait -cas de I’atmosphère isotherme 42
3.3 Pousséed’Archimède45
3.3.1 Théorèmed’Archimède 45
3.3.2 Applications 46
Chapitre C Statique des fluides 47
C.1 Histoire 47
C.2 L’atmosphèreterrestre 49
C.3 Webographie 51
Chapitre 4 Premier Principe -Bilans d’énergie 52
4.1 Nécessitéd’uneapprochethermodynamique52
4.1.1 étuded’unsystèmemécanique 52
4.1.2 Lesdifférentesformesd’énergie 53
4.1.3 Lesdifférentstransfertsd’énergie 54
4.2 Travauxdesforcesdepression 55
4.2.1 Travailélémentaire 55
4.2.2 Casparticuliers 56
4.3 Premierprincipe 60
4.3.1 énoncé 60
4.3.2 Conséquences 60
4.3.3 WetQnesontpasdesfonctionsd’état 61
4.3.4 DétentedeJoule-GayLussac 62
4.4 L’enthalpie 63
4.4.1 Détente de Joule-Thomson ou Joule-Kelvin 63
4.4.2 étudedetransformationsmonobares 65
4.4.3 Expressionsdel’enthalpie 65
4.5 Transformationsparticulièresdugazparfait 66
4.5.1 TransformationsQSMRisotherme 66
4.5.2 TransformationQSMRadiabatique 67
4.6 Calorimétrie 68
4.6.1 Bilan 68
4.6.2 Méthodescalorimétriques 69
Chapitre D Premier principe 72
D.1 Histoire 72
D.2 Tableaurésumé 73
Chapitre 5 Second principe 74
5.1 énoncédusecondprincipe 75
5.1.1 énoncé 75
5.1.2 Conséquences 76
5.2 Identitésthermodynamiques 76
5.2.1 Températurethermodynamique 76
5.2.2 Pressionthermodynamique 78
5.2.3 Identitéthermodynamique 79
5.2.4 Casd’unetransformationQSMR 79
5.3 Expressionsdel’entropie 80
5.3.1 Entropiedugazparfait 80
5.3.2 Gazréel 82
5.3.3 Phasescondensées 82
5.4 Bilans entropiques lors de transformations polythermes 83
5.4.1 Notiondethermostat 83
5.5 Bilansentropiques 85
5.5.1 Principe 85
5.5.2 Mélangecalorimétrique 86
5.5.3 DétentedeJoule-GayLussac 87
5.5.4 DétentedeJoule-Thomson 87
5.6 Diagrammes entropiques-Représentation graphique des transformations QSMR 88
5.6.1 Diagrammesd’état 88
5.7 Critère d’évolution : Potentiels thermodynamiques 90
5.7.1 évolutionmonotherme 91
5.7.2 évolutionmonothermeetmonobare 94
5.7.3 Fonctionscaractéristiques 97
Chapitre 6 Changements d’état 101
6.1 Généralités 101
6.1.1 Cadredel’étude 101
6.1.2 Changementsd’état 101
6.1.3 Variance 102
6.2 étudeexpérimentaledeschangementsdephase 103
6.2.1 Refroidissementisobaredel’étain 103
6.2.2 Liquéfaction isotherme de dioxyde de carbone 104
6.2.3 Diagramme (P,T ) 105
6.2.4 étudedel’équilibreliquide-vapeur 108
6.2.5 Diagramme3D 109
6.2.6 Exemples de transformations et de lecture de diagramme 110
6.3 Fonctions d’état du corps pur sous plusieurs phases 114
6.3.1 Enthalpielibred’uncorpspursous2phases 115
6.3.2 Enthalpiedechangementd’état 116
6.3.3 Entropiedechangementd’état 117
6.3.4 FormuledeClapeyron 118
6.3.5 Théorèmedesmoments 119
6.3.6 Bilansthermodynamiques:méthode 120
6.3.7 Exercicesd’application 120
Chapitre E Changements d’état 124
E.1 Webographie 124
Chapitre 7 Machines thermiques-Thermodynamique industrielle 125
7.1 Cyclethermodynamique:rappels 125
7.2 étude théorique des machines thermiques polythermes 126
7.2.1 RelationdeClausius 126
7.2.2 Cyclemonotherme-énoncédeKelvin 127
7.2.3 Machinesdithermes:diagrammedeRaveau128
7.3 étudedesmoteursthermiques 129
7.3.1 ThéorèmedeCarnot 129
7.3.2 Réalisation pratique d’un moteur réversible 131
7.3.3 Moteuràexplosion 131
7.4 Machines réceptrices : réfrigérateurs et pompes à chaleur 134
7.4.1 Machinefrigorifique 135
7.4.2 Pompeàchaleur 136
7.5 Machines thermiques fonctionnant entre 2 pseudo-sources 137
7.5.1 Bilansthermodynamiques 137
7.5.2 Exerciced’application 138
7.6 Thermodynamiqueindustrielle.139
7.6.1 Systèmesenécoulement139
7.6.2 étuded’unréfrigérateuràfréon 143
Chapitre F Machines thermiques 146
F.1 Histoire 146
F.2 Tableaurésumé 147
F.3 DiagrammeT-Sdufréon 148
DExercices 149
Chapitre 1 Théorie cinétique des gaz parfaits 151
Chapitre 2 Statique des fluides 159
Chapitre 3 Premier Principe 163
Chapitre 4 Second Principe 171
Chapitre 5 Potentiel thermodynamique 178
Chapitre 6 Changements d’état 182
Chapitre 7 Machines thermiques 191