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Thermodynamique macroscopique : À l'usage des étudiants en sciences de l'ingénieur
Livre numérique Thermodynamique macroscopique : À l'usage des étudiants en sciences de l'ingénieur

par Watzky, Alexandre

De Boeck Supérieur

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  • Consultable à la Bpi

Livre numérique

Thermodynamique macroscopique : À l'usage des étudiants en sciences de l'ingénieur

Auteur(s) : Watzky, Alexandre
  • Éditeur(s)
  • Date
    • 2007
  • Notes
    • Cet ouvrage vise une description purement macroscopique des évolutions d'un système. Une progression rigoureuse assortie de nombreux exercices et problèmes guide le lecteur dans la compréhension des principes généraux qui caractérisent cette discipline.Ce cours de thermodynamique, augmenté d'exercices et problèmes (applications directes, démonstrations de cours, problèmes originaux) vise une description macroscopique des évolutions d'un système. L'approche retenue ici, dite "historique", élude volontairement les aspects microscopiques (physique statistique) et les concepts abstraits qui caractérisent cette discipline sont construits avec une progression pédagogique qui en permet la compréhension et la maîtrise.La plus grande originalité est sans doute l'accent mis sur les ouvertures possibles qui autorisent à sortir du cadre dit "classique", et ici aussi traité en détails (des gaz, des machines thermiques et des systèmes uniformes).On trouvera notamment une orientation vers la mécanique des fluides ou des solides (avec les rappels nécessaires), qui est un aspect rarement abordé en dehors d'ouvrages spécialisés.Cet ouvrage s'adresse donc avant tout à un public de type ingénieur, tant en formation (L3 Sciences & Technologie, Masters scientifiques, Écoles d'Ingénieurs) qu'en activité. Certains chapitres peuvent néanmoins être abordés dès le premier cycle.
  • Langues
    • Français
  • ISBN
    • 9782804152383
  • Droits
    • copyrighted
  • Résultat de :
  • Quatrième de couverture

    • Thermodynamique macroscopique

      « Une invitation à la réflexion et au raisonnement pour comprendre la thermodynamique »

      La thermodynamique est la science des échanges d'énergie et de l'évolution des systèmes. La vocation de cet ouvrage est de présenter la thermodynamique dans une approche résolument macroscopique, avec notamment une ouverture marquée vers la mécanique.

      Les principes fondamentaux sont construits en faisant fortement appel à la manière dont ils ont historiquement été introduits et où les points délicats sont discutés en détail.

      Une progression rigoureuse assortie de nombreux exercices et problèmes corrigés guide le lecteur dans la compréhension des concepts généraux qui caractérisent cette discipline et leur application.

      Si cet ouvrage se destine plus particulièrement à des étudiants en Sciences de l'Ingénieur (troisième année de licence, master, écoles d'ingénieurs), et notamment aux mécaniciens qui se doivent à l'heure actuelle d'appréhender globalement un problème, les enseignants et ingénieurs devraient aussi y trouver des ressources profitables.

      Un point de vue délibérément macroscopique

      Une construction progressive et pédagogique

      Plus de 100 exercices et problèmes avec leurs solutions détaillées

      Des notes historiques


  • Tables des matières

      • Thermodynamique macroscopique

      • À l'usage des étudiants en sciences de l'ingénieur

      • Alexandre Watzky

      • de boeck

      • PréfaceVII
      • Avant-proposIX
      • Chapitre 1 Généralités1
      • 1. « Quelques » définitions2
      • 1.1. Système2
      • 1.1.1. Définition2
      • 1.1.2. Cas particuliers2
      • 1.1.3. Conventions3
      • 1.2. Approche macroscopique vs. approche microscopique3
      • 1.2.1. Les deux types d'approche3
      • 1.2.2. Milieu continu4
      • 1.2.3. Particule macroscopique4
      • 1.2.4. Champ matériel4
      • 1.3. État4
      • 1.3.1. Configuration, propriétés, état4
      • 1.3.2. Grandeurs extensives ou intensives5
      • 1.3.2.a. Grandeurs extensives5
      • 1.3.2.b. Grandeurs intensives5
      • 1.3.2.c. Grandeurs spécifiques ou densités5
      • 1.3.3. Variables d'état, fonctions d'état, variance6
      • 1.3.4. Choix des variables d'état6
      • 1.3.5. « Hypothèse » de l'état local6
      • 1.4. Évolution (ou non)7
      • 1.4.1. Évolution7
      • 1.4.2. Équilibre7
      • 1.4.2.a. Équilibre thermodynamique7
      • 1.4.2.b. Hypothèse de l'équilibre local8
      • 1.4.2.c. État d'accompagnement local8
      • 1.5. Thermodynamique ou thermostatique ? (I)8
      • 1.6. Source8
      • 1.7. Iso- et mono-9
      • 2. Rappels sur les fonctions de plusieurs variables9
      • 2.1. Transformations infinitésimales9
      • 2.2. Différentielle d'une fonction de plusieurs variables10
      • 2.2.1. Forme différentielle10
      • 2.2.2. Différentielle10
      • 2.2.3. Conditions de Cauchy10
      • 2.3. Notations10
      • 2.3.1. Coefficients d'une forme différentielle et dérivées partielles10
      • 2.3.2. Choix des variables11
      • 2.3.3. Changement de variables11
      • 2.4. Dérivées partielles, équations d'état et loi d'état11
      • E 1. Exercices sur le chapitre 1 13
      • Énoncés 13
      • Solutions 14
      • Chapitre 2 Éléments de mécanique des milieux continus15
      • 1. Notations et rappels sur les opérateurs différentiels16
      • 1.1. Convention de l'indice muet16
      • 1.2. Opération sur les tenseurs17
      • 1.3. Opérateurs différentiels18
      • 1.3.1. Définitions18
      • 1.3.2. Propriétés18
      • 1.3.3. Matrice jacobienne19
      • 1.3.3.a. Définition19
      • 1.3.3.b. Application aux différentielles19
      • 1.3.3.c. Jacobien19
      • 1.4. Transformations d'intégrales19
      • 1.5. Décompositions d'un tenseur du second ordre20
      • 1.5.1. Parties symétrique et antisymétrique20
      • 1.5.2. Vecteur dual20
      • 1.5.3. Sphérique et déviateur20
      • 2. Cinématique21
      • 2.1. Les deux types de descriptions21
      • 2.1.1. Description eulérienne21
      • 2.1.2. Description lagrangienne21
      • 2.2. Dérivée particulaire21
      • 2.3. Hypothèses cinématiques22
      • 2.3.1. Principe de non-interpénétrabilité de la matière22
      • 2.3.2. Hypothèse de régularité22
      • 2.4. Cinématique et déformations23
      • 2.4.1. Description lagrangienne23
      • 2.4.2. Description eulérienne25
      • 2.4.3. Relations entre les deux descriptions26
      • 2.4.4. Conditions de compatibilité de (...)26
      • 2.4.5. Cas des petites perturbations (H.P.P.)26
      • 2.5. Dilatation volumique27
      • 2.6. Transport d'un élément de surface matérielle28
      • 3. Principe fondamental de la mécanique28
      • 3.1. Les trois lois de Newton28
      • 3.1.1. Référentiel galiléen28
      • 3.1.1.a. Principe d'inertie (première loi de Newton)29
      • 3.1.1.b. Référentiel galiléen29
      • 3.1.2. Relation fondamentale de la dynamique (deuxième loi de Newton)29
      • 3.1.3. Principe des actions réciproques (troisième loi de Newton)29
      • 3.2. Remarques29
      • 3.2.1. Galiléen ou non ?29
      • 3.2.2. Sur le concept de force et la modélisation des efforts mécaniques30
      • 4. Équations de bilan30
      • 4.1. Expression générale31
      • 4.2. Remarques31
      • 4.3. Cas des systèmes géométriquement fixés32
      • 4.3.1. Description eulérienne32
      • 4.3.2. Description lagrangienne32
      • 5. Conservation de la masse et dérivation matérielle33
      • 5.1. Loi de Lavoisier33
      • 5.2. Principe de conservation de la masse33
      • 5.2.1. Description eulérienne34
      • 5.2.2. Description lagrangienne34
      • 5.3. Conservation de la masse et forme locale des équations de bilan35
      • 5.4. Considérations matérielles35
      • 5.5. Dérivée matérielle d'une intégrale de volume35
      • 5.6. Cas des mélanges36
      • 5.6.1. Dérivée particulaire par rapport à un constituant36
      • 5.6.2. Vitesse barycentrique37
      • 5.6.3. Convection et diffusion37
      • 5.6.4. Conservation de la masse des constituants37
      • 6. Conservation de la quantité de mouvement38
      • 6.1. Conservation de la quantité de mouvement38
      • 6.2. Description eulérienne38
      • 6.2.1. Tenseur des contraintes de Cauchy38
      • 6.2.2. Forme locale de la conservation de la quantité de mouvement39
      • 6.3. Description lagrangienne40
      • 6.3.1. Premier tenseur des contraintes de Piola-Kirchhoff40
      • 6.3.2. Conservation de la quantité de mouvement en description lagrangienne41
      • 6.3.3. Second tenseur des contraintes de Piola-Kirchhoff41
      • 6.4. Cas des petites perturbations (H.P.P.)41
      • 7. Pression dans un fluide41
      • 7.1. Pression41
      • 7.2. Non-négativité de la pression42
      • 7.2.1. Mise en évidence de la pression42
      • 7.2.2. Interprétation microscopique42
      • 7.2.3. Pression absolue42
      • 7.3. Digression sur l'existence de la pression43
      • 7.3.1. Contact entre deux systèmes43
      • 7.3.2. Équilibre mécanique43
      • 7.3.3. Existence de la pression44
      • E 2. Exercices sur le chapitre 2 44
      • Énoncés 44
      • Solutions 46
      • Chapitre 3 Principe zéro51
      • 1. Température (I)52
      • 1.1. Paroi adiabatique, équilibre thermique52
      • 1.1.1. Contact entre deux systèmes52
      • 1.1.2. Équilibre thermique53
      • 1.2. Principe zéro et température empirique53
      • 1.2.1. Principe zéro de la thermodynamique53
      • 1.2.2. Température empirique53
      • 1.2.3. Sur le principe zéro54
      • 1.2.4. Reformulation du principe zéro54
      • 1.3. Échelle(s) des températures54
      • 1.3.1. Mesure de la température54
      • 1.3.2. Échelles de températures classiques55
      • 1.3.2.a. Échelle Celsius des températures55
      • 1.3.2.b. Échelle Farenheit des températures55
      • 1.3.2.c. Thermomètre de référence56
      • 1.3.3. Températures absolues56
      • 1.3.3.a. Échelle Kelvin57
      • 1.3.3.b. Échelle de Rankine58
      • 1.4. À propos du gaz idéal (I)58
      • 2. Gaz idéal58
      • 2.1. À propos du gaz idéal (II)58
      • 2.2. Premières approches58
      • 2.3. Loi d'Avogadro-Ampère60
      • 2.4. Gaz idéal60
      • E 3. Exercices sur le chapitre 3 61
      • Énoncés 61
      • Solutions 62
      • Chapitre 4 Premier principe65
      • 1. Énergies et puissances66
      • 1.1. Concept d'énergie66
      • 1.2. Énergies propres66
      • 1.2.1. Énergie cinétique66
      • 1.2.2. Énergie interne67
      • 1.2.3. Énergie totale67
      • 1.2.4. Sur les valeurs des énergies propres67
      • 1.3. Énergies échangées67
      • 1.3.1. Puissances67
      • 1.3.1.a. Puissance mécanique68
      • 1.3.1.b. Autres puissances macroscopiques68
      • 1.3.1.c. Puissance calorifique68
      • 1.3.2. Travail69
      • 1.3.3. Chaleur69
      • 2. Travail des efforts de pression uniforme70
      • 2.1. Puissance des efforts de pression70
      • 2.2. Cas d'une pression uniforme70
      • 2.3. Diagramme de Clapeyron71
      • 2.3.1. Interprétation graphique du travail71
      • 2.3.2. Cas des cycles72
      • 2.3.3. Remarques72
      • 3. Théorème de l'énergie cinétique72
      • 3.1. Théorème de la puissance cinétique72
      • 3.1.1. Description eulérienne72
      • 3.1.2. Description lagrangienne73
      • 3.2. Variation d'énergie cinétique entre deux états74
      • 3.3. Cas conservatif75
      • 3.3.1. Force dérivant d'un potentiel, énergie potentielle75
      • 3.3.2. Énergie mécanique75
      • 4. Principe des puissances virtuelles75
      • 4.1. Mouvement virtuel75
      • 4.2. Principe des puissances virtuelles76
      • 4.2.1. Puissances virtuelles76
      • 4.2.2. Principe de d'Alembert77
      • 5. Premier principe de la thermodynamique77
      • 5.1. Conservation de l'énergie77
      • 5.2. Principe d'équivalence78
      • 5.3. Premier principe et énergie interne79
      • 5.4. Sur le mouvement perpétuel (I)79
      • 5.5. Forme différentielle du premier principe80
      • 6. Bilans d'énergie80
      • 6.1. Conséquence du théorème de l'énergie cinétique80
      • 6.2. Digression sur l'énergie potentielle81
      • 7. Enthalpie81
      • 7.1. Cas d'un système ouvert81
      • 7.1.1. Bilan de puissance sur un système ouvert81
      • 7.1.2. Dynalpie83
      • 7.1.3. Application aux écoulements83
      • 7.1.3.a. Cas général instationnaire83
      • 7.1.3.b. Cas stationnaire83
      • 7.2. Transformations monobares d'un système fermé84
      • 7.3. Enthalpie généralisée84
      • 8. Coefficients calorimétriques (I)84
      • 8.1. Première approche : capacité calorifique84
      • 8.2. Coefficients thermoélastiques85
      • 8.3. Coefficients calorimétriques86
      • 8.3.1. Chaleurs massiques86
      • 8.3.2. Coefficients calorimétriques86
      • 8.4. Relation de Reech87
      • 8.5. Chaleurs massiques, énergie interne et enthalpie88
      • 9. Signes des coefficients calorimétriques88
      • 9.1. Stabilité mécanique88
      • 9.2. Chaleur et température89
      • 9.2.1. Signe des chaleurs massiques89
      • 9.2.2. Stabilité thermique89
      • 9.3. Valeur de gamma89
      • 10. Applications au gaz idéal90
      • 10.1. Lois de Joule et coefficients calorimétriques90
      • 10.1.1. Première loi de Joule90
      • 10.1.2. Coefficients calorimétriques pour un gaz idéal90
      • 10.1.3. Seconde loi de Joule91
      • 10.2. Étude de quelques transformations91
      • 10.2.1. Transformation isochore91
      • 10.2.2. Transformation isobare92
      • 10.2.3. Transformation isotherme92
      • 10.2.4. Transformation adiabatique92
      • 10.2.5. Transformation polytropique93
      • E 4. Exercices sur le chapitre 4 93
      • Énoncés 93
      • Solutions 99
      • Chapitre 5 Deuxième principe111
      • 1. Réversibilité, irréversibilité112
      • 1.1. Transformations réversibles, irréversibles112
      • 1.2. Insuffisance du premier principe de la thermodynamique113
      • 1.3. Nécessité et objectif d'un deuxième principe113
      • 1.4. Forme du deuxième principe de la thermodynamique114
      • 1.5. Sur la construction du deuxième principe114
      • 2. Machines thermiques114
      • 2.1. Définitions114
      • 2.1.1. Source de chaleur114
      • 2.1.2. Machine thermique114
      • 2.1.3. Moteur thermique115
      • 2.1.4. Machine frigorifique et pompe à chaleur115
      • 2.2. Efficacité d'une machine thermique115
      • 3. Premiers énoncés du deuxième principe116
      • 3.1. Énoncé de Thomson (Kelvin)116
      • 3.2. Premier énoncé de Clausius116
      • 3.3. Sur le sens de la chaleur117
      • 3.4. Sur le mouvement perpétuel (II)117
      • 3.5. Équivalence des deux énoncés117
      • 4. Principe de Carnot118
      • 4.1. Cycle de Carnot118
      • 4.1.1. Moteur de Carnot118
      • 4.1.2. Machine frigorifique de Carnot119
      • 4.2. Échanges d'énergie dans une machine de Carnot119
      • 4.2.1. Machine de Carnot où le système est un gaz idéal119
      • 4.2.2. Machine de Carnot quelconque120
      • 4.2.3. Machines de Carnot et température (I)121
      • 4.3. Efficacité d'une machine de Carnot121
      • 4.3.1. Rendement d'un moteur de Carnot121
      • 4.3.2. Coefficient de performance frigorifique d'une machine de Carnot121
      • 4.3.3. Coefficient de performance thermique d'une machine de Carnot122
      • 4.4. Principe de Carnot122
      • 4.4.1. Théorème de Carnot122
      • 4.4.2. Conséquences123
      • 5. Inégalités dans une machine ditherme124
      • 5.1. Échanges d'énergie dans une machine ditherme124
      • 5.1.1. Inégalité de Clausius124
      • 5.1.2. Inégalité de Gouy124
      • 5.1.3. Sur les températures125
      • 5.2. Diagramme de Raveau125
      • 5.2.1. Représentation dans le plan (Q1, Q2)125
      • 5.2.2. Point de fonctionnement d'une machine ditherme126
      • 6. Machines thermiques quelconques127
      • 6.1. Réversibilité et cycle de Carnot127
      • 6.2. Échanges d'énergie dans une machine thermique quelconque128
      • 6.2.1. Relations de Clausius128
      • 6.2.2. Relations de Gouy128
      • 6.3. Machines réelles130
      • 6.3.1. Puissance d'une machine de Carnot130
      • 6.3.2. Cycle réel130
      • 6.3.3. Efficacité et irréversibilités130
      • 7. Entropie131
      • 7.1. Remarque préliminaire131
      • 7.2. Entropie131
      • 7.2.1. Définition131
      • 7.2.2. Transformation irréversible132
      • 7.2.3. Entropie et réversibilité132
      • 8. Sur le deuxième principe de la thermodynamique132
      • 8.1. Formulation entropique du deuxième principe132
      • 8.2. Entropie de l'univers133
      • 8.3. Taux d'irréversibilité133
      • 9. Entropie et premier principe133
      • 9.1. Forme différentielle de l'énergie interne133
      • 9.1.1. Sans variation d'énergie cinétique134
      • 9.1.2. Cas général134
      • 9.1.3. Remarque134
      • 9.2. Inégalité de Jouguet134
      • 10. Bilan d'entropie135
      • 10.1. Non-conservation de l'entropie135
      • 10.2. Inégalité fondamentale et dissipation136
      • 11. Diagramme entropique136
      • 11.1. Représentation graphique de la chaleur136
      • 11.2. Cycle de Carnot138
      • E 5. Exercices sur le chapitre 5 138
      • Énoncés 138
      • Solutions 141
      • Chapitre 6 Conséquences du deuxième principe147
      • 1. Coefficients calorimétriques (II)148
      • 1.1. Nouvelles expressions des coefficients calorimétriques148
      • 1.1.1. Chaleurs latentes de dilatation et de compression148
      • 1.1.2. Coefficients thermoélastiques148
      • 1.1.3. Chaleurs massiques : formules de Clapeyron149
      • 1.2. Nouvelles relations sur gamma149
      • 1.3. Relation de Mayer généralisée149
      • 1.4. Chaleurs massiques et diagramme entropique150
      • 2. Température (II)150
      • 2.1. Température et machines de Carnot (II)150
      • 2.2. Température thermodynamique151
      • 2.2.1. Température et entropie151
      • 2.2.2. Définition de la température thermodynamique152
      • 2.2.3. Sur les échelles de température152
      • 3. Troisième principe de la thermodynamique153
      • 3.1. Troisième principe153
      • 3.2. Le zéro absolu comme une limite153
      • 3.2.1. Conséquence du deuxième principe153
      • 3.2.2. Conséquence du troisième principe154
      • 3.3. Coefficients thermodynamiques aux très basses températures154
      • 3.3.1. Chaleurs massiques154
      • 3.3.2. Coefficients thermoélastiques155
      • 4. Pression (II)155
      • 4.1. Pression thermodynamique155
      • 4.2. Relation entre pressions thermodynamique et mécanique155
      • 5. Deuxième principe et gaz idéal156
      • 5.1. Coefficients calorimétriques et lois de Joule156
      • 5.2. Entropie d'un gaz idéal156
      • E 6. Exercices sur le chapitre 6 157
      • Énoncés 157
      • Solutions 160
      • Chapitre 7 Potentiels thermodynamiques et équilibre165
      • 1. Énergie libre166
      • 1.1. Énergie utilisable de Helmholtz166
      • 1.1.1. Transformation monotherme réversible166
      • 1.1.2. Transformation monotherme irréversible167
      • 1.1.3. Évolution sans échange de travail167
      • 1.2. Énergie utilisable de Gouy168
      • 1.2.1. Transformation réversible168
      • 1.2.2. Transformation irréversible168
      • 1.3. Énergie libre168
      • 2. Enthalpie libre169
      • 2.1. Cas des systèmes ouverts169
      • 2.1.1. Bilan d'entropie169
      • 2.1.2. Travail libérable dans une évolution monotherme170
      • 2.1.2.a. Évolution monotherme : exergie170
      • 2.1.2.b. Enthalpie libre, fonction de Gibbs171
      • 2.2. Évolution monotherme et monobare d'un système fermé171
      • 3. Transformation de Legendre172
      • 3.1. Définition172
      • 3.2. Interprétation de la transformation de Legendre172
      • 3.3. Application à la thermodynamique173
      • 3.2.1. Fonctions thermodynamiques173
      • 3.2.2. Fonctions de Massieu174
      • 4. Relations différentielles174
      • 4.1. Coefficients174
      • 4.2. Relations de Maxwell175
      • 4.3. Transformations particulières175
      • 4.4. Relations de Helmholtz176
      • 5. Systèmes à composition variable176
      • 5.1. Théorème d'Euler176
      • 5.2. Relations de Gibbs, d'Euler et de Gibbs-Duhem177
      • 5.2.1. Relation de Gibbs177
      • 5.2.2. Relation d'Euler178
      • 5.2.3. Relation de Gibbs-Duhem178
      • 5.2.4. Différentielle massique178
      • 5.3. Application à l'énergie interne d'un gaz178
      • 5.3.1. Relation d'Euler178
      • 5.3.2. Relation de Gibbs179
      • 5.3.3. Relation de Gibbs-Duhem179
      • 5.3.4. Relations massiques179
      • 5.4. Retour sur la fonction de Gibbs179
      • 5.5. Interprétation de la relation de Gibbs-Duhem180
      • 6. Équilibre et stabilité180
      • 6.1. Conditions d'équilibre180
      • 6.2. Stabilité d'un équilibre180
      • 6.2.1. Définition180
      • 6.2.2. Cas de la mécanique (adiabatique)180
      • 6.2.3. Cas général181
      • 6.2.4. Stabilité thermodynamique181
      • 7. Potentiels thermodynamiques182
      • 7.1. Évolutions adiabatiques182
      • 7.2. Évolutions isothermes182
      • 7.2.1. Évolutions isochores (et isothermes)183
      • 7.2.2. Évolutions isobares (et isothermes)183
      • 7.3. Énergie interne et enthalpie183
      • 7.3.1. Différentielle seconde de l'énergie interne183
      • 7.3.2. Différentielle seconde de l'enthalpie184
      • 7.4. Sur les fonctions de Massieu184
      • 8. Différentielles secondes : application aux gaz184
      • 8.1. Différentielle seconde de l'énergie interne184
      • 8.2. Conséquences : signe des chaleurs massiques185
      • 8.3. Concavité des potentiels thermodynamiques185
      • 8.3.1. Évolutions isochores185
      • 8.3.2. Évolutions isobares186
      • E 7. Exercices sur le chapitre 7 186
      • Énoncés 186
      • Solutions 189
      • Chapitre 8 Bilan de principes197
      • 1. Sur la construction du deuxième principe198
      • 1.1. Les premiers énoncés198
      • 1.2. L'entropie199
      • 2. Les quatre principes fondamentaux200
      • 3. Sur la résolution du problème201
      • 3.1. Inventaire201
      • 3.1.1. Équations fondamentales201
      • 3.1.2. Inconnues201
      • 3.2. Équations d'état201
      • 3.2.1. Puissance des efforts intérieurs réversible201
      • 3.2.2. Puissance des efforts intérieurs irréversible202
      • 3.3. Lois phénoménologiques202
      • 3.4. Variables internes203
      • 3.5. Sur le choix des variables203
      • 4. Thermostatique ou thermodynamique ? (II)203
      • Chapitre 9 Gaz réels et mélanges205
      • 1. Gaz réels206
      • 1.1. Définition206
      • 1.2. Modèles issus de la théorie cinétique des gaz206
      • 1.2.1. Corrections206
      • 1.2.2. Gaz de van der Waals207
      • 1.3. Autres modèles208
      • 2. Développement du viriel208
      • 2.1. Définition208
      • 2.2. Diagramme d'Amagat et température de Mariotte209
      • 2.3. Applications210
      • 2.2.1. Coefficients calorimétriques210
      • 2.2.2. Énergie interne et enthalpie210
      • 3. Mélanges211
      • 3.1. Fractions211
      • 3.1.1. Fraction massique211
      • 3.1.2. Fraction molaire211
      • 3.1.3. Fraction volumique212
      • 3.2. Mélanges de gaz212
      • 3.2.1. Pressions partielles212
      • 3.2.2. Loi de Dalton212
      • 3.2.3. Loi d'Amagat-Leduc213
      • 3.2.4. Mélange de gaz idéaux213
      • 3.3. Variables internes et lois complémentaires213
      • 3.4. Potentiels pour un mélange214
      • 3.4.1 Énergie interne214
      • 3.4.2 Autres potentiels thermodynamiques214
      • 3.5. Mélange idéal215
      • 3.5.1 Mélange idéal de gaz idéaux215
      • 3.5.2 Cas général215
      • 4. Changements de phase d'un corps pur216
      • 4.1. Transitions de phases216
      • 4.2. Minimum de l'enthalpie libre216
      • 4.3. Diagramme des phases217
      • 4.3.1. Frontières entre deux phases217
      • 4.3.2. Transition de phase du premier ordre217
      • 4.3.2.a. Réversibilité218
      • 4.3.2.b. Chaleur latente218
      • 4.3.2.c. Courbes de transition218
      • 4.3.2.d. Point triple219
      • 4.3.3. Transition de phase du deuxième ordre219
      • 4.3.4. Représentation dans le plan (T, p)219
      • 4.3.5. Représentation dans l'espace (p, v, T)219
      • 4.4. Représentation dans le plan (v, p)220
      • 4.4.1. Diagramme d'Andrews220
      • 4.4.2. Règle des moments221
      • 4.4.3. Courbe de saturation221
      • 4.5. Représentation dans le plan (s, T)221
      • Mélanges réactifs222
      • 5.1. Description d'un mélange réactif222
      • 5.1.1. Réaction chimique222
      • 5.1.2. Avancement de réaction222
      • 5.2. Grandeurs caractéristiques en thermochimie223
      • 5.2.1. Affinité chimique223
      • 5.2.1. Potentiels chimiques, activité223
      • 5.2.1.a. Potentiel chimique d'un gaz idéal223
      • 5.2.1.b. Mélange idéal de gaz idéaux224
      • 5.2.1.c. Activité224
      • 5.2.1.d. Mélange idéal224
      • 5.2.1.e. Conditions standard224
      • 5.3. Évolution (ou non)224
      • 5.3.1. Équilibre225
      • 5.3.2. Condition d'évolution225
      • 5.3.3. Enthalpie libre standard de réaction225
      • 5.3.4. Loi d'action de masse226
      • 5.4. Enthalpie et entropie standard de réaction226
      • 5.4.1. Chaleur de réaction227
      • 5.4.2. Chaleur de formation227
      • 5.4.3. Loi de Hess227
      • 5.5. Principe de modération de Le Chatelier227
      • 5.5.1. Modification de la composition du mélange228
      • 5.5.1.a. Ajout d'un constituant228
      • 5.5.1.b. Ajout d'un gaz inerte228
      • 5.5.2. Modification des conditions extérieures228
      • 5.5.2.a. Variation de température228
      • 5.5.2.b. Variation de pression229
      • E 9. Exercices sur le chapitre 9 229
      • Énoncés 229
      • Solutions 232
      • Chapitre 10 Introduction à la thermodynamique des milieux continus237
      • 1. Transferts de chaleur238
      • 1.1. Les modes de transfert de chaleur238
      • 1.1.1. Conduction thermique238
      • 1.1.2. Rayonnement thermique238
      • 1.1.3. Convection thermique238
      • 1.1.4. Enveloppe calorifugée239
      • 1.2. Équation de la chaleur239
      • 1.2.1. Loi de Fourier239
      • 1.2.2. Équation de la température240
      • 1.3. Modèles unidimensionnels en régime permanent241
      • 1.3.1. Coefficients d'échange : lois de Newton241
      • 1.3.1.a. Coefficient d'échange par conduction241
      • 1.3.1.b. Coefficients d'échanges superficiels241
      • 1.3.2. Résistance thermique242
      • 1.3.2.a. Paroi composite série242
      • 1.3.2.b. Paroi composite parallèle243
      • 2. Dissipation dans un milieu continu243
      • 2.1. Dissipation244
      • 2.1.1. Milieu thermodynamiquement admissible244
      • 2.1.2. Inégalité de Clausius-Duhem244
      • 2.1.3. Dissipations intrinsèque et thermique244
      • 2.1.4. Réversibilité et signe des dissipations245
      • 2.1.4.a. Signe de la dissipation thermique245
      • 2.1.4.b. Réversibilité245
      • 2.1.4.c. Interprétation de la dissipation intrinsèque245
      • 2.1.4.d. Signe de la dissipation intrinsèque246
      • 2.2. Modèles rhéologiques246
      • 2.2.1. Les assemblages de base246
      • 2.2.1.a. Élément de Kelvin-Voigt247
      • 2.2.1.b. Élément de Maxwell247
      • 2.2.1.b. Élément de Prandtl-Reuss248
      • 2.2.2. Exemple de loi de comportement248
      • 2.2.2.a. Travail des efforts intérieurs248
      • 2.2.2.b. Dissipation intrinsèque250
      • 2.3. Matériaux standards250
      • 2.3.1. Pseudo-potentiel de dissipation250
      • 2.3.2. Matériau standard251
      • 2.3.3. Relations de réciprocité d'Onsager251
      • 2.4. Retour sur l'hypothèse de l'état d'accompagnement local252
      • 3. Une formulation unifiée252
      • 3.1. Équations d'état et lois complémentaires252
      • 3.2. Développement de l'énergie libre253
      • 4. Classification des comportements des milieux continus254
      • 4.1. Liaisons internes parfaites254
      • 4.1.1. Solide rigide254
      • 4.1.2. Fluide parfait incompressible255
      • 4.2. Dissipation intrinsèque nulle255
      • 4.2.1. Hyperélasticité255
      • 4.2.2. Fluide parfait256
      • 4.3. Dissipation intrinsèque non nulle256
      • 5. Application aux fluides visqueux256
      • 5.1. Fluide stokésien256
      • 5.2. Cas linéaire : fluide newtonien257
      • 5.3. Équation de Navier-Stokes258
      • 6. Application à l'élasticité en H.P.P.258
      • 6.1. Cas isotherme258
      • 6.1.1. Solide élastique259
      • 6.1.2. Cas isotrope259
      • 6.1.2.a. Énergie libre et coefficients de Lamé259
      • 6.1.2.b. Relation de comportement260
      • 6.1.2.c. Coefficient de Poisson et module d'Young260
      • 6.1.2.d. Équation de Navier en élasticité linéaire isotrope261
      • 6.2. Cas isotrope avec variation de température261
      • 6.3. Équation de Beltrami-Michell262
      • E 10. Exercices sur le chapitre 10 263
      • Énoncés 263
      • Solutions 266
      • Problèmes généraux 273
      • P.1. Échangeurs thermiques 274
      • P.2. Écoulements en conduites 282
      • P.3. Machines et cycles 289
      • Table des symboles309
      • Index313

  • Consultable à la Bpi