Thermodynamique : fondements et applications : avec 250 exercices et problèmes résolus, licence, classes préparatoires, Capes, agrégation

Auteur(s) :

Pérez, José-Philippe (1942-....) Découvrir l'auteur

Résumé

Les fondements de la thermodynamique ainsi que ses applications. ©Electre 2020

Contributeur(s)
- Lagoute, Christophe. Collaborateur
Éditeur(s)
- Dunod
Date
- 2020
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. ; 24 x 18 cm
Sujet(s)
ISBN
- 978-2-10-081088-8
Indice
- 536.2 Thermodynamique et énergétique
Quatrième de couverture
- Thermodynamique
  Fondements et applications avec 250 exercices et problèmes résolus
  3^e édition
  Cet ouvrage rassemble, dans un seul volume, les fondements de la thermodynamique ainsi que ses diverses applications. Il est divisé en trois parties. Dans la première, on propose d'abord une analyse microscopique simple et on s'appuie largement sur l'équation-bilan d'une grandeur extensive pour exprimer les deux premiers principes de la thermodynamique.
  La deuxième partie présente des compléments (diffusion thermique, systèmes ouverts, transitions de phrases, etc.) et développe l'interprétation statistique de l'entropie.
  La dernière, contient de nombreux approfondissements (gaz parfaits de fermions et de bosons, très basses températures, rayonnement, relations d'Onsager, etc.). L'ensemble se termine par un chapitre sur l'astrothermodynamique et par une annexe sur l'intérêt de la simulation et sa mise en oeuvre en thermodynamique.
  Ce manuel s'adresse plus particulièrement aux étudiants de Licence, d'IUT, des INSA et des classes préparatoires. Il comporte de nombreuses illustrations et près de 250 exercices et problèmes résolus dont la moitié est corrigée sur le site web de l'auteur. Par sa présentation historique et didactique, l'ouvrage intéressera également les candidats au CAPES et à l'agrégation.
Tables des matières
- - Thermodynamique
  - Fondements et applications
  - 3e édition
  - José-Philippe Pérez
  - Christophe Lagoute
  - Dunod
  - Avant-propos viii
  - Les grands noms de la thermodynamique xi
  - Constantes physiques, notations et symboles xiv
  - Description de l'ouvrage xvii
  - La thermodynamique en vingt questions xx
  - 1. De la dynamique à la thermodynamique
  - I. - Énergie mécanique1
  - II. - Échange d'énergie par travail3
  - III. - Système fermé, système ouvert7
  - IV. - Description d'un système en thermodynamique8
  - V. - État stationnaire et état d'équilibre11
  - VI. - Bilan global d'une grandeur extensive15
  - VII. - Bilan local d'une grandeur extensive17
  - Exercices et problèmes 21
  - 2. Théorie cinétique des gaz parfaits de Maxwell
  - I. - Gaz parfait et hypothèses statistiques25
  - II. - Pression26
  - III. - Énergie interne d'un gaz parfait. Température28
  - IV. - Limites du modèle du gaz parfait30
  - V. - Distribution maxwellienne des vitesses31
  - Exercices et problèmes 38
  - 3. Facteur de Boltzmann
  - I. - Distribution des particules dans un champ extérieur42
  - II. - Loi de distribution de Boltzmann45
  - III. - Approximation continue48
  - IV. - Énergie d'un gaz parfait50
  - V. - Énergie interne des solides54
  - Exercices et problèmes 56
  - 4. Phénomènes de transport
  - I. - Libre parcours moyen. Durée moyenne de collision60
  - II. - Section efficace62
  - III. - Transport par les molécules65
  - IV. - Transport de quantité de mouvement. Viscosité69
  - Exercices et problèmes 71
  - 5. Diffusion de particules
  - I. - Mise en évidence de la diffusion. Loi de Fick73
  - II. - Équation de diffusion75
  - III. - Interprétation microscopique de la diffusion79
  - IV. - Influence d'un champ extérieur sur la diffusion80
  - V. - Applications82
  - Exercices et problèmes 85
  - 6. Premier principe de la thermodynamique : l'énergie
  - I. - Historique sur l'énergie89
  - II. - Premier principe de la thermodynamique90
  - III. - Échange d'énergie par chaleur92
  - IV. - Bilan énergétique et applications93
  - Exercices et problèmes 98
  - 7. Deuxième principe de la thermodynamique : l'entropie
  - I. - Le deuxième principe de la thermodynamique103
  - II. - Énoncés historiques du deuxième principe105
  - III. - Identité fondamentale106
  - IV. - Variation d'entropie d'un gaz parfait109
  - V. - Exemples de phénomènes irréversibles111
  - VI. - Signification fondamentale de l'entropie118
  - VII. - Bilan entropique local119
  - Exercices et problèmes 120
  - 8. Fonctions thermodynamiques
  - I. - Fonctions thermodynamiques des systèmes divariants127
  - II. - Coefficients calorimétriques130
  - III. - Exemples de systèmes divariants135
  - IV. - Étude générale des systèmes thermodynamiques138
  - Exercices et problèmes 142
  - 9. Gaz réels. Applications aux détentes
  - I. - Compressibilité des gaz réels148
  - II. - Équations d'état des gaz réels153
  - III. - Application aux détentes157
  - IV. - Liquéfaction d'un gaz réel163
  - Exercices et problèmes 166
  - 10. Machines thermiques
  - I. - Classification des machines thermiques172
  - II. - Machines dithermes172
  - III. - Exemples de cycles moteurs177
  - IV. - Exemples de réfrigérateurs et de pompes à chaleur185
  - Exercices et problèmes 188
  - 11. Diffusion thermique
  - I. - Mise en évidence expérimentale. Loi de Fourier192
  - II. - Équation de la diffusion thermique194
  - III. - Interprétation microscopique198
  - IV. - Applications201
  - V. - Échanges thermiques conducto-convectifs205
  - Exercices et problèmes 209
  - 12. Évolution, équilibre et stabilité des systèmes thermodynamiques
  - I. - Systèmes mécaniques conservatifs214
  - II. - Potentiels thermodynamiques215
  - III. -Transformations monothermes219
  - IV. - Transformations monothermes et monobares222
  - V. - Stabilité de l'équilibre thermodynamique225
  - VI. - Application à la chimie226
  - Exercices et problèmes 230
  - 13. Thermodynamique des systèmes ouverts
  - I. - Expression du premier principe233
  - II. - Expression du deuxième principe237
  - III. - Exergie pour les systèmes ouverts240
  - IV. - Potentiel chimique241
  - V. - Bilans énergétique et entropique locaux243
  - Exercices et problèmes 246
  - 14. Transitions de phase d'un corps pur
  - I. - Mise en évidence et interprétation qualitative250
  - II. - Étude expérimentale252
  - III. - Équilibre d'un corps pur sous plusieurs phases256
  - IV. - Transitions de première espèce259
  - V. - Équilibre liquide-vapeur d'un corps pur263
  - VI. - Retards aux transitions de phase265
  - VII. - Transitions de phase d'ordre élevé267
  - Exercices et problèmes 271
  - 15. Interprétation statistique de l'entropie
  - I. - État macroscopique et état microscopique276
  - II. -Entropie statistique279
  - III. - Entropie d'un gaz parfait monoatomique285
  - IV. - Distribution de Boltzmann287
  - V. - Interprétation des bilans énergétique et entropique294
  - Exercices et problèmes 299
  - 16. Gaz parfaits de fermions et de bosons
  - I. - Distribution grand-canonique303
  - II. - Systèmes de particules identiques indépendantes308
  - III. - Gaz parfait de fermions314
  - IV. - Gaz parfait de bosons320
  - V. - Gaz parfait d'atomes327
  - Exercices et problèmes 332
  - 17. Très basses températures. Troisième principe de la thermodynamique
  - I. - Procédés de liquéfaction des gaz atmosphériques339
  - II. - Troisième principe ou postulat de Nernst-Planck342
  - III. - Le refroidissement entre 1 et 0 K345
  - IV. - Propriétés des corps aux très basses températures350
  - Exercices et problèmes 354
  - 18. Rayonnement thermique
  - I. - Lois expérimentales du rayonnement356
  - II. - Hypothèses de Planck et conséquences358
  - III. - Étude thermodynamique du rayonnement363
  - IV. - Flux de rayonnement et applications366
  - Exercices et problèmes 371
  - 19. Couplage de phénomènes irréversibles. Effets thermoélectriques
  - I. - Forces thermodynamiques376
  - II. - Théorie de Onsager378
  - III. - Effets thermoélectriques380
  - Exercices et problèmes 389
  - 20. Thermométrie et calorimétrie
  - I. - Thermométrie392
  - II. - Différents thermomètres395
  - III. - Calorimétrie401
  - IV. - Mesure des capacités thermiques406
  - V. - Mesure des enthalpies de transition de phase408
  - Exercices et problèmes 411
  - 21. Tension superficielle
  - I. - Forces de tension superficielle413
  - II. -Formule de Laplace et loi de Jurin416
  - III. - Applications420
  - IV. - Méthodes de mesure de la tension superficielle421
  - V. - Étude thermodynamique427
  - Exercices et problèmes 431
  - 22. Astrothermodynamique
  - I. - Équilibre mécanique d'une planète ou d'une étoile435
  - II. - Matière et rayonnement sans gravitation439
  - III. - Systèmes autogravitants en l'absence de rayonnement443
  - IV. -Thermodynamique de l'Univers en expansion454
  - Exercices et problèmes 458
  - Annexe 1. Dérivées et différentielles461
  - I. - Différentielle d'une fonction de deux variables461
  - II. - Forme différentielle et différentielle462
  - Annexe 2. Intégrales et approximation de Stirling465
  - I. - Intégrales465
  - II. - Approximation de Stirling468
  - Annexe 3. Lois de probabilité470
  - I. - Langage des probabilités470
  - II. - Probabilités471
  - III. - Variables aléatoires473
  - IV. - Lois de probabilité475
  - Annexe 4. Multiplicateurs de Lagrange482
  - Annexe 5. Simulation en thermodynamique484
  - I. - Le gaz bidimensionnel484
  - II. - Réversibilité microscopique et irréversibilité493
  - III. - Tendance vers la loi normale499
  - IV. - Diffusion et marche au hasard502
  - Réponses aux vingt questions506
  - Solutions des exercices et problèmes509
  - Bibliographie575
  - Index577
Origine de la notice:
- Electre