Mécanique statistique pour la chimie

Résumé

Ce cours construit la base théorique universelle permettant de comprendre les systèmes à grand nombre de particules. Les méthodes introduites sont utilisées pour éclairer de nombreux phénomènes à travers la chimie.

Contenu

Compétences requises

Cours prérequis obligatoires

• Un cours d'introduction à la thermodynamique.
• Un cours d'introduction à la mécanique quantique.

Acquis de formation

A la fin de ce cours l'étudiant doit être capable de:

• Formuler les concepts de la mécanique statistique.
• Formuler l'origine microscopique des principes de la thermodynamique.
• Exprimer la fonction de partition à partir des micro-états d'un système.
• Expliquer qualitativement des phénomènes physiques et chimiques en termes d'enthalpie et d'entropie.
• Construire l'ensemble statistique adapté au système étudié.
• Calculer des constantes d'équilibre chimique à partir des structures moléculaires.
• Déterminer l'origine microscopique et les conséquences macroscopiques de la tension de surface.
• Enoncer les méthodes permettant de traiter des systèmes en interaction et les mettre en oeuvre sur des exemples simples.

Méthode d'enseignement

Cours magistral + exercices.

Travail attendu

Assimilation du cours entre les séances.

Méthode d'évaluation

Examen oral en fin de semestre

Encadrement

Ressources

Bibliographie

Référence principale:

• Kardar, Statistical Physics of Particles.

Références secondaires:

• Diu, Guthman, Lederer, Roulet. Physique Statistique.
• Callen. Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics.
• McQuarrie. Statistical Thermodynamics.

Polycopiés

Des notes de cours seront mises à disposition des étudiants.

Liens Moodle

• https://go.epfl.ch/CH-242_b