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
- Introduction et rappels de thermodynamique.
- Outils mathématiques
- Systèmes isolés : ensemble microcanonique
- Systèmes couplés à un environnement : autres ensembles statistiques
- Gaz parfait classique et gaz parfait quantique
- Mécanique statistique des réactions chimiques
- Mécanique statistique aux interfaces
- Systèmes en interaction et transitions de phase.
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.
- Calculer les coordonnées thermodynamiques à partir de la fonction de partition.
- Etablir et utiliser les modèles d'adsorption de Langmuir et BET.
- 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
Office hours | Oui |
Assistants | Oui |
Forum électronique | Oui |
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.
Ressources en bibliothèque
Polycopiés
Des notes de cours seront mises à disposition des étudiants.
Liens Moodle
Dans les plans d'études
- Semestre: Printemps
- Forme de l'examen: Oral (session d'été)
- Matière examinée: Mécanique statistique pour la chimie
- Cours: 2 Heure(s) hebdo x 14 semaines
- Exercices: 1 Heure(s) hebdo x 14 semaines
- Type: obligatoire
- Semestre: Printemps
- Forme de l'examen: Oral (session d'été)
- Matière examinée: Mécanique statistique pour la chimie
- Cours: 2 Heure(s) hebdo x 14 semaines
- Exercices: 1 Heure(s) hebdo x 14 semaines
- Type: obligatoire
Semaine de référence
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Légendes:
Cours
Exercice, TP
Projet, Labo, autre