General physics : thermodynamics

PHYS-106(h) / coefficient 6

Teacher: Furno Ivo

Language: French

Résumé

Le but du cours de Physique générale est de donner à l'étudiant les notions de base nécessaires à la compréhension des phénomènes physiques. L'objectif est atteint lorsque l'étudiant est capable de prévoir quantitativement les conséquences de ces phénomènes avec des outils théoriques appropriés.

Contenu

Les sujets suivants seront abordés, dans un ordre qui sera choisi par chaque enseignant :

- système thermodynamique, variable d'état, fonction d'état, perspective historique …

- premier principe

- deuxième principe

- cycles thermodynamiques

- équation de la diffusion, transferts de chaleur, loi de Fourier, diffusion (à une dimension), convection, transport par radiation

- gaz parfait, théorie cinétique des gaz

- statistique : formule de Boltzmann

- fonction de distribution de Maxwell-Boltzmann, principe d'équipartition, calcul de chaleurs spécifiques

- gaz de van der Waals et transitions de phase

 

Compléments (selon sections)

Le cours peut traiter également les sujets suivants :

- compléments de mécanique (s'ils ne sont pas traités au premier semestre ou en physique générale 2ème année), tels que la relativité restreinte (cinematique et dynamique) ou la mécanique lagrangienne

- potentiels (fonctions) thermodynamiques

- potentiel chimique et réactions chimiques

- thermodynamique des processus hors équilibre (Onsager, Eckart, Prigogine, ...), modélisation des phénomènes de transport

Mots-clés

Physique générale, thermodynamique, équation d'état, cycle thermodynamique, machine thermique, énergie, entropie, transport de la chaleur

Compétences requises

Cours prérequis indicatifs

Programme d'enseignement en physique générale I ou connaissances équivalentes

Maturité suisse ou titre jugé équivalent (www.vsmp.ch/crm/cat.htm)

"Savoir faire en maths - bien commencer ses études scientifiques" Y. Biollay, A. Chaabouni, J. Stubbe, PPUR, 2010

Acquis de formation

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

  • Elaborer un modèle physique d'un système thermodynamique
  • Démontrer un savoir-faire par la résolution de problèmes
  • Formuler des hypothèses simplificatrices pour décrire une expérience
  • Identifier et utiliser les modèles théoriques qui décrivent la Nature
  • Estimer les ordres de grandeur
  • Relier les notions de cours et les observations du monde quotidien

Compétences transversales

  • Utiliser une méthodologie de travail appropriée, organiser un/son travail.

Méthode d'enseignement

Cours, exercices en salle et travail personnel

 

Méthode d'évaluation

Examen écrit

Ressources

Bibliographie

Giancoli "Physics for scientists and engineers" with modern physics 4th Ed. ISBN 978-0-13-157849-4
Biman Das, Mathematics for physics with calculus, Pearson Prentice Hall 2005 ISBN 0-13-19336-6

Des compléments de notes de cours seront publiés sur le Web (voir sous Programme et notes) lorsque le cours ne traitera plus du livre de Giancoli.

 

Pour la lecture complémentaire (avancée), nous recommandons le volume 1 de la série The Feynman lectures on physics de Richard Feynman, Robert B.Leighton and Matthew L. Sands, publié par Addison Wesley.

Ressources en bibliothèque

Sites web

Liens Moodle

Préparation pour

Physique générale III

In the programs

  • Semester: Spring
  • Exam form: Written (summer session)
  • Subject examined: General physics : thermodynamics
  • Lecture: 3 Hour(s) per week x 14 weeks
  • Exercises: 3 Hour(s) per week x 14 weeks
  • Type: mandatory

Reference week

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