d'enseignement
Les notions de base de la thermodynamique sont alors introduites. On définit les concepts d'état thermodynamique, de pression et de température. L'énergie interne et le premier principe de la thermodynamique ainsi que l'entropie et le second principe de la thermodynamique sont ensuite présentés. Les conditions d'équilibre et les applications (y compris les cycles et machines thermiques) sont étudiés. Enfin, on décrit la théorie cinétique des gaz, les propriétés macroscopiques des gaz parfaits et les changements de phase des corps purs.
En outre, durant le quadrimestre et en ouverture vers la physique moderne, deux conférences pour lesquelles la participation des étudiant.e.s est obligatoire sont organisées portant sur des actualités récentes de la physique.
d'apprentissage
A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de : | |
| 1 | a. Contribution de l¿activité au référentiel AA (AA du programme) AA1 : 1.1, 1.3, 1.4, 1.5 AA2 : 2.1, 2.2, 2.4 AA3 : 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6 AA4 : 4.3 AA6 : 6.3, 6.4
b. Formulation spécifique pour cette activité des AA du programme Au terme de cette unité d¿enseignement, l¿étudiant.e sera capable de : 1. décrire mathématiquement les systèmes mécaniques à plusieurs degrés de libertés et les phénomènes ondulatoires associés ; 2. reconnaître les concepts essentiels associés aux ondes mécaniques et les relations qu¿ils entretiennent ; 3. reconnaître la puissance de certains outils mathématique pour décrire les phénomènes physiques ; 4. décrire et interpréter les notions de base des fluides incompressibles ; 5. décrire et interpréter les notions fondamentales de la thermodynamique, en particulier le premier et le deuxième principe de la thermodynamique ; 6. appliquer les principes de base de la thermodynamique à des cas simples, des machines thermodynamiques standards et des exemples de la vie quotidienne ; 7. interpréter des transformations impliquant des échanges de masse et d'énergie au travers des principes de la thermodynamique ; 8. relier les concepts développés dans le cadre de la thermodynamique à ceux abordés dans d'autres unités d¿enseignement, en particulier de mécanique et de chimie. 9. discuter les processus principaux associés aux changements de phase des corps purs ; 10. décrire et appliquer la théorie cinétique des gaz ; 11. manipuler des dispositifs expérimentaux, réaliser des mesures et en faire l¿interprétation physique |
La contribution de cette UE au développement et à la maîtrise des compétences et acquis du (des) programme(s) est accessible à la fin de cette fiche, dans la partie « Programmes/formations proposant cette unité d’enseignement (UE) ».
Partim 1
1) Oscillations libres de systèmes simples.
2) Oscillations libres de systèmes présentant un grand nombre de degrés de liberté.
3) Oscillation forcées.
4) Ondes progressives.
5) Réflexion, transmission et interférence.
6) Modulation, impulsion et paquets d'onde.
7) Ondes à deux et trois dimensions, polarisation.
8) Introduction à la statique et la dynamique des fluides.
Partim 2
9) Système thermodynamique, transformations et variables d'état.
10) Energie interne et premier principe de la thermodynamique.
11) Entropie et deuxième principe de la thermodynamique.
12) Théorie cinétique de gaz ' gaz parfait.
13) Transformations et machines thermiques.
14) Transitions de phase des corps purs.
Démonstration au tableau, projections de diapositives, projection d'animations, réalisation d'expériences lors du cours magistral, réalisation de laboratoires, séances d'exercices.
Les travaux de laboratoires se font en équipe de deux ou trois étudiant.e.s. Ils.elles doivent réaliser une mesure délicate faisant intervenir des concepts qui ont été (ou seront) introduits dans le cadre des unités d'enseignement LPHY1111 et LPHY1112.
En particulier, une grande autonomie est demandée pour la réalisation de ces laboratoires. Les résultats sont alors présentés sous forme d'un rapport écrit.
Les ondes sont présentes partout, que ce soit dans les systèmes mécaniques, sonores, ou dans les fluides (ou bien sûr en électromagnétisme, tel que vu dans l'unité d'enseignement LPHY1221). L'accent est donc mis sur la description mathématique commune de tous ces phénomènes ondulatoires. De même, la thermodynamique permet de faire des liens entre différentes disciplines, en particulier la mécanique, la chimie et l'électromagnétisme.
des acquis des étudiants
· Examen écrit : résolution d'exercices, démonstrations de raisonnements théoriques.
- Correction des rapports de laboratoires.
Ansermet J.P. et S. Bréchet, 2016. Thermodynamique. Presses polytechniques et universitaires romandes.
Gonczi G., 2005. Comprendre la thermodynamique. Ellipses, 260 pp., ISBN 2-7298-2363-8.
Bocquet L., J.-P. Faroux, J. Renault, 2002. Toute la thermodynamique, la mécanique des fluides et les ondes mécaniques. Dunod, 519 pp., ISBN 2-10-005568-2.
en charge
