Séance de cours

Les bases de la thermodynamique

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Dans cours

ME-251: Thermodynamics and energetics I

The course introduces the basic concepts of thermodynamics and heat transfer, and thermodynamic properties of matter and their calculation. The students will master the concepts of heat, mass, and momentum conservation, and apply these concepts to thermody ...

Description

Cette séance de cours couvre les concepts fondamentaux de la thermodynamique, y compris les lois régissant la conservation de l'énergie et l'équilibre thermodynamique. Il explique les définitions du système, des limites et de l'environnement, ainsi que les fonctions d'état et les différents types de systèmes thermodynamiques. La séance de cours explore également l'état thermodynamique d'un système, le caractérisant par des propriétés telles que le volume, la pression, la température et l'énergie interne. Diverses formes de travail, telles que l'expansion, la compression et le travail électrique, sont discutées, ainsi que les différents types d'énergie, y compris l'énergie cinétique, potentielle et interne. La présentation se termine par un examen des concepts énergétiques en mécanique et l'application de la conservation de l'énergie aux systèmes fermés.

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Enseignant·e·s (2)

Daniel Favrat

Daniel Favrat a obtenu à l'EPFL son diplôme d'ingénieur mécanicien en 1972 et le titre de docteur ès sciences techniques en 1976. Il passe ensuite 12 ans dans des centres de recherche industriels au Canada et en Suisse.Depuis 1988, D. Favrat est professeur et directeur du Laboratoire d'énergétique industrielle à l'EPFL. Il est aussi successivement directeur de l'Institut des Sciences de l'énergie et, dès janvier 2007, de l'Institut de Génie Mécanique. Ses recherches portent sur les analyses systémiques prenant en compte l'énergétique, l'environnement et l'économie (optimisation environomique), et les systèmes avancés pour une utilisation plus rationnelle de l'énergie (pompes à chaleur, moteurs, piles à combustible,turbomachines etc.) Il est membre de l'Académie Suisse des Sciences Techniques et vice-président du comité énergie de la Fédération Mondiale des Organisations d'Ingénieurs. Il est éditeur associé du journal "Energy" et l'auteur de deux livres sur la thermodynamique et l'énergétique publiés aux Presses Polytechniques Universitaires Romandes.

Sophia Haussener

Sophia Haussener is an Associate Professor heading the Laboratory of Renewable Energy Science and Engineering at the Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL). Her current research is focused on providing design guidelines for thermal, thermochemical, and photoelectrochemical energy conversion reactors through multi-physics modeling. Her research interests include: thermal sciences, fluid dynamics, charge transfer, electro-magnetism, and thermo/electro/photochemistry in complex multi-phase media on multiple scales. She received her MSc (2007) and PhD (2010) in Mechanical Engineering from ETH Zurich. Between 2011 and 2012, she was a postdoctoral researcher at the Joint Center of Artificial Photosynthesis (JCAP) and the Energy Environmental Technology Division of the Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL). She has published over 70 articles in peer-reviewed journals and conference proceedings. She has been awarded the ETH medal (2011), the Dimitris N. Chorafas Foundation award (2011), the ABB Forschungspreis (2012), the Prix Zonta (2015), the Global Change Award (2017), and the Raymond Viskanta Award (2019), and is a recipient of a Starting Grant of the Swiss National Science Foundation (2014). She is a deputy leader in the Swiss Competence Center for Energy Research (SCCER) on energy storage and acts as a Member of the Scientific Advisory Council of the Helmholtz Zentrum.

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Concepts associés (32)

Équilibre thermodynamique

vignette|200px|Exemple d'équilibre thermodynamique de deux systèmes, en l'occurrence deux phases : l'équilibre liquide-vapeur du brome. En thermodynamique, un équilibre thermodynamique correspond à l'état d'un système ne subissant aucune évolution à l'échelle macroscopique. Les grandeurs intensives caractérisant ce système (notamment la pression, la température et les potentiels chimiques) sont alors homogènes dans l'espace et constantes dans le temps.

Processus thermodynamique

Un processus thermodynamique, ou une transformation thermodynamique, est une transformation (ou une série de transformations) chimique ou physique d’un système partant d’un état d’équilibre initial pour aboutir à un état d’équilibre final.

Chaleur (thermodynamique)

vignette|Le Soleil et la Terre constituent un exemple continu de processus de chauffage. Une partie du rayonnement thermique du Soleil frappe et chauffe la Terre. Par rapport au Soleil, la Terre a une température beaucoup plus basse et renvoie donc beaucoup moins de rayonnement thermique au Soleil. La chaleur dans ce processus peut être quantifiée par la quantité nette et la direction (Soleil vers Terre) d'énergie échangée lors du transfert thermique au cours d'une période de temps donnée.

Thermodynamic equations

Thermodynamics is expressed by a mathematical framework of thermodynamic equations which relate various thermodynamic quantities and physical properties measured in a laboratory or production process. Thermodynamics is based on a fundamental set of postulates, that became the laws of thermodynamics. One of the fundamental thermodynamic equations is the description of thermodynamic work in analogy to mechanical work, or weight lifted through an elevation against gravity, as defined in 1824 by French physicist Sadi Carnot.

Thermodynamique hors équilibre

La thermodynamique hors équilibre est le domaine de recherche étudiant les phénomènes de relaxation et de transport au voisinage de l'équilibre thermodynamique. Il s'agit là de phénomènes dissipatifs donc irréversibles, liés à une augmentation de l'entropie. Les méthodes présentées ici relèvent de la thermodynamique proprement dite, qui permet de donner les lois caractérisant un phénomène.

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Séances de cours associées (48)

Thermodynamique: Exploration des potentiels thermodynamiques et des états d'équilibre

Couvre les potentiels thermodynamiques et leur rôle dans l'équilibre du système avec les réservoirs.

Equilibre interne des solides

Couvre la théorie de l'élasticité, de l'équilibre interne, de la contrainte et de la contrainte dans les corps solides déformables.

Thermodynamique: Système, Actions de surface et Typologie MOOC: Thermodynamique II

Couvre les systèmes thermodynamiques, les actions de surface et la typologie du système avec des exemples.

Mécanique : Forces et énergie

Explore la résolution des forces et des calculs d'énergie en mécanique à l'aide des lois de Newton et des formules trigonométriques.

Thermodynamique : Enthalpie et transformations énergétiques

Explore la thermodynamique, les fonctions d'état, l'énergie interne et l'enthalpie, en mettant l'accent sur la conservation de l'énergie et l'échange de chaleur dans divers systèmes.

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Chaleur (thermodynamique)

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