Séance de cours

Conservation de l'énergie dans les systèmes ouverts

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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 la première loi de la thermodynamique pour les systèmes ouverts, en se concentrant sur la conservation de masse, l'évaluation des débits massiques et le transfert d'énergie. Les exemples incluent le débit massique dans des tubes concentriques et le débit transitoire dans un réservoir d'eau. La séance de cours traite également du transfert d'énergie dans les turbines, les compresseurs et les pompes, ainsi que de l'application de la première loi aux échangeurs de chaleur. Les résultats d'apprentissage comprennent la compréhension de la différence entre les systèmes ouverts et fermés et l'application de la conservation de la masse et de l'énergie à divers composants.

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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.

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Mécanique (science): Mécanique des fluides

Thermodynamique: Statistical mechanics

Concepts associés (32)

Conservation de la masse

La conservation de la masse (ou de Lavoisier) est une loi fondamentale de la chimie et de la physique. Elle indique non seulement qu'au cours de toute expérience, y compris si elle implique une transformation chimique, la masse se conserve, mais aussi que le nombre d'éléments de chaque espèce chimique se conserve (cette loi ne s'applique pas à l'échelle nucléaire : voir défaut de masse). Comme toute loi de conservation elle s'exprime par une équation de conservation.

Loi de conservation

vignette|redresse|Emmy Noether est une mathématicienne allemande dont le théorème explique le lien fondamental entre la symétrie et les lois de conservation. En physique, une loi de conservation exprime qu'une propriété mesurable particulière d'un système physique reste constante au cours de l'évolution de ce système.

Dynamique des fluides

La dynamique des fluides (hydrodynamique ou aérodynamique), est l'étude des mouvements des fluides, qu'ils soient liquides ou gazeux. Elle fait partie de la mécanique des fluides avec l'hydrostatique (statique des fluides). La résolution d'un problème de dynamique des fluides demande de calculer diverses propriétés des fluides comme la vitesse, la viscosité, la densité, la pression et la température en tant que fonctions de l'espace et du temps.

Principes de la thermodynamique

vignette|Entropie d'un corps à 0 K (à gauche) Corps avec une température supérieur à 0 K (à droite) Les principes de la thermodynamique sont les principales lois (principes en fait, car non démontrés) qui régissent la thermodynamique : premier principe de la thermodynamique : principe de conservation de l'énergie ; introduction de la fonction énergie interne, U ; deuxième principe de la thermodynamique : principe d'évolution ; création d'entropie, S ; troisième principe de la thermodynamique ou principe de N

Conservation de l'énergie

La conservation de l'énergie est un principe physique, selon lequel l'énergie totale d'un système isolé est invariante au cours du temps. Ce principe, largement vérifié expérimentalement, est de première importance en physique, et impose que pour tout phénomène physique l'énergie totale initiale du système isolé soit égale à l'énergie totale finale, donc que de l'énergie passe d'une forme à une autre durant le déroulement du phénomène, sans création ni disparition d'énergie.

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Séances de cours associées (64)

Thermodynamique en biologie cellulaire

Explore le rôle de la thermodynamique en biologie cellulaire, en se concentrant sur la connexion entre la thermodynamique et les processus cellulaires.

Conservation de l'énergie: la première loi de la thermodynamique

Couvre la première loi de la thermodynamique, en se concentrant sur la conservation de l'énergie et ses implications dans la dynamique des fluides.

Mécanique des fluides : approche du volume de contrôle

Introduit des outils puissants pour analyser les problèmes de mécanique des fluides, en mettant l'accent sur la conservation de masse, la deuxième loi de Newton et l'équation de continuité.

Mécanique des fluides : contrôle du volume et économie d’énergie

Discute de l'approche du volume de contrôle en mécanique des fluides, en se concentrant sur les lois de conservation et leurs applications.

Calorimétrie : principes et applications en thermodynamique

Discute des principes de la calorimétrie, y compris le transfert de chaleur, les coefficients calorimétriques et leurs applications en thermodynamique.

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Concepts associés (32)

Conservation de la masse

Loi de conservation

Dynamique des fluides

Principes de la thermodynamique

Conservation de l'énergie

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