Séance de cours

Thermodynamique classique: principes fondamentaux et conditions d'équilibre

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Dans cours

MSE-421: Statistical mechanics

This course presents an introduction to statistical mechanics geared towards materials scientists. The concepts of macroscopic thermodynamics will be related to a microscopic picture and a statistical interpretation. Lectures and exercises will be compleme ...

Description

Cette séance de cours couvre les définitions de la capacité thermique, du théorème d'Euler pour les fonctions homogènes, de l'équation de Gibbs-Duhem, de l'équilibre multi-phases et des conditions d'équilibre généralisées. Il traite également des quantités molaires, de la règle de phase de Gibbs, des transitions de phase et des lignes de phase en thermodynamique classique.

Enseignant·e

Michele Ceriotti

Michele Ceriotti received his Ph.D. in Physics from ETH Zürich in 2010. He spent three years in Oxford as a Junior Research Fellow at Merton College. Since 2013 he leads the laboratory for Computational Science and Modeling in the Institute of Materials at EPFL. His research revolves around the atomic-scale modelling of materials, based on the sampling of quantum and thermal fluctuations and on the use of machine learning to predict and rationalize structure-property relations. He has been awarded the IBM Research Forschungspreis in 2010, the Volker Heine Young Investigator Award in 2013, an ERC Starting Grant in 2016, and the IUPAP C10 Young Scientist Prize in 2018.

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Thermodynamique: Statistical mechanics

Concepts associés (32)

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.

Capacité thermique

La capacité thermique (anciennement capacité calorifique) d'un corps est une grandeur qui mesure la chaleur qu'il faut lui transférer pour augmenter sa température d'un kelvin. Inversement, elle permet de quantifier la possibilité qu'a ce corps d'absorber ou de restituer de la chaleur au cours d'une transformation pendant laquelle sa température varie. Elle s'exprime en joules par kelvin (). C'est une grandeur extensive : plus la quantité de matière est importante, plus la capacité thermique est grande.

Thermodynamique

La thermodynamique est la branche de la physique qui traite de la dépendance des propriétés physiques des corps à la température, des phénomènes où interviennent des échanges thermiques, et des transformations de l'énergie entre différentes formes. La thermodynamique peut être abordée selon deux approches différentes et complémentaires : phénoménologique et statistique. La thermodynamique phénoménologique ou classique a été l'objet de nombreuses avancées dès le .

Capacité thermique massique

La capacité thermique massique (symbole usuel c), anciennement appelée chaleur massique ou chaleur spécifique, est la capacité thermique d'un matériau rapportée à sa masse. C'est une grandeur qui reflète la capacité d'un matériau à accumuler de l'énergie sous forme thermique, pour une masse donnée, quand sa température augmente. Une grande capacité thermique signifie qu'une grande quantité d'énergie peut être stockée, moyennant une augmentation relativement faible de la température.

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.

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Séances de cours associées (64)

Équilibres de phase : comprendre la séparation vapeur-liquide

Fournit un aperçu des diagrammes de phase vapeur-liquide et de leur rôle dans les processus de séparation, en se concentrant sur les équilibres de phase et la règle de phase de Gibbs.

Thermodynamique: Transformation de l'énergie

Couvre la transformation de l'énergie en thermodynamique, en discutant des lois, de l'entropie et des critères de spontanéité pour les réactions.

Pliage des protéines: Insights thermodynamiques

Plonge dans les déterminants énergétiques du repliement des protéines, des constantes d'équilibre et des propriétés thermodynamiques des protéines, en mettant l'accent sur l'enthalpie, l'entropie et la capacité thermique.

Transitions en phase: Critères de stabilité MOOC: Thermodynamique I

Explore les transitions de phase et les critères de stabilité en thermodynamique, en mettant l'accent sur l'entropie, l'énergie interne et les potentiels thermodynamiques.

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.

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Thermodynamique hors équilibre

Capacité thermique

Thermodynamique

Capacité thermique massique

Équilibre thermodynamique

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