Understand

Première année de licence · semestre 1

Thermodynamique — MI, semestre 1

La thermodynamique étudie les échanges d'énergie sous forme de travail et de chaleur, et ce qu'ils changent à l'état d'un système : sa pression, son volume, sa température. Deux principes la résument. Le premier dit que l'énergie se conserve ; le second dit dans quel sens les transformations se font, et limite le rendement de tout moteur.

Ce parcours suit le plan du polycopié de ta faculté : les notions de base (variables d'état, outils mathématiques, coefficients thermoélastiques, pression, température, chaleur, travail, gaz parfaits et réels), le premier principe, puis le second principe et l'entropie. Les vingt exercices de TD du polycopié y sont tous travaillés, chacun après la leçon qui le prépare, et le dernier chapitre reprend l'épreuve de la session normale 2025-2026.

Modules
13
Leçons
33
Durée
~23 heures

Construit à partir du polycopié de Thermodynamique (MI, S1, 2025-2026), de ses exercices de TD et de l'épreuve de la session normale 2025-2026 de la Faculté des Sciences de Kénitra. Understand est indépendant de la faculté.

Commencer

Ce que tu sauras faire

  • Manipuler différentielles et dérivées partielles - reconnaître une différentielle totale exacte
  • Calculer les coefficients thermoélastiques d'un gaz parfait ou réel
  • Appliquer la statique des fluides et la calorimétrie
  • Calculer travail, chaleur, variation d'énergie interne et d'enthalpie pour les transformations d'un gaz parfait
  • Étudier un cycle - rendement, comparaison avec Carnot, variation d'entropie
  • Traiter un sujet complet au format de l'épreuve de Kénitra

Pour qui

Les étudiants de première année du tronc commun mathématiques-informatique (MI) des facultés des sciences. Le périmètre et l'ordre suivent le polycopié de Thermodynamique 2025-2026 (MI, S1) de la Faculté des Sciences de Kénitra et son épreuve de la session normale.

Ce qu'il te faut

Le programme de physique du baccalauréat (pression, température, énergie) et, en mathématiques, les dérivées, les primitives et le logarithme. Les dérivées partielles sont introduites au chapitre 2.

Programme

Partie I — Notions de baseSystème, variables d'état, outils mathématiques, coefficients thermoélastiques, pression, température, chaleur, travail, gaz. 7 modules · 17 leçons
  1. 1 Système, état, transformationDe quoi parle la thermodynamique - un système, son état d'équilibre décrit par quelques variables, et les chemins qui mènent d'un état à un autre.
  2. 2 Outils mathématiques - dérivées partielles et différentiellesDériver une fonction de plusieurs variables, reconnaître une différentielle totale exacte, relier les dérivées partielles entre elles.
  3. 3 Coefficients thermoélastiquesComment le volume et la pression d'un corps réagissent à la température et à la pression - α, β, χ, et la relation qui les lie.
  4. 4 Pression et statique des fluidesLa pression en un point, la loi fondamentale de la statique des fluides, l'atmosphère et les baromètres.
  5. 5 Température et thermométrieCe que mesure la température, le principe zéro, et comment on construit une échelle de température.
  6. 6 Quantité de chaleur et calorimétrieMesurer une quantité de chaleur par un échange dans un calorimètre - capacité thermique, valeur en eau, bilan.
  7. 7 Travail des forces pressantes, gaz parfaits et réelsLe travail reçu par un gaz qu'on comprime ou qui se détend, selon le chemin ; le modèle du gaz parfait et ses corrections.
Partie II — Premier principeÉnergie interne, enthalpie, coefficients calorimétriques, gaz parfaits. 3 modules · 8 leçons
  1. 8 Le premier principe - énergie interne et enthalpieL'énergie se conserve - ΔU = W + Q ; à volume constant la chaleur mesure ΔU, à pression constante elle mesure ΔH.
  2. 9 Les coefficients calorimétriquesLa chaleur élémentaire écrite dans les trois couples de variables - six coefficients, et les relations qui les lient.
  3. 10 Le premier principe appliqué au gaz parfaitLois de Joule, relation de Mayer, et le bilan W, Q, ΔU de chaque transformation usuelle - loi de Laplace comprise.
Partie III — Second principeÉnoncés, cycles dithermes, Carnot, entropie. 2 modules · 6 leçons
  1. 11 Le second principe - cycles et machines thermiquesPourquoi un moteur a besoin de deux sources, le cycle de Carnot, le rendement maximal, les machines frigorifiques et les pompes à chaleur.
  2. 12 L'entropieDe l'inégalité de Clausius à une nouvelle fonction d'état - calculer une variation d'entropie, faire un bilan, reconnaître l'irréversibilité.
Partie IV — Préparer l'épreuveL'épreuve de la session normale 2025-2026, puis un sujet blanc. 1 module · 2 leçons
  1. 13 Préparer l'épreuveL'épreuve de la session normale 2025-2026 travaillée question par question, puis un sujet blanc du même format en temps limité.