Ce cours a pour objectif de présenter les concepts et les principes s’appliquant aux systèmes subissant des échanges mécaniques et thermiques. Conservation de l’énergie et irréversibilité sont au centre des développements qui incluent perspective historique, applications (machines thermiques et frigorifiques) ainsi qu’une introduction aux systèmes hors équilibre.

• Équivalent mécanique de la chaleur, équilibre thermique, thermométrie
• Analyse de fonctions à plusieurs variables. Variables et fonctions d’état Équation d’état et coefficients thermoélastiques.
• Systèmes thermodynamiques. Premier principe de la thermodynamique, échange d’énergie, énergie interne.
• Transformations. Convertir la chaleur en travail. Cycle de Carnot d’un fluide idéal.
• L’entropie et le Second principe de la thermodynamique.
• Potentiels thermodynamiques (enthalpie, énergie libre, potentiels chimiques) et applications.
• Transport de matière et de chaleur. Conductivité thermique et coefficients de diffusion. Equation de la chaleur. Absorbtion et émission de rayonnement électromagnétique, corps noir et corps gris.

• Maîtriser les notions de chaleur et de température, et les principes de leur mesure.
• Connaître et comprendre les règles de l’énergétique : conservation, irréversibilité, rendement
• Manipuler des fonctions de plusieurs variables et mettre en équation des transformations simples
• Définir l’entropie thermodynamique et déduire les conséquences du second principe
• Identifier le principe de fonctionnement des moteurs thermiques et appareils frigorifiques.
• Ecrire l’une des plus importantes équations de la physique mathématique : l’équation de la chaleur.