Eléments de thermodynamique

Durée

26h Th, 26h Pr

Nombre de crédits

Enseignant

Benoît Heinrichs

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue française

Organisation et évaluation

Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Le cours vise à présenter les bases de la thermodynamique et à établir le lien avec les domaines de l'ingénieur.
Le cours est articulé autour de trois axes: les principes fondamentaux, l'introduction aux machines thermiques et la thermodynamique chimique. Il comprend les chapitres suivants:

• Notions de base
• Energie, chaleur, travail - Premier principe: la conservation de l'énergie
• Enthalpie
• Processus élémentaires
• Energie interne de réaction et enthalpie de réaction
• Conversion de chaleur en travail: les machines thermiques - Deuxième principe
• Deuxième principe, entropie, troisième principe
• Entropie de réaction
• L'enthalpie libre - Critères de spontanéité et d'équilibre d'une réaction
• Potentiel chimique
• Transformations et équilibres de phases - Diagrammes de phases

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

A l'issue du cours, les étudiants seront capables de:

• comprendre les concepts de base de la thermodynamique;
• maîtriser les premier, second et troisième principes de la thermodynamique;
• calculer les échanges d'énergie lors des transformation physiques et chimiques de la matière;
• prévoir le sens de ces transformations et calculer les équilibres qui y sont associés.

Savoirs et compétences prérequis

Notions de chimie, physique et analyse mathématique vues en première année du grade de bachelier en sciences de l'ingénieur

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Le cours est un ensemble cohérent de leçons de théorie et de séances interactives d'exercices.
Les leçons de théorie introduisent les nouveaux concepts qui sont illustrés à l'aide de nombreux exemples.
L'objectif des séances d'exercices est de faire acquérir aux étudiants la maîtrise de la matière par la résolution de problèmes. Différents types d'activités sont proposés lors de ces séances : la résolution au tableau d'exercices proposés aux étudiants à l'avance via eCampus, la résolution au tableau de nouveaux exercices et la résolution de problèmes par les étudiants eux-mêmes avec l'aide des encadrants.
En fin de quadrimestre, une séance de questions-réponses est organisée. Elle constitue une occasion supplémentaire de poser toutes les questions utiles sur les matières théoriques et pratiques en vue de l'examen de janvier.

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Présentiel

Adaptations organisationnelles liées au contexte sanitaire

Si la situation sanitaire l'impose, le cours est donné à distance via la plateforme eCampus où se trouve toute l'information nécessaire
Les podcasts des cours théoriques et des séances d'exercices sont chargés progressivement chaque semaine pour permettre de les suivre selon l'horaire prévu.
Pour faciliter la structuration de l'étude, un tableau de bord indique quels podcasts doivent être visionnés chaque semaine.
Des séances d'explications et de questions/réponses en direct sur Collaborate sont organisées chaque semaine dans la plage horaire du cours et à des heures différentes pour la théorie et les exercices. L'ensemble de l'équipe d'encadrement y participe pour pouvoir répondre à toutes les questions individuellement.
Parallèlement à ces séances, le forum est ouvert en permanence pour permettre aux étudiants de poser leurs questions à tout moment.
Les interrogations sont maintenues et organisées via eCampus.
En fonction de la situation sanitaire, les examens peuvent être organisés à distance via eCampus.

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Les notes et les diapositives du cours théorique ainsi que le fascicule d'exercices sont disponibles à la Centrale des Cours de l'AEES et sur eCampus.

Modalités d'évaluation et critères

Vous trouverez ci-dessous les modalités d'évaluation envisagées pour les examens en présentiel et à distance ainsi que celle souhaitée en cas de session hybride. En fonction de l'évolution sanitaire, la modalité choisie vous sera communiquée au plus tard un mois avant le début de la session d'examen.

Toutes sessions confondues :

- En présentiel

évaluation écrite ( questions ouvertes )

- En distanciel

évaluation écrite ( QCM )

- Si évaluation en "hybride"

préférence en distanciel


Explications complémentaires:

Deux interrogations de type QCM seront organisées : l'une fin octobre sur le premier principe de la thermodynamique et l'autre début décembre sur le second principe. Chacune de ces interrogations interviendra pour 10% de la note finale.
Les deux interrogations sont obligatoires pour accéder à l'examen.
Un examen écrit en janvier intervenant pour 80% de la note finale.
Examen écrit en août/septembre (seconde session) (100% de la note finale).
Les examens consistent en la compréhension des concepts et la résolution de problèmes.
En fonction de la situation sanitaire, les examens et interrogations peuvent être organisés à distance. Voir rubrique "Adaptations organisationnelles liées au contexte sanitaire".

Stage(s)

Remarques organisationnelles

Le cours a lieu au premier quadrimestre.
Cours et TD en présentiel, à tous les étudiants, le lundi de 8h30 à 12h30 au Palais des congrès, salle Elisabeth (500 places).

Contacts

Prof. Benoît HEINRICHS Nanomaterials, Catalysis & Electrochemistry - NCE Department of Chemical Engineering University of Liège
Building B6a (office 0/10b) - Quartier Agora Allée du six Août 13 4000 Liège - Belgium
Phone: +32 4 366 35 05 e-mail: via le site du cours sur eCampus dans myULg
Secrétariat: Tél. 04 366 4426/3541

Notes en ligne