2021-2022 / CHIM0286-1

Eléments de thermodynamique

Durée

26h Th, 26h Pr

Nombre de crédits

 Bachelier en sciences de l'ingénieur, orientation ingénieur civil5 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
De nombreux exemples illustrent ces différentes matières.

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.
Ce cours contribue aux acquis d'apprentissage I.1, I.2, II.1, III.1, III.2 du programme de bachelier ingénieur civil.

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, chacunes intimement combinées avec des capsules vidéos.
Les leçons et les capsules vidéos 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 pendant et en parallèle de ces séances : le suivi, préalable à chaque séance, de capsules vidéos explicatives de résolution des exercices avec résumé de la théorie associée, la résolution de problèmes en séance par les étudiants eux-mêmes avec l'aide des encadrants, les réponses individuelles en séance à toutes les questions de théorie et d'exercices sur le chapitre en cours.
Préalablement aux interrogations, des séances de questions-réponses sont organisées. Elles constituent une occasion supplémentaire de poser toutes les questions utiles sur les matières théoriques et pratiques.
Par ailleurs, des tests en ligne sont proposés sur eCampus pour vérifier l'acquisition de la matière.
En fin de quadrimestre, une leçon récapitulative de théorie permet de rebalayer l'ensemble de la matière.

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

Combinaison d'activités d'apprentissage en présentiel et en distanciel


Explications complémentaires:

Hybride, voir rubrique "Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement"

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

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

Modalités d'évaluation et critères

Examen(s) en session

Toutes sessions confondues

- En présentiel

évaluation écrite ( QCM, questions ouvertes )

Interrogation(s) hors session


Explications complémentaires:

Deux interrogations de type QCM seront organisées sur eCampus, l'une en milieu de quadrimestre sur le premier principe de la thermodynamique et l'autre en fin de quadrimestre 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.

Stage(s)

Remarques organisationnelles

Le cours a lieu au premier quadrimestre.
Les leçons théoriques ainsi que les séances d'exercices ont lieu en amphithéâtre avec l'ensemble des étudiants.
Lors des séances d'exercices, les étudiants laissent des rangées libres entre eux, ce qui permet aux encadrants de circuler parmi eux, de les aider individuellement dans la résolution des problèmes et de répondre à leurs questions (cf. rubrique "Activités d'apprentissage et méthodes d'enseignement").

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 myULiege
Secrétariat: Tél. 04 366 4426/3541

Notes en ligne

Supports de cours sur eCampus
Tous les supports de cours sont disponibles sur eCampus :

Théorie : syllabus, slides et podcasts;

Exercices : manuel, résolutions en pdf et en podcasts.