Thermodynamique des phases - 2CMT11A

Objectif(s)

• Présenter la structure des solutions solides et liquides
• Donner les notions de base qui permettent de déterminer les grandeurs thermodynamiques des solutions liquides et solides
• Étudier la thermodynamique des mélanges liquides et solides
• Étudier les réactions chimiques impliquant des mélanges liquides et/ou solides.
• Applications à des cas pratiques industriels.
• Donner les notions de base sur les diagrammes de phases binaires et la détermination expérimentale de ces diagrammes
• Démontrer l'utilité de la thermodynamique des solutions sur la modélisation des diagrammes de phases

Responsable(s)

Fiqiri HODAJ

Contenu(s)

Chapitre 1: Rappels de thermodynamique - Concepts et outils de base
1. Système - Variables thermodynamiques
2. Principes de la thermodynamique
3. Fonction enthalpie et son intérêt pratique
4. Capacités calorifiques
5. Evolution et stabilité d’un système fermé - Potentiel thermodynamique
6. Fonctions thermodynamiques dans un système ouvert - Définition du potentiel chimique
7. Equilibres de phases dans un système fermé, isotherme et isobare
8. Règle des phases - Variance
9. Forces motrices de transformation de phases - système à un constituant

Chapitre 2: Thermodynamique des mélanges et des réactions chimiques
Introduction
I – Thermodynamique et stabilité des solutions
I-1. Définitions
I-2. Grandeurs partielles molaires dans un mélange
I-3. Relations entre grandeurs partielles molaires (Gibbs-Duhem)
I-4. Application à l’enthalpie libre d’un mélange binaire A-B
I-5. Enthalpie libre de mélange
I-6. Activité en solution
I-7. Modèles de solution
I-8. Minimum d’enthalpie libre : stabilité d’une solution

II – Réactions chimiques et équilibres physico-chimiques
II-1. Exemple
II-2. Condition d’équilibre des réactions chimiques
II-3. Déplacement d’équilibre

Chapitre 3: Equilibre de phases dans un système binaire - diagrammes de phases
1. Introduction
2. Equilibres de phases liquide-solide
2.1. Introduction
2.2. Miscibilité totale à l’état liquide et solide
2.3. Miscibilité complète à l’état liquide et limitée à l’état solide
2.4. Immiscibilité à l’état liquide
3. Composés (phases intermédiaires)
4. Equilibre de phases solide-solide

Les concepts base en thermodynamique classique

Contrôle des connaissances

• Session normale:
  Type d'évaluation: examen écrit (DS)

• Evaluation rattrapable:
  Type d'évaluation: examen écrit
  Durée : 2h
  Documents autorisés: une feuille A4 recto-verso de notes manuscrites
  Calculatrice: autorisée
  Possible en distanciel: non

• Evaluation non rattrapable : non

• Session de rattrapage:
  Type d'évaluation: examen écrit
  Durée: 2h
  Documents autorisés: une feuille A4 recto-verso de notes manuscrites
  Calculatrice: autorisée
  Possible en distanciel: non

Calendrier

Le cours est programmé dans ces filières :

• Cursus ingénieur - Prépa - Semestre 4
• Cursus ingénieur - Prépa SHN - ART - Semestre 4

Informations complémentaires

Code de l'enseignement : 2CMT11A
Langue(s) d'enseignement :

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Bibliographie

P. Papon, J. Leblond, Thermodynamique des états de la matière, Editions
Hermann, 1990.
P. Desré, F. Hodaj, Thermodynamique des matériaux - équilibres de phases
et métastabilité, EDP Sciences, 2010.
D.R. Gaskell, Introduction to the thermodynamics of materials, 4th edition,
Taylor & Francis, 2003.
M. Hillert, Phase equilibria, phase diagrams and phase transformations,
their thermodynamic basis, Cambridge University Press, 1998.
D. Ragone, Thermodynamics of materials, Wiley, 1995.
H-G LEE, Chemical thermodynamics for metals and materials, Imperial
College Press, 2000.