Thermodynamique statistique

Table des matières

Chapitre I : De la dynamique aux probabilités

Chapitre II : L'état d'équilibre

Chapitre III : Mécanique statistique quantique

Chapitre IV : Degrés de liberté moléculaires

Chapitre V : Réactions chimiques

Chapitre VI : Fluides denses

Chapitre VII : Au-delà de l'équilibre

Ce cours a pour ambition d'offrir une introduction à la thermodynamique statistique. Le but principal est de parvenir à connecter les propriétés macroscopiques de la matière, observables à notre échelle, aux caractéristiques intrinsèques des atomes et molécules qui la composent.

Nous développons une approche probabiliste de la dynamique d'un système macroscopique basée sur la notion d'ensemble de Gibbs. Nous appliquons ensuite ce formalisme à différents exemples de systèmes à l'équilibre, qu'ils soient isolés, fermés ou ouverts. Une introduction à la thermodynamique statistique de non-équilibre est aussi proposée.

Il est attendu de l'étudiant qu'il puisse comprendre et établir lui-même, dans le cas d'exemples simples, le pont reliant la thermodynamique et les propriétés microscopiques des composants du système par le biais de la mécanique statistique.

Cours co-requis

L'enseignement se compose d'un cours théorique (36h) et d'une série de séances d'exercices (24h) où l'étudiant applique les concepts vus au cours.

Références, bibliographie et lectures recommandées

Dynamique Chimique, G. Nicolis, Dunod, Paris, 2005.

Statistical Mechanics, D. A. McQuarrie, University Science Books, 2000.

Support(s) de cours

• Université virtuelle

Contacts

Yannick.De.Decker@ulb.be

02 650 57 84

Campus

Plaine, Solbosch

Méthode(s) d'évaluation

• Examen écrit
• Examen oral

Examen écrit

• Question ouverte à développement long

Examen oral

• Examen avec préparation

• Question ouverte à développement long

L'évaluation consiste, lors de la première session, en un examen écrit d'une durée de 3 heures, portant sur le cours théorique et sur les séances d'exercices.

Un examen oral de 30 minutes, sans préparation et sans notes, peut être organisé à la suite de l’examen écrit si l’étudiant le souhaite. Cet examen oral peut modifier la note de l’écrit de -2 à +2 points. Il consistera en questions portant sur l'ensemble du cours.

En seconde session, seul un examen oral, d'une durée de 45 minutes, est prévu. Durant les 15 premières minutes, l'étudiant présente un sujet préparé à l'avance. Le reste de l’examen (sans préparation et sans notes) consiste en questions portant sur l’ensemble du cours.

Construction de la note (en ce compris, la pondération des notes partielles)

La note de première session correspond à celle de l’examen écrit. Le note attribuée en seconde session est celle de l’examen oral (1/3 des points pour la partie préparée, 2/3 pour les autres questions).

Langue(s) d'évaluation

• français
• (éventuellement anglais )