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Thermodynamique statistique

  • Cours (CM) 15h
  • Cours intégrés (CI) -
  • Travaux dirigés (TD) 15h
  • Travaux pratiques (TP) -
  • Travail étudiant (TE) -

Langue de l'enseignement : Français

Description du contenu de l'enseignement

La thermodynamique statistique a pour but d’expliquer le comportement des systèmes chimiques comportant un grand nombre d’atomes ou molécules à partir d’un traitement statistique de leurs constituants microscopiques. Cette unité d’enseignement vise à l’acquisition des fondements théoriques et calculatoires propre à cette discipline. Ses applications modernes jouent un rôle primaire dans ce qu’on appelle le « rational design » des molécules pour les sciences du médicament et de matériaux.
  • Rappels de probabilités
  • Rappels de thermodynamique (système, variables d’état, transformations d’état, observables thermodynamiques, etc.)
  • Etats macroscopiques et microscopiques
  • Notion d’ensemble
  • Ensembles canoniques
  • Fonction de partition canonique
  • Définition statistique des grandeurs thermodynamiques
  • Energie, enthalpie, entropie et énergie de Gibbs
  • Potentiel chimique
  • Equilibre chimique
  • Définition statistique de la constante d’équilibre
  • « Molecular design »

Compétences à acquérir

  • Expliquer les concepts d'état, de nombre d'états, et de somme d'états
  • Pour un volume et un nombre de particules bien définis, donner l'expression formelle
    • de l'entropie d'un ensemble micro-canonique à partir de la somme ou du nombre d'états pour une énergie
    • de l'énergie et de l'entropie d'un ensemble macro-canonique à une température donnée.
  • Calculer la fonction de partition canonique
    • d’un gaz parfait monoatomique
    • d’une molécule dans l’approximation du rotateur rigide et de l'oscillateur harmonique.
  • Calculer l'enthalpie, l'entropie et l'énergie de Gibbs d'une réaction en phase gazeuse pour une température donnée dans lesdites approximations; en déduire la constante thermodynamique.
  • Calculer les observables thermodynamiques pour des solutions idéales (dilution infinie).

Contact

Responsable

Marco Cecchini


LICENCE - Chimie