Description

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 visées

• 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).

Contacts

Responsable(s) de l'enseignement

• Marco Cecchini

MCC

Les épreuves indiquées respectent et appliquent le règlement de votre formation, disponible dans l'onglet Documents de la description de la formation.

Régime d'évaluation

ECI (Évaluation continue intégrale)

Coefficient

3.0

Évaluation initiale / Session principale - Épreuves

Seconde chance / Session de rattrapage - Épreuves