Thermo­dynamique
de l’ingénieur

Chaleur et travail

Un livre pour comprendre et maîtriser les calculs de thermo­dynamique à l’université et en école d’ingénieurs

troisième édition, sous licence Creative Commons by-sa
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exercices corrigés de thermodynamique
96 exercices corrigés, avec applications concrètes
un cours clair et illustré
cours de thermodynamique
exemples résolus de thermodynamique
59 exemples résolus
largement commentés

Ce livre est destiné aux étudiants en licence, en prépa ou en école d’ingénieurs (L2/L3, MPSI/PCSI/PTSI, MP/PSI/PC), ainsi qu’aux professionnels technicien/nes et ingénieur/es. Il vous permettra de progresser de façon autonome, en vérifiant vos calculs avec les solutions, et parcourant toutes les bases importantes :

1 Notions fondamentales

Réviser les notions indispensables à l’étude de la thermo­dynamique

Notion d’énergie et premier principe ; Énergie mécanique ; Travail ; Chaleur ; Température ; Exercices corrigés

2 Les systèmes fermés

Quantifier les transferts d’énergie dans une quantité fixe de fluide

Quantifications du travail et de la chaleur en système fermé ; Notion d’irréversibilité.

3 Les systèmes ouverts

Quantifier les transferts d’énergie dans un fluide en flux continu

Utilité des systèmes ouverts et fermés ; Quantifications du travail et de la chaleur.

4 Le gaz parfait

Prédire la température de l’air et quantifier ses formes d’énergie

Intérêt et limites du modèle du gaz parfait ; Transformations élémentaires sous contrainte.

5 Liquides et vapeurs

Prédire la température de l’eau et quantifier ses formes d’énergie

Changements de phase, calculs de propriétés avec abaques ; Évolutions sous contrainte.

6 Cycles thermo­dynamiques

Convertir chaleur en travail et inversement : les moteurs et réfrigérateurs

Machines thermiques : rendement des moteurs, réfrigérateurs, climatiseurs et pompes à chaleur.

7 Le second principe

Quantifier les limites fondamentales des machines thermiques

Efficacité maximale des machines (cycle de Carnot) ; Échelle de température absolue.

8 L’entropie

Quantifier l’irréversibilité et prédire le sens des transformations

Irréversibilités dans les transferts de chaleur et de travail ; Utilité de l’entropie pour l’ingénieur.

9 Cycles moteurs à vapeur

Quantifier les performances des centrales fonctionnant à la vapeur

Cycles de Carnot, de Rankine, avec surchauffe, resurchauffe, et régénération.

10 Cycles moteurs à gaz

Quantifier les performances des moteurs essence, Diesel, et des turbomachines

Cycles d’Otto et de Diesel ; Turboréacteur, turbopropulseur etc. et leurs modifications.

A Annexes

Documents utiles de travail

Abaques de vapeur ; Grandeurs additives, d’état et de chemin ; Conventions de notation ; Bibliographie ; Liste des symboles ; Index.

Le livre est résolument tourné vers des cas concrets (moteurs automobiles, turboréacteurs, turbines à vapeur etc.) et largement illustré, pour rester motivé dans vos révisions. Oubliez les formules magiques cryptiques : pour savoir calculer, il faut bien comprendre (un cours clair et didactique, 59 exemples amplement commentés) et s’entraîner (96 exercices corrigés).

L’auteur

Olivier Cleynen

Olivier Cleynen est doctorant en mécanique des fluides à l’université de Magdebourg (Allemagne). Il a accumulé 12 années (1600 heures) d’enseignement universitaire, en langues française et anglaise.

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