Sigle : GEN1643 Gr. 01 Titre : Thermodynamique Session : Hiver 2018 Horaire et local Professeur : Sempels, Eric
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Objectifs
Au terme de cette activité, l'étudiant(e) sera en mesure : d’appliquer les principes de la thermodynamique pour prévoir et analyser le comportement des processus énergétiques utilisés en ingénierie.
Contenu
Pression, température, énergie, travail. Concept d'énergie interne. Première loi de la thermodynamique. Concept du procédé réversible. Le procédé irréversible. Propriétés thermiques des gaz. Concept d'enthalpie. Chaleur spécifique. Deuxième principe de la thermodynamique. Entropie. Fonctions thermodynamiques des substances pures. Applications de la thermodynamique à divers systèmes. Compresseurs. Machines thermiques. Réfrigération.
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Le cours couvre 3 des 12 qualités requises des diplômés telle que définies dans les normes d'agrément des programmes de génie au Canada. (http://www.engineerscanada.ca/fr/ressources-en-matiere-dagrement) :
- Qualité 1 : Connaissance en génie
- Qualité 2 : Analyse de problèmes
- Qualité 5 : Utilisation d'outils d'ingénierie
Les qualités 1 et 2 sont mesurées dans ce cours pour fins de rétroaction
Objectifs spécifiques |
Qualité |
Indicateurs |
Introduit |
Développé |
Appliqué |
Acquérir une connaissance de la thermodynamique nécessaire dans les sciences de génie |
1 |
2. Démontrer une connaissance des concepts fondamentaux de la physique et de la chimie. |
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x |
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1 |
3. Comprendre et appliquer les notions fondamentales de l'ingénierie. |
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x |
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Résoudre un problème de thermodynamique à partir des paramètres d'un système. |
2 |
1. Identifier les informations connues et inconnues, et les incertitudes d'un problème. |
x |
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2 |
2. Formuler un processus de résolution de problème, comprenant des approximations et des hypothèses. |
x |
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La formule pédagogique utilisée dans ce cours comprend les éléments suivants :
- Cours magistraux (une période de 3 heures par semaine).
- Lectures personnelles (dans le volume obligatoire).
- Problèmes à résoudre se rattachant au cours (exercices du volume obligatoire).
- Séances de travaux dirigés et de travaux pratiques.
- Trois examens
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Sur rendez-vous.
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1 |
Chapitre 1 (Cengle "&" Boles)
- Présentation du plan de cours ;
- Notions et définitions de base ;
- Principes fondamentaux de la thermodynamique.
Travail dirigé #1 : Le 13 janvier 2017
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10 jan. 2018 |
2 |
Chapitre 2 (Cengle "&" Boles)
- Premier principe de la thermodynamique ;
- Énergie ;
- Formes d'énergie ;
- Transfert d'énergie.
Travail dirigé #2 : Le 20 janvier 2017
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17 jan. 2018 |
3 |
Chapitre 3 (Cengle "&" Boles)
- Substance pure ;
- Changement de phases ;
- Équation d'état d'un gaz parfait d'énergie.
Travail dirigé #3 : Le 27 janvier 2017
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24 jan. 2018 |
4 |
Chapitre 4 et 5 (Cengle "&" Boles)
- Chaleur ;
- Travail ;
- Conservation de la masse.
Travail dirigé #4 : Le 3 février 2017
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31 jan. 2018 |
5 |
Examen partiel I (3 heures)
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07 fév. 2018 |
6 |
Chapitre 5 (Cengle "&" Boles)
- Conservation de l'énergie ;
- Écoulement en régime permanent.
Travail dirigé #5 : Le 17 février 2017
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14 fév. 2018 |
7 |
Chapitre 5 (Cengle "&" Boles)
- Conservation de l'énergie ;
- Écoulement en régime permanent.
Travail dirigé #6 : Le 24 février 2017
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21 fév. 2018 |
8 |
Semaine d'études
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28 fév. 2018 |
9 |
Chapitre 6 (Cengle "&" Boles)
- Énoncé du second principe de la thermodynamique ;
- Réservoirs thermiques ;
- Machines thermiques ;
- Évolution réversible et irréversible ;
- Cycle de CARNOT.
Travail dirigé #7 : Le 10 mars 2017
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07 mars 2018 |
10 |
Chapitre 7 (Cengle "&" Boles)
- Moteurs à piston ;
- Relations thermodynamique T ds ;
- Rendement isentropique thermiques.
Travail pratique #1 (Effet thermoélectrique) : Le 17 mars 2017
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14 mars 2018 |
11 |
Examen partiel II (3 heures)
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21 mars 2018 |
12 |
Chapitre 9 (Cengle "&" Boles)
- Entropie ;
- Cycle OTTO ;
- Rendement isentropique thermiques.
Travail dirigé #8 : Le 31 mars 2017
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28 mars 2018 |
13 |
Chapitre 11 (Cengle "&" Boles)
- Cycle de réfrigération ;
- Thermopompes ;
- Cycle de CARNOT inverse.
Travail dirigé #9 : Le 7 avril 2017
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04 avr. 2018 |
14 |
Révision
Travail dirigé #10 : Le 18 avril 2016
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11 avr. 2018 |
15 |
Examen partiell III (3 heures)
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18 avr. 2018 |
Outils d'évaluation |
Pondération |
Indicateurs mesurés |
Examen partiel I |
32 % |
1.2, 1.3 |
Examen partiel II |
32 % |
1.2, 1.3 |
Examen partiel III |
32 % |
1.3, 2.1 |
Travaux pratiques |
4 % |
2.1, 2.2 |
Par indicateur mesuré, on entend qu'à la fin du cours, un niveau de performance (0, 1, 2, 3) est donné pour chaque indicateur et pour chaque étudiant selon la grille ci-dessous :
Indicateurs |
Niveau 0 |
Niveau 1 |
Niveau 2 |
Niveau 3 |
1.2 - Démontrer une connaissance des concepts fondamentaux de la physique et de la chimie. |
Moins de 52 % |
Entre 52 % et 63 % |
Entre 64 % et 83 % |
Plus de 84 % |
1.3 - Comprendre et appliquer les notions fondamentales de l'ingénierie. |
Moins de 52 % |
Entre 52 % et 63 % |
Entre 64 % et 83 % |
Plus de 84 % |
2.1 - Identifier les informations connues et inconnues, et les incertitudes d'un problème. |
Identification inadéquate ou inexistante des informations connues et inconnues et des incertitudes |
Identification partielle des informations connues et inconnues et des incertitudes |
Identification adéquate des informations connues et inconnues et des incertitudes |
Identification exhaustive des informations connues et inconnues et des incertitudes |
2.2 - Formuler un processus de résolution de problème, comprenant des approximations et des hypothèses. |
Formulation du processus de résolution inacceptable et traitement inadéquat des approximations et des hypothèses |
Formulation du processus de résolution acceptable, mais traitement partiel des approximations et des hypothèses |
Formulation du processus de résolution et traitement des approximations et des hypothèses acceptables |
Formulation du processus de résolution et traitement des approximations et des hypothèses remarquables |
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Manuel obligatoire :
"Thermodynamique, 2e édition - Une approche pragmatique" De Yunus A. Cengel, Michael A. Boles
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https://moodle.uqo.ca
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