Université du Québec en Outaouais Département d'informatique et d'ingénierie
Sigle : GEN1643  Gr. 01
Titre : Thermodynamique
Session : Hiver 2019  Horaire et local
Professeur : Sempels, Eric
1. Description du cours paraissant à l'annuaire :

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.

Descriptif – Annuaire

2. Objectifs spécifiques du cours :

Le cours couvre 3 des 12 qualités requises des diplômé(e)s telles que définies dans les normes d'agrément des programmes de génie au Canada. (http://www.engineerscanada.ca/fr/ressources-en-matiere-dagrement) :

  1. Qualité 1 : Connaissance en génie
  2. Qualité 2 : Analyse de problèmes
  3. 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.

x

1

 3. Comprendre et appliquer les notions fondamentales de l'ingénierie.

x
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

2

 2. Formuler un processus de résolution de problème, comprenant des approximations et des hypothèses.

x
3. Stratégies pédagogiques :

La formule pédagogique utilisée dans ce cours comprend les éléments suivants :

  1. Cours magistraux (une période de 3 heures par semaine).
  2. Lectures personnelles (dans le volume obligatoire).
  3. Problèmes à résoudre se rattachant au cours (exercices du volume obligatoire).
  4. Séances de travaux dirigés et de travaux pratiques.
  5. Trois examens.
4. Heures de disponibilité ou modalités pour rendez-vous :

Sur rendez-vous.

5. Plan détaillé du cours sur 15 semaines :
Semaine Thèmes Dates
1   

Chapitre 1 (Cengle "&" Boles)

  • Présentation du plan de cours ;
  • Notions et définitions de base ;
  • Principes fondamentaux de la thermodynamique.

 09 jan. 2019 
2   

Chapitre 2 (Cengle "&" Boles)

  • Premier principe de la thermodynamique ;
  • Énergie ;
  • Formes d'énergie ;
  • Transfert d'énergie.

Travail dirigé #1 : Le 14 janvier 2019

 16 jan. 2019 
3   

Chapitre 3 (Cengle "&" Boles)

  • Substance pure ;
  • Changement de phases ;
  • Équation d'état d'un gaz parfait d'énergie.

Travail dirigé #2 : Le 21 janvier 2019

 23 jan. 2019 
4   

Chapitre 4 et 5 (Cengle "&" Boles)

  • Chaleur ;
  • Travail ;
  • Conservation de la masse.

Travail dirigé #3 : Le 28 janvier 2019

 30 jan. 2019 
5   

Examen partiel I (3 heures)

Travail dirigé #4 : Le 04 février 2019

 06 fév. 2019 
6   

Chapitre 5 (Cengle "&" Boles)

  • Conservation de l'énergie ;
  • Écoulement en régime permanent.

 13 fév. 2019 
7   

Chapitre 5 (Cengle "&" Boles) (suite)

  • Conservation de l'énergie ;
  • Écoulement en régime permanent.

Travail dirigé #5 : Le 18 février 2019

 20 fév. 2019 
8   

Chapitre 6 (Cengle "&" Boles)

  • Énoncé du second principe de la thermodynamique ;
  • Réservoirs thermiques ;
  • Machines thermiques ;
  • Évolution réversible et irréversible ;
  • Cycle de CARNOT.

Travail dirigé #6 : Le 25 février 2019

 27 fév. 2019 
9   

Semaine d’études

 06 mars 2019 
10   

Examen partiel II (3 heures)

Travail dirigé #7 : Le 11 mars 2019

 13 mars 2019 
11   

Chapitre 7 (Cengle "&" Boles)

  • Moteurs à piston ;
  • Relations thermodynamique T ds ;
  • Rendement isentropique thermique.

Travail dirigé #8 : Le 18 mars 2019

 20 mars 2019 
12   

Chapitre 9 (Cengle "&" Boles)

  • Entropie ;
  • Cycle OTTO ;
  • Rendement isentropique thermique.

Travail dirigé #9 : Le 25 mars 2019

 27 mars 2019 
13   

Chapitre 11 (Cengle "&" Boles)

  • Cycle de réfrigération ;
  • Thermopompes ;
  • Cycles thermodynamiques.

Travail pratique #1 (Cycle de Rankine) : Le 01 avril 2019

 03 avr. 2019 
14   

Révision

Travail dirigé #10 : Le 08 avril 2019

 10 avr. 2019 
15   

Examen partiell III (3 heures)

 17 avr. 2019 
6. Évaluation du cours :
Outils d'évaluation Pondération Indicateurs mesurés
Examen partiel I 30 % 1.2, 1.3
Examen partiel II 32 % 1.2, 1.3
Examen partiel III 32 % 1.3, 2.1
Travaux pratiques 6 % 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(e) 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
7. Politiques départementales et institutionnelles :
8. Principales références :

Manuel obligatoire : « Thermodynamique, 2e édition - Une approche pragmatique » de Yunus A. Cengel, Michael A. Boles.

9. Page Web du cours :
https://moodle.uqo.ca