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Thermodynamique avancée

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 1

Semestre :

S1

Crédits ECTS :

6

Volume Horaire :

24h Cours
24h TD

Responsable :

Frédéric Caupin

Université Claude Bernard Lyon 1

Institut Lumière Matière

Intervenants :

 

F. Caupin

 

E. Brillaux

S. Joubaud
D. Rodney

 

La Formation

Introduction

Phénoménologie, Exemples de signatures expérimentales

Chapitre I : Résultats de la thermodynamique macroscopique

Potentiels thermodynamiques, Transformation de Legendre ; équilibre d’un corps pur sous deux phases, double tangente, palier de Maxwell, relations de Clausius-Clapeyron et d’Ehrenfest ; équilibre d’un mélange de plusieurs constituants sous plusieurs phases, règle des phases de Gibbs, exemples de diagrammes binaires et ternaires

Chapitre II : Approche de Landau

Analogie mécanique ; notion de paramètre d’ordre, développement en puissance du paramètre d’ordre, exposants critiques

Chapitre III : L’apport de la physique statistique

Possibilité des transitions de phases ; équation de van der Waals ; transition ferromagnétique-paramagnétique, champ moléculaire de Weiss, modèle d’Ising, approximation de Bragg-Williams, champ moyen variationnel ; modèles équivalents : gaz sur réseau, transition ordre-désordre, classe d’universalité

Chapitre IV : Ordre local et fonctions de corrélation

opalescence critique ; longueur de corrélation, lien avec la susceptibilité ; Dimensions critiques inférieure et supérieure ; structure et corrélations dans les fluides, lien entre fluctuations de densité et compressibilité ; théorie d’Ornstein et Zernike ; force de Casimir

Chapitre IV : Interfaces

Tension de surface : mise en évidence, origine physique, définition thermodynamique ; thermodynamique d’une interface diffuse pour un corps pur, profil interfacial, surface de séparation et quantités d’excès, interface plane, interface courbée, loi de Laplace ; interface d’une solution, isotherme de Gibbs, tensio-actifs ; conséquences de la tension de surface sur les transitions de phases, équation de Kelvin, mûrissement d’Ostwald, condensation capillaire, équation de Gibbs-Thomson

Chapitre VI: Au-delà de l’équilibre

Métastabilité ; nucléation ; décomposition spinodale

 

Pré-requis

Thermodynamique statistique L3 ou équivalent

Modalité de l'examen

Ecrit.

Mots-clés

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