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Licence PhysiqueUE Phénomènes de transport

Contenu

I. Diffusion des particules - transport de matière :

  • Introduction : expériences qualitatives, distinction entre diffusion et convection ;
  • Définitions : concentration, densité de courant et flux de particules ;
  • Loi de conservation (1D, 3D), continuité du flux ;
  • Loi de Fick : approche phénoménologique, domaine de validité ;
  • Coefficient de diffusion : dimensionalité et ordre de grandeur ;
  • Equation de diffusion : 1D, 3D, propriétés ; diffusion en symétries sphérique et cylindrique ;
  • Bilan généralisé incluant diffusion, convection et production ;
  • Analogies avec la loi d’Ohm : conductivité électrique, flux de charges ;
  • Exemples de phénomènes diffusifs ;
  • Exemples de solutions stationnaires.

II. Transfert thermique :

  • Introduction : retour sur la thermodynamique vue aux semestres précédents, les différents modes de transfert thermique, flux thermique ;
  • Conduction thermique : densité de courant thermique, flux thermique traversant une surface ;
  • Loi de conservation : équation locale de bilan thermique (1D, 3D) ;
  • Loi de Fourier : approche phénoménologique, domaine de validité, dimensionnalité et ordre de grandeur de la conductivité thermique ;
  • Équation de diffusion : 1D, 3D, propriétés, diffusion en symmétrie sphérique et cylindrique ;
  • Diffusion thermique avec terme de source ;
  • Champ de température en régime permanent, résistances thermiques, ponts thermiques ;
  • Exemples de résolution de l’équation de diffusion en régime variable, variation de température dans une cave ;
  • Rayonnement thermique : loi de Planck, loi de Wien, loi de Stefan, rayonnement solaire et terrestre, effet de serre ;
  • Convection : loi de Newton, résistances thermiques équivalentes, expérience de Ingen-Housz, applications, rendement de Curzon-Ahlborn ;

III. Du microscopique au macroscopique :

  • Marche aléatoire : lien entre coefficient de diffusion D et fréquence de saut ;
  • Théorie cinétique des gaz : distribution des vitesses dans un gaz ;
  • Description microscopique de l’entropie : entropie selon Boltzmann.

Langue utilisée

Langue principale utilisée par cet enseignement : Français.

Volume des enseignements

  • Cours magistraux : 8 heures
  • Travaux dirigés : 16 heures
  • Travaux pratiques : 6 heures

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