Pourquoi étudier la thermodynamique : conversion chaleur-travail, machines thermiques, sources d'énergie et enjeux contemporains.
De l'éolipyle de Héron à Carnot, Mayer et Clausius : naissance de la thermodynamique et de l'entropie.
Équilibre, principe zéro, parois, variables et fonctions d'état, transformations quasi-statiques.
Travail, chaleur, énergie interne et premier principe.
Entropie, réversibilité et second principe.
Relations fondamentales et potentiels thermodynamiques.
Calcul différentiel, transformée de Legendre et potentiels thermodynamiques.
Coefficients calorimétriques, thermoélastiques et équations d'état.
Diagrammes des phases, instabilités et gaz de Van der Waals.
Cycles dithermes, cycle de Carnot, rendements et énoncés du second principe.
Structures géométriques sous-jacentes à la thermodynamique.
Information, entropie et les limites de la thermodynamique classique.
Rendement à puissance maximale et moteurs thermiques réels.
Effets thermoélectriques et conversion d'énergie.
Phénomènes irréversibles et relations d'Onsager.
Applications thermodynamiques au système climatique terrestre.
Travail, chaleur et entropie à l'échelle quantique.