Séance 1 & 2 : La thermodynamique retrouvée Cours magistral (1h) : Micro-états et macro-états, distributions statistiques, limites de grands nombres de particules, système isolé et équiprobabilité des micro-états, entropie de Boltzmann, grandeurs thermodynamiques (température, pression), thermodynamique retrouvée. TD1 (1h30) : Système à deux états isolé (fluctuations de densité, spin et magnétisme) TD2 (2h30) : Échanges d'énergie et température, élasticité entropique d'une macromolécule (et parallèle avec les spins et le paramagnétisme) Séance 3 & 4 : Les ensembles statistiques Cours magistral (1h) : Système à l'équilibre thermique, statistique de Boltzmann, fonction de partition, entropie de Gibbs, énergie libre, propriétés d'un système à l'équilibre thermique à partir de la fonction de partition, ensemble isobare-isotherme, ensemble grand canonique, parallèles entre les ensembles TD1 (1h30) : Système à deux états à l'équilibre thermique (macromolécule et spin) TD2 (2h30) : Gaz parfait et gaz réel Séance 5 & 6 : Parcours thématiques au choix - Transitions de phase Cours magistral (1h) : Stabilité thermique et mécanique d'un état d'équilibre, rôle des interactions et méthodes de champs moyens, illustrations TD1 (1h30) : Transition liquide-gaz, diagramme de phase, mélanges (effet entropique et effet énergétique, enthalpie libre de mélange) TD2 (2h30) : Mélanges (stabilité et diagramme de phase), transition ferro-paramagnétisme, dynamique simple d'un système de spin - Simulation moléculaire Cours magistral (1h) : Algorithmes de simulations moléculaire (dynamique moléculaire vs. Monte Carlo), modèles moléculaires, estimations des grandeurs thermodynamiques TD1 (1h30) : Initiation à LAMMPS et mise en place d'une simulation d'un gaz réel TD2 (2h30) : Équation d'état d'un gaz réel, élasticité et capacité calorifique du graphène - Statistiques quantiques Cours magistral (1h) : Quantification des états propres de l'énergie en mécanique quantique, fermions et bosons, statistiques de Fermi-Dirac et Bose Einstein. TD1 (1h30) : Naine blanche ou semi-conducteur TD2 (2h30) : Rayonnement du corps noir |