1  Préambule

La thermodynamique est une branche des sciences physiques s'intéressant aux phénomènes impliqués dans les systèmes à l'échelle macroscopique, possédant un très grand nombre de particules.
Dans 1 cm³ d'air, le nombre de molécules est d'environ 3.10¹⁹. Chacune de ces molécules subit environ 10¹⁰ collisions par secondes.
A cette échelle de grandeur, on considère les phénomènes selon des grandeurs moyennées qui ne nécessite pas de connaître une description à l'échelle microscopique des mécanismes d'interactions entre chaque particule. L'étude du système fait alors appel à un nombre limté de vaiables et paramètres d'état significatifs du comportement collectif de ses composantes.
Les variables et paramètres d'état sont généralement la pression et la température ou encore le volume...

La thermodynamique décrit donc les phénomènes liant les ineractions thermiques et mécaniques afin de comprendre le fonctionnement des machines thermiques transformant l'énergie thermique en énergie mécanique et inversement.

2  Historique

- 1640 : Toricelli et Pascal définissent le concept de Pression ;
- 1769 : Watt construit la première machine à vapeur ;
- 1824 : Sadi Carnot détermine que le rendement d'une machine thermique dépend des températures extrêmes du système ; La destruction d'énergie mécanique produit de l'énergie calorifique et inversement ;
- 1842 : Joule et Mayer assicient le trvail mécanique à l'énergie calorifique ;
- 1850 : Clausius détermine que la production d'un travail équivaut au transport d'une quantité de chaleur et qu'une source chaude est l'équivalent d'une ource froide puis d'une énergie dissipée ;
- Fin du 19^e siècle : moteurs thermiques, thermo-chimie et extension à la physique atomique puis description microscopique par la physique statistique.

3  Notations, unités et constantes fondamentales en thermodynamique

3.1  Notations et unités

Les principales notations utilisées en thermodynamique traitent des quantités de matière (masse, volume, nombre de particules, concentrations...), des caractéristiques thermiques et barrométriques (pression, température) et des énergies (travail, énergie calorifique...).

Grandeur	Notation	Unité
Température	T	Kelvin (K)
Pression	P	Pascal (Pa)
Masse	M,m	kg
Volume	V	m3
Nombre de particules	N	---
Densité de particules	d	m-3
Quantité de matière	n	Mole (mol)
Travail d'une force	W	N.m
Energie	E	Joule (J)
Quantité de chaleur	Q	Joule (J)
Force	F	Newton (N)