Thermodynamique interactive : une approche numérique pour maîtriser les fondamentaux en thermodynamique – Étude du cycle triangulaire

Abstract

L'apprentissage de la thermodynamique en premier cycle pose des défis majeurs en raison de la diversité et de la complexité de ses concepts fondamentaux, souvent abstraits, et exigeant la maîtrise d’outils mathématiques avancés. La difficulté est accentuée par le faible usage des diagrammes dans l’enseignement de la thermodynamique. Nous proposons une approche pédagogique innovante, intégrant le numérique et l’interactivité pour améliorer leur compréhension. L’exemple du cycle triangulaire dans le diagramme de Clapeyron, marqué par une transformation à gradient de pression constant, illustre cette perspective. Notre étude montre aussi que le calcul global du rendement énergétique peut être erroné dans ce cas précis, tandis que l’approche locale, fondée sur le calcul différentiel, fournit la solution idoine.