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Physique statistique
Figure 1.3
Le premier principe de la thermodynamique conduit à :
DE = W + Q = W 1 + W 2 + Q 1 + Q 2 = 0
(10)
soit :
W
1 − W 2 = Q 1 − Q
2
(11)
Le rendement, h, du cycle est défini comme le rapport entre la quantité de travail fournie
par le système et la quantité de chaleur prise à la source chaude. Il vaut :
h =
W
1 − W 2
Q 1
=
Q 1 − Q
2
Q 1
(12)
Le cycle de Carnot permet de définir l’échelle de température absolue par la relation :
Q 1
Q
2
=
T 1
T 2
(13)
ce qui permet d’écrire h sous la forme :
h =
T 1 − T 2
T 1
= 1 −
T 2
T 1
< 1
(14)
Tous les cycles quasistatiques fonctionnant entre T 1 et T 2 ont le même rendement. Par
contre, les cycles contenant des transformations irréversibles ont un rendement inférieur.
Les cycles quasistatiques sont ceux pour lesquels le travail fourni est maximum. Il faut
noter que ces rendements sont peu élevés. Par exemple, si T 1 = 400 K et T 2 = 300 K, on
obtient un rendement qui n’est que de 25% .
Remarque. On peut définir un cycle de Carnot qui fonctionne en sens inverse de celui
indiqué sur la figure 3. Dans ce cas le système se comporte comme un réfrigérateur.