19
CHAPITRE
Machines thermiques
L’essentiel du cours
Comment fonctionne un moteur thermique, une machine frigorifique ou une pompe à chaleur ?
Contexte
Un moteur thermique effectue une conversion d’énergie interne en énergie mécanique en prélevant de l’énergie à une source chaude. Une machine frigorifique ou une pompe à chaleur
prélèvent de l’énergie d’une source froide pour la transférer à une source chaude.
Le premier principe permet de faire les bilans énergétiques concernant ces conversions d’énergie,
le second principe impose des contraintes à leur rendements ou efficacités.
Dispositif dans lequel un système fluide subit une succession de transformations qui forment
un cycle permettant une conversion continue d’énergie.
Au cours d’un cycle, le système fluide échange de l’énergie sous forme de travail avec le milieu
extérieur et de transferts thermiques avec des thermostats.
Définition : Machine thermique
La variation d’une fonction d’état (énergie interne, enthalpie, entropie) est nulle sur un
cycle.
Nous nous limiterons aux machines thermiques dithermes, dans lesquelles le système échange
de l’énergie sous forme de transferts thermiques avec deux thermostats (sources chaude et
froide) et sous forme de travail mécanique avec l’extérieur lors d’une compression ou d’une détente.
Système fluide
Source chaude T C > T F
Source froide T F < T C
Q C
Q F
W
Les quantités Q F , Q C et W échangées au cours d’un cycle sont algébriques, positives si elles sont reçues par le système, négatives si elles sont fournies par le système.
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
partagelivrescpge.blogspot.com
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Machines thermiques
L’essentiel du cours
Comment fonctionne un moteur thermique, une machine frigorifique ou une pompe à chaleur ?
Contexte
Un moteur thermique effectue une conversion d’énergie interne en énergie mécanique en prélevant de l’énergie à une source chaude. Une machine frigorifique ou une pompe à chaleur
prélèvent de l’énergie d’une source froide pour la transférer à une source chaude.
Le premier principe permet de faire les bilans énergétiques concernant ces conversions d’énergie,
le second principe impose des contraintes à leur rendements ou efficacités.
Dispositif dans lequel un système fluide subit une succession de transformations qui forment
un cycle permettant une conversion continue d’énergie.
Au cours d’un cycle, le système fluide échange de l’énergie sous forme de travail avec le milieu
extérieur et de transferts thermiques avec des thermostats.
Définition : Machine thermique
La variation d’une fonction d’état (énergie interne, enthalpie, entropie) est nulle sur un
cycle.
Nous nous limiterons aux machines thermiques dithermes, dans lesquelles le système échange
de l’énergie sous forme de transferts thermiques avec deux thermostats (sources chaude et
froide) et sous forme de travail mécanique avec l’extérieur lors d’une compression ou d’une détente.
Système fluide
Source chaude T C > T F
Source froide T F < T C
Q C
Q F
W
Les quantités Q F , Q C et W échangées au cours d’un cycle sont algébriques, positives si elles sont reçues par le système, négatives si elles sont fournies par le système.
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