5 • Cycles
thermodynamiques
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5.2 Les cycles moteurs à vapeur
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
(T, s), au trajet 321, la chaleur nécessaire au préchauffage du liquide
entre les points 2 et 3 (Figure 5.10) serait rigoureusement égale à la
quantité de chaleur cédée par le fluide en se refroidissant entre les
points 4 et 4′. En effet, dans un tel cycle idéal, la ligne 45 étant rigoureusement parallèle à la ligne 31, les aires [123ba1] et [54′4dc5] sont égales,
ce qui démontre bien que la chaleur cédée au liquide en préchauffage est
bien égale à celle prélevée sur la vapeur qui se détend. Entre 5′ et 5, le
titre en vapeur a augmenté ce qui indique qu’une partie du liquide
formé au cours de la détente s’est vaporisée dans cette transformation 45.
Un point important est que cette chaleur, qui est échangée à température variable, est interne au cycle et n’est pas échangée avec les sources
extérieures de chaleur. De ce fait, si ces deux quantités de chaleur pouvaient être échangées à l’intérieur du cycle sans faire appel à des sources
extérieures de chaleur, alors, les seuls échanges avec les sources extérieures de chaleur seraient des échanges isothermes et l’on obtiendrait un
cycle de Carnot à deux températures.
Grâce à ce procédé de régénération, les quantités de chaleur échangées
par le cycle avec les sources extérieures de chaleur le sont aux températures constantes des sources chaude et froide.
Figure 5.10 – Cycle idéal à régénération dans un diagramme (T, s).
T
a
b
c
d
1′
1
5 ′
4′
5
2
3
4
s