1 • Les deux principes
de la thermodynamique
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1.3 Le second principe
de la thermodynamique
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Dans un cycle ditherme réversible, les quantités de chaleur échangées
avec les sources extérieures de chaleur sont de signe opposé et sont dans
le rapport des températures absolues (ou températures Kelvin).
Afin d’étayer sa démonstration, Carnot a imaginé un cycle constitué de
deux isothermes et de deux adiabates, dans lequel toutes les transformations sont réversibles. Les seules quantités de chaleur échangées avec
l’extérieur sont celles échangées au cours des deux transformations isothermes avec des sources de chaleur à température constante. On
obtient ainsi un cycle ditherme.
La relation [1.37] est combinée avec le premier principe pour le cycle
ditherme :
Pour un cycle moteur (Figure 1.7), le rendement de Carnot s’écrit :
[1.38]
Pour un cycle inverse de réfrigération (Figure 1.7), le froid produit et le
travail mécanique utilisé sont positifs, et l’on définit comme efficacité de
Carnot le COP C (coefficient de performance) :
[1.39]
Enfin, dans le cas d’une pompe à chaleur (Figure 1.7), c’est le même
cycle inverse que pour un réfrigérateur mais c’est la chaleur produite
(donc négative) à la source chaude qui est utilisée et l’on définit le coefficient d’amplification de Carnot (COA = COP ch ) qui nous intéresse :
[1.40]
Une unité de cogénération est un cycle moteur dans lequel la chaleur de
la source froide est valorisée. Les spécialistes de cogénération ont cous.c.
s.f.
0
W Q
Q
+
+
=
s.f.
s.f.
s.c.
s.c.
s.c.
1
1
W
Q
T
Q
Q
T
h =
= +
= -
s.f.
s.f.
s.c.
s.f.
C
Q
T
COP
W
T
T
=
=
-
s.c.
s.c.
ch
ref
s.c.
s.f.
1
C
Q
T
COA
COP
COP
W
T
T
=
==
= +
-
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