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LES MACHINES THERMIQUES
PRÉALABLES
• Connaître les premier et deuxième principes de la thermodynamique.
• Savoir distinguer un cycle moteur d’un cycle récepteur.
• Connaître la notion de source de chaleur.
MOTS CLÉS
• Machine à vapeur, machine frigorifique, pompe à chaleur
• Inégalité de Clausius, cycle de Carnot
• Efficacité (rendement, coefficient de performance)
OBJECTIFS
• Connaître le fonctionnement des machines thermiques dithermes.
• Savoir calculer l’efficacité des machines thermiques motrice et réceptrice.
U
ne machine est un système qui réalise une conversion d’énergie. Ainsi, le plan
incliné, le levier, la poulie, ont constitué les premières machines. Purement mécaniques, ces machines permettent, dès l’antiquité, de soulever un objet, et de convertir
en énergie potentielle l’énergie fournie par un homme ou un animal ; plus élaboré, le
moulin produit du travail à partir de l’énergie cinétique du vent ou de l’eau.
Cependant, il faut attendre la fin du XVII
e siècle et la machine à vapeur de Papin
(1690) pour que soit apportée une première réponse à la problématique de production
d’énergie mécanique à partir d’énergie thermique. En effet, si la dégradation d’énergie
mécanique par les frottements est spontanée et intégrale (il y a transfert par chaleur aux
différentes parties en contact et à l’environnement), l’opération inverse, c’est-à-dire la
conversion d’une énergie transférée thermiquement en énergie ou travail mécanique
n’est jamais intégrale, comme l’a observé et énoncé Thomson (futur Lord Kelvin), et,
de fait, nécessite l’utilisation de machines élaborées : les machines thermiques.
183
“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 183 — #193
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LES MACHINES THERMIQUES
PRÉALABLES
• Connaître les premier et deuxième principes de la thermodynamique.
• Savoir distinguer un cycle moteur d’un cycle récepteur.
• Connaître la notion de source de chaleur.
MOTS CLÉS
• Machine à vapeur, machine frigorifique, pompe à chaleur
• Inégalité de Clausius, cycle de Carnot
• Efficacité (rendement, coefficient de performance)
OBJECTIFS
• Connaître le fonctionnement des machines thermiques dithermes.
• Savoir calculer l’efficacité des machines thermiques motrice et réceptrice.
U
ne machine est un système qui réalise une conversion d’énergie. Ainsi, le plan
incliné, le levier, la poulie, ont constitué les premières machines. Purement mécaniques, ces machines permettent, dès l’antiquité, de soulever un objet, et de convertir
en énergie potentielle l’énergie fournie par un homme ou un animal ; plus élaboré, le
moulin produit du travail à partir de l’énergie cinétique du vent ou de l’eau.
Cependant, il faut attendre la fin du XVII
e siècle et la machine à vapeur de Papin
(1690) pour que soit apportée une première réponse à la problématique de production
d’énergie mécanique à partir d’énergie thermique. En effet, si la dégradation d’énergie
mécanique par les frottements est spontanée et intégrale (il y a transfert par chaleur aux
différentes parties en contact et à l’environnement), l’opération inverse, c’est-à-dire la
conversion d’une énergie transférée thermiquement en énergie ou travail mécanique
n’est jamais intégrale, comme l’a observé et énoncé Thomson (futur Lord Kelvin), et,
de fait, nécessite l’utilisation de machines élaborées : les machines thermiques.
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“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 183 — #193
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