9.2. Les machines thermiques dithermes
Remarque
Si une machine motrice monotherme était réalisable, il serait alors possible de produire
du travail en puisant simplement de l’énergie thermique dans le milieu ambiant (donc
gratuitement car cette énergie ne coûte rien). Il serait possible, par exemple, d’imaginer
un navire qui prenne de l’énergie thermique dans l’eau qui l’entoure, la transforme en
énergie mécanique et laisse derrière lui un sillage d’eau froide.
9.2 LES MACHINES THERMIQUES DITHERMES
9.2.1 Caractéristiques
Un cycle ditherme est une évolution cyclique au cours de laquelle le système échange
de la chaleur avec deux sources de chaleur (ou thermostat) ; une machine thermique
fonctionnant sur ce principe est appelée machine ditherme.
Les deux sources, appelées source froide et source chaude, sont aux températures
respectives T f et T c , telles que T f < T c . Le fluide décrivant le cycle réalise les transferts
thermiques Q f et Q c respectivement avec les sources froide et chaude, et échange dans
le même temps un travail W avec le milieu extérieur (Fig. 9.1).
Source chaude
T c
Source froide
T f
T c > T f
Q c
Q f
Machine
ditherme
W
Extérieur
Figure 9.1 Machine thermique ditherme
Représentation symbolique d’une machine ditherme
et des échanges thermiques et mécaniques, respectivement avec les sources chaude et froide, et avec
l’extérieur.
Ainsi, dans le cas où les sources de chaleur sont des thermostats, les échanges
d’énergies sont tels que :
– Bilan énergétique (premier principe) :
W + Q c + Q f = 0
– Bilan entropique (inégalité de Clausius) :
Q c
T c
+
Q f
T f
0
©
Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
187
“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 187 — #197
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Si une machine motrice monotherme était réalisable, il serait alors possible de produire
du travail en puisant simplement de l’énergie thermique dans le milieu ambiant (donc
gratuitement car cette énergie ne coûte rien). Il serait possible, par exemple, d’imaginer
un navire qui prenne de l’énergie thermique dans l’eau qui l’entoure, la transforme en
énergie mécanique et laisse derrière lui un sillage d’eau froide.
9.2 LES MACHINES THERMIQUES DITHERMES
9.2.1 Caractéristiques
Un cycle ditherme est une évolution cyclique au cours de laquelle le système échange
de la chaleur avec deux sources de chaleur (ou thermostat) ; une machine thermique
fonctionnant sur ce principe est appelée machine ditherme.
Les deux sources, appelées source froide et source chaude, sont aux températures
respectives T f et T c , telles que T f < T c . Le fluide décrivant le cycle réalise les transferts
thermiques Q f et Q c respectivement avec les sources froide et chaude, et échange dans
le même temps un travail W avec le milieu extérieur (Fig. 9.1).
Source chaude
T c
Source froide
T f
T c > T f
Q c
Q f
Machine
ditherme
W
Extérieur
Figure 9.1 Machine thermique ditherme
Représentation symbolique d’une machine ditherme
et des échanges thermiques et mécaniques, respectivement avec les sources chaude et froide, et avec
l’extérieur.
Ainsi, dans le cas où les sources de chaleur sont des thermostats, les échanges
d’énergies sont tels que :
– Bilan énergétique (premier principe) :
W + Q c + Q f = 0
– Bilan entropique (inégalité de Clausius) :
Q c
T c
+
Q f
T f
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