6 Machines thermiques
ESSENTIEL
279
©Hachette Livre, H-Prépa Exercices et problèmes, Physique, MPSI-PCSI-PTSI
La photocopie non autorisée est un délit.
LES OBJECTIFS
• Connaître les trois types de machines dithermes.
• Connaître quelques mécanismes permettant de les
réaliser concrètement.
• Savoir définir et calculer le rendement ou l’efficacité d’une machine.
• Savoir déterminer le maximum théorique du rendement ou de l’efficacité d’une machine fonctionnant
avec deux sources données.
LES PRÉREQUIS
• Bilans d’énergie et d’entropie.
• Propriétés des gaz parfaits et des phases condensées.
• Relations de LAPLACE pour une transformation
isentropique d’un gaz parfait.
LES OUTILS MATHÉMATIQUES
• Les techniques classiques de calcul, et en particulier
la manipulation des inéquations : que devient a b
lorsque l’on multiplie les deux termes par – 1?
Caractéristiques
L’intérêt d’une machine thermique est de permettre une conversion d’énergie. Pour obtenir un fonctionnement continu en régime permanent, une machine thermique effectue des cycles. Les transformations subies par le fluide permettent les échanges énergétiques entre la machine et le milieu
extérieur.
Moteurs et récepteurs
• Une machine thermique est un moteur si elle fournit du travail. Cela revient à dire que le travail total
échangé par la machine au cours d’un cycle est négatif.
• Par opposition, un récepteur est une machine qui reçoit du travail. Les récepteurs usuels sont les
machines frigorifiques et les pompes à chaleur.
Bilans énergétique et entropique
Soit une machine échangeant, au cours d’un cycle, les transferts thermiques Q i avec des sources de
températures T i , et le travail total W avec le milieu extérieur. Ces grandeurs (W et Q i ) représentent ce qui est reçu par le fluide (système avec lequel il faut raisonner dans le cas des machines
thermiques) au cours d’un cycle.
ESSENTIEL
279
©Hachette Livre, H-Prépa Exercices et problèmes, Physique, MPSI-PCSI-PTSI
La photocopie non autorisée est un délit.
LES OBJECTIFS
• Connaître les trois types de machines dithermes.
• Connaître quelques mécanismes permettant de les
réaliser concrètement.
• Savoir définir et calculer le rendement ou l’efficacité d’une machine.
• Savoir déterminer le maximum théorique du rendement ou de l’efficacité d’une machine fonctionnant
avec deux sources données.
LES PRÉREQUIS
• Bilans d’énergie et d’entropie.
• Propriétés des gaz parfaits et des phases condensées.
• Relations de LAPLACE pour une transformation
isentropique d’un gaz parfait.
LES OUTILS MATHÉMATIQUES
• Les techniques classiques de calcul, et en particulier
la manipulation des inéquations : que devient a b
lorsque l’on multiplie les deux termes par – 1?
Caractéristiques
L’intérêt d’une machine thermique est de permettre une conversion d’énergie. Pour obtenir un fonctionnement continu en régime permanent, une machine thermique effectue des cycles. Les transformations subies par le fluide permettent les échanges énergétiques entre la machine et le milieu
extérieur.
Moteurs et récepteurs
• Une machine thermique est un moteur si elle fournit du travail. Cela revient à dire que le travail total
échangé par la machine au cours d’un cycle est négatif.
• Par opposition, un récepteur est une machine qui reçoit du travail. Les récepteurs usuels sont les
machines frigorifiques et les pompes à chaleur.
Bilans énergétique et entropique
Soit une machine échangeant, au cours d’un cycle, les transferts thermiques Q i avec des sources de
températures T i , et le travail total W avec le milieu extérieur. Ces grandeurs (W et Q i ) représentent ce qui est reçu par le fluide (système avec lequel il faut raisonner dans le cas des machines
thermiques) au cours d’un cycle.