Chapitre 6
161
Figure 6.11 – Transferts énergétiques associés à un moteur. On souhaite obtenir
un grand transfert ̇
𝑊 net (résultat) à partir du transfert ̇
𝑄 in (coût). Le rejet ̇
𝑄 out est
indésirable.
Schéma CC-0 Olivier Cleynen
D’après la définition 6/3 le rendement 𝜂 moteur du moteur thermique est donc :
𝜂 moteur ≡
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̇
𝑊 net
̇
𝑄 in
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(6/4)
Exemple 6.1
Un moteur automobile reçoit une puissance de 100 kW sous forme de
chaleur issue de la combustion d’essence ; il fournit 55 kW sous forme
de travail à l’arbre de transmission. Quel est son rendement ?
Le rendement est de 𝜂 moteur =
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̇
𝑊 net
̇
𝑄 in
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=
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−55⋅10 3
+100⋅10 3
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= 0,55 = 55 %.
Ce moteur effectue un rejet ̇
𝑄 out = − ̇
𝑊 net − ̇
𝑄 in = −(−55 ⋅ 10 3 ) −
100 ⋅ 10 3 = −45 kW. Cette chaleur est en majeure partie évacuée par
le pot d’échappement.
On se doute bien qu’il faudra toujours fournir au moins autant
de chaleur ̇
𝑄 in que le moteur ne fournit de travail ̇
𝑊 net ; le rendement
d’un moteur sera donc toujours nécessairement inférieur à 1.
La puissance nette ̇
𝑊 net sous forme de travail peut être exprimée en fonction
des autres transferts énergétiques, et ainsi :
̇
𝑊 net = ̇
𝑊 in + ̇
𝑊 out = − ̇
𝑄 in − ̇
𝑄 out
𝜂 moteur = 1 −
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̇
𝑄 out
̇
𝑄 in
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(6/5)
Cette équation 6/5 nous sera fort utile au chapitre prochain (§7.5.1 p. 198),
où nous voudrons lier les transferts de chaleur ̇
𝑄 in et ̇
𝑄 out aux températures
auxquelles ils sont effectués.
https://thermodynamique.fr – CC-by-sa Olivier Cleynen