Chapitre 2
33
Introduction
Nous souhaitons développer ici une méthode de comptabilité de l’énergie
appliquée à une quantité de masse fixe. Ce chapitre 2 (les systèmes fermés) se
propose de répondre à deux questions :
• Comment quantifier le travail que peut recevoir et fournir un corps de
masse fixe ?
• Qu’est-ce que la réversibilité, pourquoi et comment l’atteindre ?
2.1 Pourquoi utiliser un système fermé ?
À partir de maintenant, nous voulons décrire et quantifier les transferts
d’énergie dans les fluides. Nous pouvons adopter deux points de vue différents pour observer le fluide :
• Soit nous « découpons » un petit morceau de masse, que nous suivons de
près lorsqu’il évolue, puis nous quantifions l’énergie qui lui est transférée :
c’est ce que nous appelons un système fermé ;
• Soit nous choisissons un morceau de volume fixe, qui est traversé en
permanence par un débit de masse, puis nous quantifions les transferts
d’énergie vers le volume : c’est ce que nous appelons un système ouvert.
Bien sûr, ces deux méthodes sont équivalentes : elles vont produire les
mêmes résultats. Le choix de l’une ou l’autre rendra simplement l’analyse et
la quantification des transferts plus aisée.
Figure 2.1 – Une découpe dans un moteur de camion laisse apparaître trois pistons dans leurs cylindres. Un système fermé est un bon outil pour étudier l’air
emprisonné dans un cylindre. Le moteur photographié est un diesel man en V8.
Photo CC-by-sa Olivier Cleynen
L’utilisation d’un système fermé est judicieuse pour analyser les machines
à mouvement alternatif (moteurs automobiles, pompes et compresseurs et
généralement toutes les machines à pistons/cylindres). Ces machines divisent le fluide en petites quantités qui sont emprisonnées dans une enclave,
dans laquelle elles sont chauffées, refroidies, comprimées ou détendues
https://thermodynamique.fr – CC-by-sa Olivier Cleynen
33
Introduction
Nous souhaitons développer ici une méthode de comptabilité de l’énergie
appliquée à une quantité de masse fixe. Ce chapitre 2 (les systèmes fermés) se
propose de répondre à deux questions :
• Comment quantifier le travail que peut recevoir et fournir un corps de
masse fixe ?
• Qu’est-ce que la réversibilité, pourquoi et comment l’atteindre ?
2.1 Pourquoi utiliser un système fermé ?
À partir de maintenant, nous voulons décrire et quantifier les transferts
d’énergie dans les fluides. Nous pouvons adopter deux points de vue différents pour observer le fluide :
• Soit nous « découpons » un petit morceau de masse, que nous suivons de
près lorsqu’il évolue, puis nous quantifions l’énergie qui lui est transférée :
c’est ce que nous appelons un système fermé ;
• Soit nous choisissons un morceau de volume fixe, qui est traversé en
permanence par un débit de masse, puis nous quantifions les transferts
d’énergie vers le volume : c’est ce que nous appelons un système ouvert.
Bien sûr, ces deux méthodes sont équivalentes : elles vont produire les
mêmes résultats. Le choix de l’une ou l’autre rendra simplement l’analyse et
la quantification des transferts plus aisée.
Figure 2.1 – Une découpe dans un moteur de camion laisse apparaître trois pistons dans leurs cylindres. Un système fermé est un bon outil pour étudier l’air
emprisonné dans un cylindre. Le moteur photographié est un diesel man en V8.
Photo CC-by-sa Olivier Cleynen
L’utilisation d’un système fermé est judicieuse pour analyser les machines
à mouvement alternatif (moteurs automobiles, pompes et compresseurs et
généralement toutes les machines à pistons/cylindres). Ces machines divisent le fluide en petites quantités qui sont emprisonnées dans une enclave,
dans laquelle elles sont chauffées, refroidies, comprimées ou détendues
https://thermodynamique.fr – CC-by-sa Olivier Cleynen