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Chapitre 2
(figure 2.1). Il est alors facile d’identifier une quantité de masse donnée et de
quantifier les transferts qu’elle subit.
À l’inverse, pour étudier ce qui se passe dans une tuyère de turboréacteur
par exemple, nous aurions des difficultés pour identifier un groupe donné
de particules et quantifier le changement de ses propriétés. Il sera alors judicieux d’utiliser un système ouvert, comme nous l’étudierons au chapitre 3
(les systèmes ouverts).
Concrètement, dans ce chapitre, nous voulons quantifier le travail qu’on
peut générer avec un fluide dans un cylindre. Un moteur de voiture fournit
du travail parce que l’air dans les cylindres fournit plus de travail en se
détendant au retour qu’il n’en a reçu à en se faisant comprimer à l’aller
(figure 2.2). Comment peut-on générer cela ? Pour répondre à cette question,
il nous faut une méthode robuste pour quantifier les transferts d’énergie.
Figure 2.2 – Principe de fonctionnement d’un moteur. Lorsque l’on fournit de la
chaleur à un fluide dans un réservoir fermé, celui-ci augmente les forces qu’il exerce
sur les parois du réservoir. En laissant le réservoir se déformer, on fait effectuer un
travail au fluide.
Schéma CC-0 Olivier Cleynen
2.2 Conventions de comptabilité
2.2.1 Le système fermé
Nous appelons système fermé un sujet d’étude arbitraire dont les frontières
sont imperméables à la masse : un ensemble donné de particules, de masse
fixe. Toutes les propriétés de cet ensemble (pression, température, volume,
etc.) peuvent être amenées à changer, mais il s’agit toujours des mêmes
molécules, non mélangées à d’autres. Par exemple, un gaz prisonnier dans
un cylindre et comprimé par un piston (figure 2.3) est parfaitement décrit
avec un système fermé.
Figure 2.3 – Un système fermé typique : une quantité de masse fixe dans un réservoir fermé. Une paroi mobile permet de la comprimer ; nous lui ferons également
recevoir et perdre de la chaleur.
Schéma CC-0 Olivier Cleynen
Thermodynamique de l’ingénieur par Olivier Cleynen
Chapitre 2
(figure 2.1). Il est alors facile d’identifier une quantité de masse donnée et de
quantifier les transferts qu’elle subit.
À l’inverse, pour étudier ce qui se passe dans une tuyère de turboréacteur
par exemple, nous aurions des difficultés pour identifier un groupe donné
de particules et quantifier le changement de ses propriétés. Il sera alors judicieux d’utiliser un système ouvert, comme nous l’étudierons au chapitre 3
(les systèmes ouverts).
Concrètement, dans ce chapitre, nous voulons quantifier le travail qu’on
peut générer avec un fluide dans un cylindre. Un moteur de voiture fournit
du travail parce que l’air dans les cylindres fournit plus de travail en se
détendant au retour qu’il n’en a reçu à en se faisant comprimer à l’aller
(figure 2.2). Comment peut-on générer cela ? Pour répondre à cette question,
il nous faut une méthode robuste pour quantifier les transferts d’énergie.
Figure 2.2 – Principe de fonctionnement d’un moteur. Lorsque l’on fournit de la
chaleur à un fluide dans un réservoir fermé, celui-ci augmente les forces qu’il exerce
sur les parois du réservoir. En laissant le réservoir se déformer, on fait effectuer un
travail au fluide.
Schéma CC-0 Olivier Cleynen
2.2 Conventions de comptabilité
2.2.1 Le système fermé
Nous appelons système fermé un sujet d’étude arbitraire dont les frontières
sont imperméables à la masse : un ensemble donné de particules, de masse
fixe. Toutes les propriétés de cet ensemble (pression, température, volume,
etc.) peuvent être amenées à changer, mais il s’agit toujours des mêmes
molécules, non mélangées à d’autres. Par exemple, un gaz prisonnier dans
un cylindre et comprimé par un piston (figure 2.3) est parfaitement décrit
avec un système fermé.
Figure 2.3 – Un système fermé typique : une quantité de masse fixe dans un réservoir fermé. Une paroi mobile permet de la comprimer ; nous lui ferons également
recevoir et perdre de la chaleur.
Schéma CC-0 Olivier Cleynen
Thermodynamique de l’ingénieur par Olivier Cleynen