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Chapitre 2
« S’il était vrai que la vapeur se dépensât par le cylindre à une pression
égale à celle de la chaudière, ou qui fût
à celle-ci dans un rapport fixe indiqué
par un coefficient quelconque, puisqu’il
faut toujours à une même locomotive
le même nombre de tours de roue, ou
le même nombre de coups de piston
pour parcourir la même distance, il s’en
suivrait que tant que ces machines travaillent à la même pression, elles devraient consommer dans tous les cas
la même quantité d’eau pour la même
distance. »
François-Marie Guyonneau
de Pambour, 1839
Théorie de la machine à vapeur [7]
Le cas où l’on n’apporte pas de chaleur est nommé adiabatique : í µí± = 0.
Attention : adiabatique ne veut pas dire « à température constante ». Lorsque
l’on comprime un fluide sans apport de chaleur, sa température augmente.
Dans un moteur diesel, par exemple, l’air dans les cylindres peut atteindre
900 ◦ C avant la combustion – ce qui est désirable, comme nous le verrons
au chapitre 7 (le second principe).
Figure 2.10 – Comportement d’un fluide lorsqu’on le comprime infiniment lentement. Plus on lui apporte de chaleur pendant la compression, plus la pression
augmente fortement. La courbe adiabatique représente le cas où aucun apport ni
perte de chaleur n’a lieu (í µí± = 0).
Diagramme CC-0 Olivier Cleynen
Dans les trois évolutions de la figure 2.10, la relation de type í µí±í µí±£ í µí± = cste.
reste une modélisation appropriée. Plus on apporte de chaleur pendant la
compression, plus la pression augmente rapidement – l’exposant í µí± est alors
plus important.
Inversement, si l’on prélève de la chaleur pendant la compression, la pression augmente moins rapidement et on obtient une courbe plus proche de
l’horizontale (avec un exposant í µí± plus faible). En prélevant suffisamment
de chaleur, on peut même maintenir la pression constante, comme nous le
verrons aux chapitres 4 et 5. L’exposant í µí± est alors nul et on a í µí± = í µí± cste. .
Exemple 2.3
Un gaz dans un cylindre est comprimé lentement par un piston. On
observe que sa pression est liée à son volume par la relation í µí±í µí±£ 1,2 = í µí±
(en unités si, et où í µí± est une constante). Au début de la compression, ses
propriétés sont í µí± A = 1 bar et í µí±£ A = 1 m 3 kg
−1 . On le comprime jusqu’à
Thermodynamique de l’ingénieur par Olivier Cleynen
Chapitre 2
« S’il était vrai que la vapeur se dépensât par le cylindre à une pression
égale à celle de la chaudière, ou qui fût
à celle-ci dans un rapport fixe indiqué
par un coefficient quelconque, puisqu’il
faut toujours à une même locomotive
le même nombre de tours de roue, ou
le même nombre de coups de piston
pour parcourir la même distance, il s’en
suivrait que tant que ces machines travaillent à la même pression, elles devraient consommer dans tous les cas
la même quantité d’eau pour la même
distance. »
François-Marie Guyonneau
de Pambour, 1839
Théorie de la machine à vapeur [7]
Le cas où l’on n’apporte pas de chaleur est nommé adiabatique : í µí± = 0.
Attention : adiabatique ne veut pas dire « à température constante ». Lorsque
l’on comprime un fluide sans apport de chaleur, sa température augmente.
Dans un moteur diesel, par exemple, l’air dans les cylindres peut atteindre
900 ◦ C avant la combustion – ce qui est désirable, comme nous le verrons
au chapitre 7 (le second principe).
Figure 2.10 – Comportement d’un fluide lorsqu’on le comprime infiniment lentement. Plus on lui apporte de chaleur pendant la compression, plus la pression
augmente fortement. La courbe adiabatique représente le cas où aucun apport ni
perte de chaleur n’a lieu (í µí± = 0).
Diagramme CC-0 Olivier Cleynen
Dans les trois évolutions de la figure 2.10, la relation de type í µí±í µí±£ í µí± = cste.
reste une modélisation appropriée. Plus on apporte de chaleur pendant la
compression, plus la pression augmente rapidement – l’exposant í µí± est alors
plus important.
Inversement, si l’on prélève de la chaleur pendant la compression, la pression augmente moins rapidement et on obtient une courbe plus proche de
l’horizontale (avec un exposant í µí± plus faible). En prélevant suffisamment
de chaleur, on peut même maintenir la pression constante, comme nous le
verrons aux chapitres 4 et 5. L’exposant í µí± est alors nul et on a í µí± = í µí± cste. .
Exemple 2.3
Un gaz dans un cylindre est comprimé lentement par un piston. On
observe que sa pression est liée à son volume par la relation í µí±í µí±£ 1,2 = í µí±
(en unités si, et où í µí± est une constante). Au début de la compression, ses
propriétés sont í µí± A = 1 bar et í µí±£ A = 1 m 3 kg
−1 . On le comprime jusqu’à
Thermodynamique de l’ingénieur par Olivier Cleynen