7 Le second principe
177
7.1 Le second principe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
7.2 Le second principe et les machines thermiques . . . . . . . . . . . . . 180
7.3 Le cycle de Carnot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
7.4 L’échelle de température thermodynamique . . . . . . . . . . . . . . 194
7.5 Efficacité maximale des machines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
7.6 Un peu d’histoire : le rêve de Rudolf Diesel . . . . . . . . . . . . . . . 202
7.7 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
8 L’entropie
211
8.1 Le concept de l’entropie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
8.2 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
8.3 Les variations d’entropie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
8.4 Prédire le sens des transformations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
8.5 L’entropie, le temps, et l’univers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
8.6 Un peu d’histoire : l’aventurier Rumford . . . . . . . . . . . . . . . . 237
8.7 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
9 Cycles moteurs à vapeur
245
9.1 Pourquoi utiliser un moteur à vapeur ? . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
9.2 Critères d’évaluation des moteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
9.3 Composants des installations à vapeur . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
9.4 Cycles moteurs à vapeur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
9.5 Un peu d’histoire : de la turbine à vapeur à la turbine à gaz . . . . . . 268
9.6 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
10 Cycles moteurs à gaz
275
10.1 Pourquoi utiliser un moteur à gaz ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
10.2 Critères d’évaluation des moteurs à gaz . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
10.3 Moteurs alternatifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
10.4 Composants des turbomachines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
10.5 Les configurations des turbomachines . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
10.6 Modification des cycles des turbomachines . . . . . . . . . . . . . . . 300
10.7 Un peu d’histoire : le Napier Nomad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
10.8 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
Annexes
313
A1 Abaques de vapeur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
A2 Pression jaugée et pression réelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
A3 Grandeurs additives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
A4 Grandeurs d’état et de chemin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
A5 Conventions de notation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
A6 Errata et modifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
A7 Contributeurs/rices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
A8 Réutilisation de ce livre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
A9 Citer ce livre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
Bibliographie
333
Liste des symboles
336
Index
339
177
7.1 Le second principe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
7.2 Le second principe et les machines thermiques . . . . . . . . . . . . . 180
7.3 Le cycle de Carnot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
7.4 L’échelle de température thermodynamique . . . . . . . . . . . . . . 194
7.5 Efficacité maximale des machines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
7.6 Un peu d’histoire : le rêve de Rudolf Diesel . . . . . . . . . . . . . . . 202
7.7 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
8 L’entropie
211
8.1 Le concept de l’entropie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
8.2 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
8.3 Les variations d’entropie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
8.4 Prédire le sens des transformations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
8.5 L’entropie, le temps, et l’univers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
8.6 Un peu d’histoire : l’aventurier Rumford . . . . . . . . . . . . . . . . 237
8.7 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
9 Cycles moteurs à vapeur
245
9.1 Pourquoi utiliser un moteur à vapeur ? . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
9.2 Critères d’évaluation des moteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
9.3 Composants des installations à vapeur . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
9.4 Cycles moteurs à vapeur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
9.5 Un peu d’histoire : de la turbine à vapeur à la turbine à gaz . . . . . . 268
9.6 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
10 Cycles moteurs à gaz
275
10.1 Pourquoi utiliser un moteur à gaz ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
10.2 Critères d’évaluation des moteurs à gaz . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
10.3 Moteurs alternatifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
10.4 Composants des turbomachines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
10.5 Les configurations des turbomachines . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
10.6 Modification des cycles des turbomachines . . . . . . . . . . . . . . . 300
10.7 Un peu d’histoire : le Napier Nomad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
10.8 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
Annexes
313
A1 Abaques de vapeur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
A2 Pression jaugée et pression réelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
A3 Grandeurs additives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
A4 Grandeurs d’état et de chemin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
A5 Conventions de notation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
A6 Errata et modifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
A7 Contributeurs/rices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
A8 Réutilisation de ce livre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
A9 Citer ce livre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
Bibliographie
333
Liste des symboles
336
Index
339