1 • Les deux principes
de la thermodynamique
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1.3 Le second principe
de la thermodynamique
chaleur qu’avec deux sources de chaleur à deux températures bien définies, toutes les autres transformations sont nécessairement adiabatiques.
Pour démontrer ce théorème, Carnot a imaginé deux cycles réversibles
évoluant entre les deux mêmes sources de chaleur. S’appuyant sur le
second principe, il a démontré, par un raisonnement par l’absurde, que
le rendement des deux cycles est le même. Le raisonnement est le suivant.
Chacun des cycles étant réversible, nous pouvons faire fonctionner l’un,
A (Figure 1.5), en cycle moteur, l’autre, B, en cycle inverse (cycle de
réfrigération). Le cycle moteur prélève Q s.c. à la source chaude et cède
Q s.f. à la source froide. Pour le cycle constitué par la somme des cycles A
et B, il n’y a pas d’échange de chaleur avec la source chaude puisque
T s.c.
T s.f.
– Q s.f.
– Q s.f.
Q′ s.f.
Q′ s.f.
W′
W′ – W
– W
(a)
(b)
Q′ s.c. = Q s.c.
Cycle direct
Cycle inverse
– Q s.c.
Cycle monotherme
T s.f.
Figure 1.5 − Démonstration du théorème de Carnot :
(a) les deux cycles dithermes réversibles
et (b) le cycle monotherme équivalent aux deux cycles dithermes.