1 • Les deux principes
de la thermodynamique
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1.5 L’exergie
L’équation [1.66] s’écrit :
[1.68]
où E x.d. , l’exergie détruite est également appelée l’anergie et notée An.
On a ainsi introduit trois catégories d’exergie différentes :
– l’exergie correspondant à de la chaleur échangée : cette exergie est
égale au produit de la chaleur par le facteur de Carnot;
– l’exergie correspondant à de l’énergie mécanique : elle est égale à cette
énergie. Tout se passe comme si le facteur de Carnot était égal à 1
(température de source infinie) : l’énergie mécanique est une énergie
« noble », ce que n’est pas la chaleur. La qualité de la chaleur dépend de
sa température au travers du facteur de Carnot;
– l’exergie détruite ou anergie.
On remarque que l’écriture de l’équation [1.68] découle simplement du
premier principe en affectant aux énergies le facteur de Carnot (en prenant 1 pour l’énergie mécanique) et en ajoutant le terme de destruction
d’exergie :
[1.69]
Ayant ainsi défini les exergies échangées, il est alors possible de définir le
rendement exergétique, η ex :
[1.70]
La valeur absolue au numérateur est nécessaire car l’exergie utile est
négative, que ce soit pour un cycle moteur ou pour un cycle de réfrigération. Le calcul du rendement exergétique sera présenté plus loin pour
les différents cycles et la notion de qualité de l’énergie sera discutée à
cette occasion.
{
{
s.c. s.c.
s.f. s.f.
x.d.
x.d.
exergie
exergie
exergie
exergie
associée à
détruite
associée à la
associée à la
l’énergie
source chaude source froide mécanique
0 avec
0
q
q
w
E
E
q
+ q
+
-
=
≥
1 424 3
1 2 3
er
s.c.
s.f.
s.c. s.c.
s.f. s.f.
x.d.
x.d.
0 1 principe
0 avec
0 exergie
q
q
w
q
q
w E
E
Ï
+
+ =
Ô
Ì q
+q
+ -
=
≥
Ô Ó
ex
exergie utile
exergie à payer
h =