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7/26/2019 Mr Thermo-ch7 Partie 3
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CHAPITRE VII
APPLICATIONS DES DEUX PRINCIPES
SUITE
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Hypothses gnrales :
Sources considres comme parfaites (thermostats T = cte).
Dispositifs mcaniques supposs parfait (aucune dissipation thermique).
Fonctionnement par cycle.
Les conversions dnergie mcanique/thermiquesont assures par unagent de transformation qui sera notre systme thermodynamique .
Do:
U= W + Q = 0
S = 0
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2) Machine ditherme
Systme
effectuant des
cycles
Thermostat1
T1Q1
Dispositif
Mcanique
MW
-W-Q1
Thermostat2T2
Q2-Q2
Convention :
Q1, Q2 et W absorbs par le systme au cours d un cycle (>0 ou 0 : gagn par le systme, si T2 (1 = source chaude, 2 = source froide.)
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Premier Principe
Deuxime Principe : S= S
+S
+S1
+S2
= 0 + 02
2
1
1
T
Q
T
Q
00 21 =++= QQWU
Fonctionnement rversible :
Fonctionnement irrversible : 0TQ
TQ
2
2
1
1 0
car S= 0
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Q1
Q2
Q1= - Q2
Q1= - T1/T2 Q2
Moteur
PAC
Frigo
Impossible
Sans intrt
La pente de la droite
dpend de T1
et T2 - Coefficient de Performance
- Rendement thermodynamique
- Rendement classique
!
Trois notions
diffrentesquidpendent du type
de machine
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Cas du moteur thermique
1H QQ
00 21 >+< QQW
2B QQ
W
1
2
1carnot
T
T1
Q
W
fournieEnergie
utileEnergieCoP =
=
=
T en KELVIN !
Pour une mme quantit de chaleur
Q1emprunte la source chaude :
revirrrevirr
irrirr
revrev
WWCoPCoP
Q
WCoP;
Q
WCoP
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rev
irr
ynamiquemodther CoP
CoP=
Machine idalemachine avec fonctionnement rversible
Rendement thermodynamique
= =Ce que jobtiens rellement
Ce que je paie
=Ce que jobtiens rellement
Ce que je pourrais obtenir avec une machine idale
Energieutile disponible
Energie fournie
Rendement classique
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Cas du Rfrigrateur et de la Pompe chaleur 00 21 QQW
Q1 =
= Q2
W
21
11carnot
TT
T
W
QCoP
=
=
Pour la pompe chaleur
Rfrigrateur
21
22carnot
TT
T
W
QCoP
==
revirr 11revirr
irr1irr
QQCoPCoP
W
QCoP
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Moteur thermique
thermodynamique = =Travail fourni rel
Travail fourni idal
Wirr
Wrev
classique = =Travail fourni rel
Energie fournie
Wirr
Q1
classique = CoPirr
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Transformations thermodynamiques : cycle de Beau de Rochas
Le cycle du moteur quatre temps a t invent par BEAU de ROCHAS en 1862.
Sa ralisation pratique est due lingnieur allemand OTTO en 1875.
v
P
Pa
PMH PMB
1
2
3
4
0
Entre 0 et 1, admission pression constante,
entre 1 et 2, compression isentropique,
entre2 et 3, combustion volume constant,
entre 3 et 4, dtente isentropique,
entre 4 et 1, refroidissement volume constant
entre 1 et 0, balayage des gaz brls.
HYPOTHESESInertie de la masse gazeuse nulle.
Leve instantane des soupapes.Ouverture trs grande des soupapes.Combustion instantane.
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v
P
Pa
PMH PMB
1
2 3
4
0
Transformations thermodynamiques : cycle Diesel
Entre 0 et 1, admission pression constante,
entre 1 et 2, compression isentropique,
entre2 et 3, combustion pression constante,
entre 3 et 4, dtente isentropique,
entre 4 et 1, refroidissement volume constant
entre 1 et 0, balayage des gaz brls.
HYPOTHESESInertie de la masse gazeuse nulle.Leve instantane des soupapes.Ouverture trs grande des soupapes.
Injection de carburant en fin de cmpression
V3
le rendement lorsque V3/V2
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Q2 Q1
Wlectrique mcanique
Evaporateur = chaleur
latente de vaporisation prise
la source froide.
Evaporateur = chaleur
latente de condensation
cde la source chaude.
Changement de phase grande quantit dnergie mise en jeux !
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CoP = e = T2 / (T2-T1)
Dautant plus efficace que
T1 tend vers T2 (ce qui nest
vraiment pas le but dun
frigo !!!)
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Q1
Q2
Q1= - Q2
Q1= - T1/T2 Q2
Moteur
PAC
Frigo
Impossible
Sans intrt
La pente de la droite
dpend de T1 et T2- Coefficient de Performance
- Rendement thermodynamique
- Rendement classique
!
Trois notions
diffrentesquidpendent du type
de machine
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Innovation : Frigo solaire
- Les chos 2009
- Principe fonctionnement
- cycle thermodynamique
Pompe chaleur lectrique
Pompe chaleur thermique
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Copie des transparents sur
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