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Exercice N° :1
1)
et
et
A.N. ;
;
L’air , gaz parfait diatomique, est aux températures ordinaires donc
2)
3)
Le rendement de Carnot est égal à La différence provient de la consommation de chaleur suivant la transformation isochore 2->3
4) , la chaleur consommée suivant la transformation 2->3 est rendue suivant la transformation 4->1.Un système de stockage de la chaleur suivant 4->1 éviterait d’avoir à fournir, à la machine, la chaleur suivant 2->3 et le rendement de la machine fonctionnant suivant un cycle de Stirling deviendrait le rendement d’une machine de Carnot.
Exercice N°2 :
- Soit une machine thermique utilisant comme fluide l’air assimilé à un gaz parfait diatomique de masse
molaire . Cette machine fonctionne selon le cycle de la figure ci-contre, dit cycle de Joule composé de deux adiabatiques 1 ---> 2 et 3 ---> 4 et de deux isobares 2 ---> 3 et 4 ---> 1 au cours desquelles le gaz se met progressivement en équilibre de température avec la source chaude à
température ou la source froide
à .A l’état 1, la pression
est et la température
est . A l’état 3, la pression
est et la
température est .
1) Les évolutions 1 ---> 2 et 3 ---> 4 étant décrites de manière réversible, trouver une relation entre , , et .Calculer et .
2) Calculer pour une mole de gaz la quantité de chaleur échangée ainsi que la variation d’entropie au cours de l’évolution 2 ---> 3.
3) Calculer le travail W échangé par une mole au cours du cycle, en déduire le rendement de ce cycle. Comparer ce rendement à celui qu’on obtiendrait si la machine fonctionnait selon le cycle de Carnot entre les mêmes sources aux températures et .Expliquer la différence.
1) et
A.N. , et
;
2) et
A.N. ;
3)
Le rendement de Carnot est évidemment supérieur, de relativement peu puisque les températures évoluent peu suivant les transformations isobares où il y a échanges de chaleur
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