Mr Thermo-ch7 Partie 3

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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