La physique

Cycle de Carnot


Jusqu'au milieu du XIXe siècle, on pensait qu'il était possible de construire une machine thermique idéale, capable de transformer toute l'énergie fournie en travail, en obtenant un rendement total (100%).

Pour démontrer que cela ne serait pas possible, l'ingénieur français Nicolas Carnot (1796-1832) a proposé une machine thermique théorique qui se comportait comme une machine à plein rendement, établissant un cycle de rendement maximum, qui fut plus tard appelé Cycle de Carnot.

Ce cycle comprendrait quatre processus, quelle que soit la substance:

  • Une expansion isotherme réversible. Le système reçoit de la chaleur de la source de chauffage (L-M)
  • Une expansion adiabatique réversible. Le système n'échange pas de chaleur avec des sources thermiques (M-N)
  • Compression isotherme réversible. Le système dégage de la chaleur vers la source de refroidissement (N-O)
  • Compression adiabatique réversible. Le système n'échange pas de chaleur avec des sources thermiques (O-L)

Dans une machine Carnot, la quantité de chaleur fournie par la source de chauffage et la quantité donnée à la source de refroidissement sont proportionnelles à ses températures absolues, comme suit:

Ainsi, le rendement d'une machine Carnot est:

et

Logo:

Être:

= température absolue de la source de refroidissement

= température absolue de la source de chauffage

Ainsi, il est conclu que pour une efficacité de 100%, toute la chaleur provenant de la source de chauffage doit être transformée en travail, car la température absolue de la source de refroidissement doit être de 0K.

Il en résulte que le zéro absolu n'est pas possible pour un système physique.

Exemple:

Quel est le rendement maximum théorique d'une machine à vapeur dont le fluide entre à 560 ° C et quitte le cycle à 200 ° C?



Vidéo: Le cycle de Carnot (Juin 2021).