Machines thermiques

Quelles sont les grandeurs représentées en diagramme de Clapeyron ? de Watt ? de Mollier ? des frigoristes ? entropique ?

• Clapeyron : pression en fonction du volume massique

• Entropique : la température en fonction de l'entropie massique

• Watt : Pression en fonction du volume

• Mollier : Enthalpie en fonction de l'entropie massique

• frigoristes : ln(P) en fonction de l'enthlpie massique

Quelle est la relation de Clapeyron pour les changements de phase ? Expliciter les termes. Que permet-elle de discuter ?

• L₁₂ est la chaleur latente massique (ou molaire) de changement d'état 1 à 2 (J/kg ou J/mol)

  T est la température du système

  P la pression du système

  v₂ et v₁ sont les chaleurs latentes massique (ou molaire)

• C'est une relation qui relie la pente des courbes dans le diagramme (P,T) et les caractéristiques physiques d'une substance. Elle permet de discuter le sens des pentes dans le diagramme (P,T) de changements d'état

• 

Comment montrer l'impossibilité du moteur monotherme ?

• Le premier principe appliqué au fluide dit que pour un cycle ΔU = 0

  or par définition ΔU = W + Q

  donc W = -Q

• Le seconde principe appliqué au fluide dit que pour un cycle ΔS = 0 or par définition ΔS = S_éch + S_crée

  Donc S_éch = -S_créé

  or S_éch = Q / T

  donc Q/T = -S_créé <0

  d'où Q<0

• On en déduit donc que si Q est négatif le travail est positif

• Un fluide en échange thermique avec une seule source ne peut donc que dissiper de la chaleur et recevoir du travail. Le moteur monotherme ne peut exister.

Quel est l'expression du rendement r d'un moteur ditherme ? Par quel raisonnement l'obtient-on ? Que représente-t-il ?

• il s'agit du rendement maximum du moteur dans le cas d'un fonctionnement réversible et adiabatique entre deux sources à des températures différentes.

• Pour l'obtenir on écrit le premier et le second principe sur le cycle de fonctionnement. En arrageant les expressions obtenues, on obtient le résultat pour "r"

Quelles sont les expressions qui définissent le rendement d'un moteur, de l'efficacité d'une pompe à chaleur ou d'un réfrigérateur ?

• de manière générale ou divise ce qui est donné par le système par ce qui est fourni au système

Quelles informations contiennent les diagrammes de Mollier (ln(P) , h) et (T,s) ? Comment les lit-on ?

• 
• 
• Sur un diagramme de Mollier les isobares sont horizontales et les isenthalpes verticales. On y fait aussi figurer les isothermes, isochore, isotitre et isentropes.

  Ce diagramme permet de calculer les travaux et chaleurs échangées à chaque étape du cycle

• Sur un diagramme entropique les isothermes sont des horizontales et les isentropiques des verticales. On fait également figurer les isobares, isochore, isotitre et isenthalpes.

  Ici ce sont

• Comme sur les diagrammes de Clapeyron on fait figurer la courbe de saturation qui délimite les états du fluide.