Cycle de CARNOT rendement maximal d’une machine
Cycle de CARNOT 1796 - 1832 En 1824, il publie « Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance » Dans cet ouvrage, il traite du rendement maximal d’une machine thermique ; le travail produit par une machine thermique dépend de la
Le premier principe de la thermodynamique
Le cycle de Carnot et le diagramme (P,V) de Clapeyron 1 Notion de système
THE CONCEPT OF EXERGY AND ENERGY QUALITY
cycle H H T WQ T (4) In Equation 4, one recognizes the maximum thermal efficiency to be that of the Carnot cycle, which is a reversible cyclic process with 2 adiabatic and 2 isothermal stages: 1C c H T T (5) Rather than focusing on a cyclic process operating between two thermal reservoirs, consider an amount of heat Q at a temperature T The
Cycles frigorifiques - ac-nancy-metzfr
supposera que le groupe fonctionne de façon réversible suivant un cycle de Carnot On utilisera les indices « c » et « f » pour les quantités de chaleur se rapportant respectivement à la source chaude et à la source froide Elles seront prises algébriquement et considérées comme positives si elles sont reçues par le fluide
Chapitre 6 Etude des cycles moteurs usuels
Dans la réalité on n’utilise pas le cycle de Carnot car il nécessiterait une pression trop importante pour la température haute (point A sur le diagramme), les moteurs usuels ne permettent pas une telle compression On préfère donc modifier le cycle et on enlève les deux transformations isothermes AB et CD qu’on remplace par
Chapitre VIII Diagrammes thermodynamiques
Pour un cycle réversible E = 0 W rev +Q rev = 0 W rev = - Q rev = -(W e) rev Pour un cycle réversible, il y a donc équivalence entre l’aire mesurée sur le diagramme de Clapeyron et celle mesurée sur le diagramme entropique VIII 2 3 : - Isochore et isobare d’un fluide à C v et C p constantes Isobare réversible Q rev = C
« ET POUR QUELQUES DEGRES DE PLUS
Le cycle thermodynamique du moteur Stirling est dans son principe très simple : il comprend quatre phases pendant lesquelles le gaz utilisé subit les transformations suivantes : Imaginons un moteur contenant un fluide mis successivement en contact avec une source chaude puis
FICHE TD THERMO 5
Title: Microsoft Word - FICHE TD THERMO 5 Author: Florence Created Date: 4/30/2016 6:00:01 PM
S3 MIAS UNIVERSITE PARIS XI PHYSIQUE ORSAY
est celle de la physique statistique Elle essaie de donner une explication rationnelle des lois des syst emes macroscopiques en analysant les propri et es de leurs constituants micro-scopiques La physique statistique fut d evelopp ee par Boltzmann (1872) et Gibbs (1900)
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Cycles frigorifiques BTS 1984-2004 Thermodynamique 64
Cycles frigorifiques
BTS Fluides Energies Environnement 2003
Une machine frigorifique à air est schématisée ci-après Elle est destinée à maintenir dans la chambre " froide » une température T 1 . La pression y est constante. Une masse de 1 kg d'air, prélevée dans la chambre " froide » à la température T A = T 1 est compriméeadiabatiquement. L'air passe ensuite dans un échangeur plongé dans une pièce dite chambre " chaude »
dont la température T2 , supérieure à T 1 , est considérée comme constante. L'air est ensuite détendu adiabatiquement et renvoyé, à la température T D , dans la chambre " froide » où ii va se réchauffer jusqu'à la température T 1 considérée comme constante dans toute la chambre froide. Cette masse de 1 kg d'air subit donc un cycle, passant successivement par les états A, B, C et D.Précisons que la pression de l'air dans l'échangeur est constante et que sa température en C est celle de
la chambre " chaude ». Par ailleurs, le travail fourni par le fluide au cours de sa détente est intégralement
utilisé par le compresseur. On considère que l'air se comporte comme un gaz parfait et que les transformations sont réversibles.On donne les valeurs suivantes: T
1 = 268 K, T 2 = 293 K, p A = 1,0 bar, p B = 2,0 bar Pour l'air : c p = 1,0 kJ·kg -1 ·K -1 = 1,41. Déterminer la constante massique r
air du gaz parfait pour 1 kg d'air.2. Vérifier que la température T
B de l'air après la compression adiabatique est égale à 327 K.3. Déterminer la température T
D de l'air après la détente adiabatique.4. Déterminer, pour un cycle et par kilogramme d'air, la quantité de chaleur
Q cycle reçue. En déduire le travail W cycle reçu (toujours par cycle et par kilogramme d'air).5. Identifier la quantité de chaleur "
utile » et calculer le coefficient e de performance de la machine, e = Qutile/ Wcycle.6. Quel est le débit d'air nécessaire pour que la machine ait une puissance frigorifique (quantité de
chaleur prélevée chaque seconde à la source " froide ») de 1 kW ?BTS Travaux publics 2004
Pompe à chaleur : Installation de chauffage.
Principe. La chaleur est pompée d'un corps froid et transmise à un corps chaud grâce à un compresseur d'air et à un détendeur. Ce
cycle nécessite un apport extérieur d'énergie. Une pompe à chaleur fonctionne avec deux sources a) une source froide constituée par une nappe souterraine ; b) le circuit de chauffage de l'installation qui constitue la source chaude.Le fluide utilisé dans cette pompe à chaleur est de l'air assimilable à un gaz parfait de constante
R = 8,32 J·K-1
·mol
-1 , de capacité thermique molaire à pression constante C p = 29,1 J·K-1·mol
-1 . Le rapport des capacités thermiques à pression constante C p et à volume constant C v est tel que Vp CC = 1,4 Thermodynamique BTS 1984-2004 Cycles frigorifiques65L'air de la pompe à chaleur subit le cycle de transformations suivant :
Passage de l'état initial A à l'état B par une compression adiabatique réversible dans un compresseur.
État A : pression p
A=1,0×10
5Pa volume V
A température T A = 298 K.État B : pression p
B = 2,2×10 5Pa volume V
B température T BPassage de l'état B à l'état C par une transformation isobare pendant laquelle l'air transfère à la source
chaude une quantité de chaleur Q CÉtat C : pression p
C = p B température T C = 340 K. Passage de l'état C à l'état D par une détente adiabatique réversible.État D : pression p
D = p A température T DPassage de l'état D à l'état A par une transformation isobare pendant laquelle l'air reçoit de la source
froide une quantité de chaleur Q DA1. Détermination de la valeur des grandeurs dans chaque état
On effectuera les calculs relatifs à une mole d'air (n = 1 mol) puis les résultats des calculs de volume, de
pression et de température seront reportés dans le tableau de la feuille réponse.1.1. Calculer V
A1.2. En déduire V
B1.3. Calculer T
B1.4. Calculer V
C1.5. Calculer V
D1.6. Vérifier alors que T
D = 271 K.2. Détermination du cycle de Clapeyron
2.1. Compléter le cycle de Clapeyron (p,V) sur la feuille réponse en y plaçant les points C et D.
2.2. Préciser le sens de parcours du cycle.
3. On étudie le bilan thermique.
3.1. Calculer les quantités de chaleur échangées Q
BC et Q DA3.2. Donner la valeur de la quantité de chaleur échangée lors d'une transformation adiabatique.
3.3. En déduire le travail W échangé au cours de la totalité du cycle.
3.4. On définit l'efficacité e de la pompe par le rapport suivant :
WQe pour lequel Q est la quantité dechaleur transférée à la source chaude au cours d'un cycle décrit par l'air et W est le travail échangé par
l'air au cours de ce même cycle.Calculer e et conclure.
Rappel.
- Pour un gaz parfait subissant une transformation adiabatique d'un état caractérisé par les grandeurs
(p A , V A , T A ) à un état B caractérisé par les grandeurs (p B , V B , T B ) , on peut écrire p A .V A = p B . V B et T A .V A-1 = T B . V B-1 - Pour un gaz parfait subissant une transformation isobare Q = n.C p .T - Lors d'un cycle de transformations d'un gaz parfait, Q +W = 0Feuille réponse à joindre à la copie
Tableau des valeurs des grandeurs pression, volume et température.Pression (Pa) Volume (L) Température (K)
État A p
A = 1×10 5 V A = T A = 298État B p
B = 2,2×10 5 V B = T BÉtat C p
C = p B V C = T C = 340État D p
D = p A V D = T D Cycles frigorifiques BTS 1984-2004 Thermodynamique 66BTS Domotique 1991
A. On considère une baie vitrée de surface S = 10 m 2 , qui sépare un appartement où la température est T i = 20°C, de l'extérieur où la température est T o = - 10°C.On utilise un double vitrage constitué par un ensemble de 2 glaces de 5 mm d'épaisseur, séparées par une lame
d'air de 12 mm.1. Calculer la quantité de chaleur Q, qui s'échappe par la baie vitrée en une heure.
2. Calculer la température de la face interne du vitrage.
3. Un hygromètre placé dans la pièce indique 46 % d'humidité relative, (h
r ) quelle est la valeur du point de rosée. Se produit-il une condensation sur le vitrage ?B. On suppose que les seules pertes qui interviennent sont dues à la baie vitrée, on utilise pour maintenir la
température (T i=20°C) : une pompe à chaleur, dont le ventilo-évaporateur est situé à l'extérieur (T
o