1.Sur un cycle, une machine ditherme peut recevoir simultanément de la chaleur de ses deux sources.
2.Le rendement de Carnot ne dépend que du rapport des deux températures des sources.
3.L’efficacité d’un récepteur ditherme est toujours inférieure à 1.
4.Une pompe à chaleur est toujours plus efficace (au sens de e) qu’un réfrigérateur fonctionnant entre les mêmes températures.
5.Le rendement global d’une installation de cogénération peut dépasser le rendement de Carnot du cycle moteur seul.
Un moteur diesel fonctionne, en modèle ditherme, entre une source chaude à Tc=900 K (gaz de combustion) et une source froide à Tf=310 K (échappement).
Calculer le rendement de Carnot ηC de ce moteur.
D’après le théorème de Carnot : ηC=1−TcTf=1−900310≈0,656
Le rendement réel mesuré de ce moteur vaut η=0,45. Calculer le rapport η/ηC, et commenter.
ηCη=0,6560,45≈0,686 Le moteur réel n’atteint qu’environ 69 % de la limite théorique de Carnot : l’écart, dû aux irréversibilités (combustion rapide, frottements mécaniques), est cohérent avec les ordres de grandeur cités au cours pour les moteurs à essence.
Un moteur ditherme reçoit, à chaque cycle, une chaleur Qc=500 J de la source chaude, avec un rendement η=0,35.
Calculer le travail W échangé par cycle.
D’après la définition du rendement, η=−W/Qc, donc : W=−ηQc=−0,35×500=−175 J
En déduire la chaleur Qf cédée à la source froide.
D’après le bilan d’énergie sur un cycle, W+Qc+Qf=0 : Qf=−W−Qc=175−500=−325 J Le signe négatif est cohérent avec la proposition du cours : un moteur ditherme cède nécessairement de la chaleur à la source froide.
5 blocs de plus : les autres énoncés et tous les corrigés, rédigés en entier. Le reste du programme est écrit de la même main, avec les figures interactives et votre progression.