Compression et détente adiabatique

• La transformation isochore (V = Cst) Dans la majorité des cas abordés où le travail des forces de pressions est l’unique travail, l’absence de changement de volume implique l’absence de travail échangé i.e. δW = - pdV = 0 • La transformation adiabatique (isenthalpique) : Absence de chaleur échangée i.e. δQ = 0 • La transformation isenthalpique (H = Cst) Conversion de l’énergie IUT1 Grenoble – Mesures Physiques Transformations réversibles Transformation « idéale » au cours de laquelle : • Le

Température de l’air aspiré : T1 = 25°C, Vitesse de rotation : N = 240 t.mn-1. La compression et la détente sont des transformations adiabatiques réversibles. 1/ Dessiner le cycle décrit par le compresseur sur un diagramme de Clapeyron (on considère l' aspiration et le refoulement isobares). 2/ Déterminer l’expression donnant le travail fourni par cycle par le compresseur, Wc, en fonction du taux de compression. 3/ Calculer le débit d’air aspiré par le compresseur, Φav (m3.h-1). 1/4 MN-E1SN

TRANSFORMATION DE CHALEUR EN ENERGIE MECANIQUE Initié par LENOIR dont le moteur à cycle sans compression reprend une bonne partie des solutions techniques de la machine à vapeur, dont notamment une distribution par tiroir, les moteurs à combustion interne ont rapidement évolué pour accroître leur rendement (infime sur le moteur de LENOIR). Cette amélioration passa principalement par une pré compression du mélange combustible tel que décrit par le cycle de BEAU DE ROCHAS et réalisé sur le moteur

capacité thermique molaire à volume constant d’un gaz parfait diatomique est égale à : 5/2 R. m) La loi de Laplace pour gaz parfait peut s’exprimer par la relation : P1-γTγ = cste. n) Dans le diagramme de Clapeyron, la pente d’une transformation adiabatique est égale, en un point M, à γ fois la pente d’une transformation isotherme. o) La relation de Mayer entre les capacités thermiques d’un gaz parfait s’exprime par : CP – CV = R. p) Toutes les variables thermodynamiques sont fixées au point triple

Physique Sup PCSI - Lycée les Eucalyptus - Nice Série d’exercices 25 1 SERIE D’EXERCICES 25 : THERMODYNAMIQUE : PREMIER PRINCIPE Travail mécanique des forces extérieures de pression. Exercice 1 : cas d’un gaz. Soit une mole de gaz subissant une compression quasi statique et isotherme de ( P0 , T0 ) à ( 2 P0 , T0 ) . Donner l’expression du travail reçu par le gaz selon qu’il s’agit : 1. d’un gaz parfait (on exprimera W en fonction de T0 ); 2. d’un gaz de Van der Waals : ( P + a / V2 ) ( V - b ) = R

Physique Sup PCSI - Lycée les Eucalyptus - Nice Série d’exercices 25 1 SERIE D’EXERCICES 25 : THERMODYNAMIQUE : PREMIER PRINCIPE Travail mécanique des forces extérieures de pression. Exercice 1 : cas d’un gaz. Soit une mole de gaz subissant une compression quasi statique et isotherme de ( P0 , T0 ) à ( 2 P0 , T0 ) . Donner l’expression du travail reçu par le gaz selon qu’il s’agit : 1. d’un gaz parfait (on exprimera W en fonction de T0 ); 2. d’un gaz de Van der Waals : ( P + a / V2 ) ( V - b ) = R

que prendrait la réalisation des deux transformations précédentes si l’on disposait d’un dispositif de chauffage de 1 kW de puissance. Réponses : 1- 458 kJ ; 2- 2800 kJ ; 3- 54 min 19 s Exercice 3. On effectue, de trois façons différentes, une compression qui amène du diazote N2 (= air) de l’état 1 ( P1 = P0 = 1 bar, V1 = 3.V0 ) à l’état 2 ( P2 = 3.P0, V2 = V0 = 1 L ). La première transformation est isochore (volume constant) puis isobare (pression constante), la seconde est isobare puis isochore

système est compté négativement. a. Travail Dx : variation infinitésimale Transformation réversible donc dV<0 car compression Donc pour une transformation réversible infinitésimale. Pour une transformation finie : C’est un travail de force de compression. b. Quantité de chaleur 1. Solide ou liquide Donc 1. Gaz Les gaz sont compressibles l et h dépendent du gaz

thermodynamique Exercice ÿ série No$ 1 - Compression isotherme (quasistatique) On a à chaque stade de la transformation un équilibre thermique (les grandeurs thermodynamiques sont toutes définies). A 1'équilibre thennique on'a : T., - T0 : Tgur: Cste A l'équilibre mécanique on'a : P.*: Pg", Le travail des forces de pression s'écrit : e [ .lw:-J, p,,dv =-), p,,,,tv ,--- = !!roavec ' Yu- v w - -l' 'RTo ,tr = nRT^lnbJ)vv. o, W = ttRTrhtL -0 2- Compression brutale (irréversible) Si la pression d'équilibre

combustion interne dont le rôle est de produire de l'énergie mécanique sous la forme de la rotation d'un arbre, directement à partir de l'énergie cinétique des gaz produits par la combustion d'un hydrocarbure (fioul, gaz combustible...) qui subissent une détente dans une turbine. Le comburant, le plus souvent de l'air ambiant, est généralement comprimé avant de pénétrer dans la chambre de combustion, en utilisant un compresseur rotatif entraîné par le même arbre que la turbine. Le mot « gaz » dans l'ancienne