Cycle de Carnot

1/15 IUT GTE – 1ère année TP Pompes à chaleur SOMMAIRE SUJET DU TP OBJECTIF DE LA MANIPULATION PRINCIPE D'UNE MACHINE FRIGORIFIQUE ETUDE THEORIQUE CYCLE REEL D'UNE MACHINE FRIGORIFIQUE -DIAGRAMME 'PV' -DIAGRAMME ENTROPIQUE -DIAGRAMME ENTHALPIQUE TRACE D'UN CYCLE SUR LE DIAGRAMME ENTHALPIQUE -CYCLE THEORIQUE -CYCLE REEL COEFFICIENT DE PERFORMANCE PUISSANCE SCHEMA DE LA POMPE A CHALEUR MANIPULATION -MODE OPERATOIRE -CARACTERISTIQUES PHYSIQUES DU FLUIDE FRIGORIGENE -PARAMETRES

Efficacité et rendement d’un appareil frigorifique III.5 Efficacité et rendement d’une pompe à chaleur III.6 Fonctionnement des réfrigérateurs et pompes à chaleur pp g q p p III-7 Appareil frigorifique - ou pompe à chaleur - fonctionnant suivant un cycle de Carnot 1 Chapitre 5 2 Chapitre V Applications des principes de la thermodynamique (les machines thermiques) INTRODUCTION Il existe deux types de machines : Celles qui font la conversion de chaleur en travail qu’on appelle machines motrices

système susceptible d’échanger de l’énergie thermique de manière isotherme. Machine thermique Tout dispositif dans lequel un fluide subit une transformation cyclique. On distingue deux types de machines thermiques : Moteurs thermiques : qui, après un cycle de fonctionnement, fournissent du travail au milieu extérieur (W < 0 ) , tout en recevant de l’énergie thermique (chaleur) ( Q > 0 ) . Q>0 Moteur W 0 ) en fournissant de la chaleur ( Q < 0 ) . W >0 Réfrigérateur & pompe à chaleur Q 0

Froid et Environnement 1 Table des matières 1 Généralités sur les systèmes frigorifiques 1.1 Principe de production du froid . . . . . . . . . . . 1.1.1 Cycle monotherme . . . . . . . . . . . . . 1.1.2 Cycle frigorifique ditherme . . . . . . . . . 1.1.3 Cycle frigorifique tritherme . . . . . . . . 1.1.4 Efficacité du cycle à compression de vapeur 4 5 5 6 14 16 20 21 22 24 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 36 38 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

relativement simple : le fluide principal qui produit un travail est un gaz (air, hydrogène ou hélium) soumis à un cycle moteur comprenant quatre phases : chauffage isochore (à volume constant), détente isotherme (à température constante), refroidissement isochore puis compression isotherme. Le but est de produire de l’énergie mécanique à partir d’énergie thermique. Au début du cycle, le gaz à l’intérieur du moteur est déplacé vers un endroit chauffé par une source d’énergie : sa température et

– 1er principe appliqu´ ` Σ pendant un cycle : W + Q1 + Q2 = 0 ea – 2nd principe appliqu´ ` Σ pendant un cycle : ∆Scycle = Se + Sc = 0 ; Sc ≥ 0 (= 0 si r´versible), ce qui donne : ea e Q2 Q1 ´galit´ de Clausius si le cycle est r´versible e e e + ≤0 in´galit´ de Carnot si le cycle est irr´versible e e e T1 T2 Cycle de Carnot : c’est un cycle r´versible ditherme, il est compos´ de 2 isothermes et 2 adiabatiques r´versibles. e e e Q1 Q2 Pour un cycle de Carnot : + =0 T1 T2 2.2 Machines motrices

SERIE D’EXERCICES N° 28 : THERMODYNAMIQUE : MACHINES THERMIQUES Exercice 1 : cycle de Carnot. Un gaz parfait décrit un cycle de Carnot réversible. Etablir le rendement du moteur thermique en fonction de T1 , température de la source chaude, et de T2 , température de la source froide. Exercice 2 : cycle triangulaire. On considère le cycle réversible ci-dessous décrit par un gaz parfait. 1. Dans quel sens ce cycle doit-il être parcouru pour que le fonctionnement soit de type moteur ? CP 2.

le cycle de Carnot, en gardant l’intuition basée sur l’image des chutes d’eau. Nous ferons usage du premier principe dont nous avons le sens par extension du principe de conservation de l’énergie mécanique. Démonstrations d’auditoire: - 342 : machine à vapeur - 367 : moteur à dépression - 334, 383, 335, 384 : moteurs - 350 : moteur à deux sources (oiseau) - 393 : moteur de Stirling (historique) - bateau à vapeur (jouet) 350 393 28.06.07 24 Machines Thermiques 2.3.1 Cycle de

de Clausius 3 Efficacité et rendement d'une machine thermique 4 Exemples de machines thermiques 5 Voir aussi 5.1 Articles connexes Naissance[modifier] C'est le désir de mettre en équation les machines thermiques (avec Carnot notamment) qui est à l'origine de la thermodynamique et en particulier du premier et du second principe. Selon Feynman dans son Cours de Physique, il s'agirait d'un des rares cas où les sciences de l'ingénieur ont permis une avancée importante de

---------------------------------- Moteur Stirling Gamma. Principe et fonctionnement. Le moteur Stirling est un moteur à énergie externe. Le fluide principal est un gaz (air, hydrogène ou hélium) à une modeste pression et est soumis à un cycle de Carnot à 4 temps, séparé par deux phases de déplacement : chauffage, détente, refroidissement, compression, retour vers la source chaude. En ce qui concerne le moteur Gamma, c’est un peu le compromis entre le moteur de type alpha et le moteur de type