Calcul d'efficacité et de rendements
Bonjour,
Je galère toujours dans le calcul des cycles et des rendements car je n'arrive pas à trouver une méthode de calcul et à bien comprendre ce que signifie le rendement et l'efficacité.
Par ex, quand on a r=-W/Q, je n'arrive pas bien à distinguer Q de Qtot etc...
Avez des méthodes et/ou astuces ?
Merci beaucoup pour votre aide !
De manière très générale, en physique, le rendement c'est ce qu'on reçoit divisé par ce qu'on paie.
Dans une machine thermique, je reçois du travail mécanique -W (moins parce que W est compté comme reçu par le système et là je regarde ce que je reçois, moi).
Dans une machine thermique toujours, je paie le charbon ou l'essence, donc Q1, ce que donne la source chaude (il faut bien que je la maintienne à sa température, donc je paie Q1).
Le rendement c'est donc (-W)/Q1.
Le Q2 est perdu.
Salut alphons,
A l'excellente explication de Jean-Paul je rajouterai seulement que :
1 ) Pour nous Européen ( ce n'est plus vrai pour les Anglo-Saxon) la convention de signe en thermodynamique est que l'on compte positivement ( donc signe +) tout ce qui est reçu ( en chaleur comme en travail ) par le système considéré (souvent c'est le fluide frigorigène, ou l' eau que l'on transforme en vapeur , etc .. ) du fluide qui subit les transformations dans la machine considérée. D'où le signe "moins" sur le travail mécanique que donne la machine ainsi : - (-W) = +W. La chaleur étant reçue par le système alors le rendement apparaît comme : -(-W)/Q = W/Q positif < 1
2 ) Le rendement comme vous l'explique Jean-Paul est toujours , le rapport de ce que le système nous donne sur ce qu'on lui donne pour fonctionner. C'est toujours un terme positif. Ainsi par exemple pour un moteur électrique monophasée c'est : P_utile( puissance mécanique soit Moment mécanique *vitesse angulaire de rotation exprimé en Watt)/ P_absorbée ( UIcos phi puissance électrique reçue du réseau en Watt).
3 ) On nomme Efficacité un rapport entre deux grandeurs de même nature. Attention, l'efficacité n'a que peu de chose à voir avec le rendement. Mais cette notion est très souvent source de confusion avec le rendement car comme lui, elle est souvent positive et inférieure à 1. Par exemple pour un échangeur de chaleur c'est le rapport de l'écart de température du fluide refroidit à l'écart maximal possible atteignable pour le fluide refroidit ( variation de Temp du fluide à refroidir / écart de température entre la sortie du fluide à refroidir et la température d'entrée du fluide refroidisseur. Pour comprendre il faudrait évidemment faire un petit schéma, chose que je suis pour l'instant incapable de faire dans ce genre de lettre.
4 ) A mon avis il est absolument normal de galérer dans le calcul des rendement et des COP dans les cycles thermodynamiques. Il n'y a hélas aucune méthode ou astuce simple qui marche à tous les coups !! En effet, à chaque fois tout peut être différent. Il faut donc bien définir ce qui est reçu par le système considéré, selon que ce système est un cycle moteur ou un cycle "pompe à chaleur", bien vérifier de quoi l'on parle et lui affecter le signe qui va bien selon qu'il s'agit de travail ou de chaleur reçu ou perdu. La seule méthode que j'ai trouvé pour limiter les erreurs est de faire un schéma pour définir le système considéré, les sources avec lesquelles il échange en indiquant les flux entrant et sortant de travail , de chaleur et éventuellement de matière. Pour cela il faut s'entrainer et donc faire le plus de problèmes possible...
Bonjour,
Merci beaucoup à vous 2 pour vos explications.
J'ai compris pour les systèmes simples à savoir, Carnot, pompe à chaleur et frigo.
Mon problème vient maintenant pour des cycles plus complexes, composés de 5 transformations pas exemple. Je n'arrive pas à bien déterminer "qui" est la source chaude.
Serait ce dit implicitement dans l'énoncé ou bien est ce la caractéristique d'une transformation comme une isochore par ex ?
Merci.
