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Disparition de la chaleur



  1. #1
    Eltonio

    Disparition de la chaleur


    ------

    Bonjour,

    Une question me tracasse depuis quelques semaines :

    Je vais prendre l'exemple du moteur à vapeur :

    On brule de charbon, transformant de l'energie chimique en energie thermique.

    Dans un moteur à vapeur, la difference de pression est utilisée pour produire de l'energie. Cette energie est elle créée ou bien un peu d'energie thermique est elle transformée en energie mecanique ?

    Merci d'avance

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  4. #2
    Anacarsis_47

    Re : Disparition de la chaleur

    Citation Envoyé par Eltonio Voir le message
    Bonjour,

    Une question me tracasse depuis quelques semaines :

    Je vais prendre l'exemple du moteur à vapeur :

    On brule de charbon, transformant de l'energie chimique en energie thermique.

    Dans un moteur à vapeur, la difference de pression est utilisée pour produire de l'energie. Cette energie est elle créée ou bien un peu d'energie thermique est elle transformée en energie mecanique ?

    Merci d'avance
    d'après le premier principe de la thermo, aucune énergie n'est créée ou détruite, elle est toujours conservée et ne peut que se transformer sous une forme ou une autre: chaleur, travail,energie chimique,...

    Tu as transformation d'énergie thermique en energie mécanique, il y a une certaine quantité qui sera perdue par dissipation thermique dans l'environnement. La "production" d'energie lors d'une combustion est seulement la restitution de l'énergie emmaganisée par les liens chimiques à l'environnement.

    Cordialement.

  5. #3
    WeinbergJr

    Re : Disparition de la chaleur

    Citation Envoyé par Anacarsis_47 Voir le message
    d'après le premier principe de la thermo, aucune énergie n'est créée ou détruite, elle est toujours conservée et ne peut que se transformer sous une forme ou une autre: chaleur, travail,energie chimique,...

    Tu as transformation d'énergie thermique en energie mécanique, il y a une certaine quantité qui sera perdue par dissipation thermique dans l'environnement. La "production" d'energie lors d'une combustion est seulement la restitution de l'énergie emmaganisée par les liens chimiques à l'environnement.

    Cordialement.
    'soir ^^

    en clair, pour faire un moteur thermique, il faut deux réservoirs de température : un chaud (la chaudière, celle qu'on chauffe au charbon) et un froid (le fameux environnement).

    Je vais répéter ce qu'à dit M. Anacarsis_47 (ou mlle ?) en m'efforçant d'être un peu plus précis dans les concepts (histoire que ça soit un tit peu plus clair, si vous n'y voyez pas d'objection).

    Deux grands principes existent en thermique, sur lesquels il faut s'appuyer.
    Premier principe de la therm(odynam)ique
    Le mouvement perpétuel de premier espèce n'existe pas. On entend par mouvement perpétuel de premier espèce appliqué au cas du moteur thermique un moteur qui ne fonctionnerait qu'avec une seule source de chaleur.
    Deuxième principe de la therm(odynam)ique
    Le mouvement perpétuel de seconde espèce n'existe pas. Pour faire très simple : le travail mécanique d'un dispositif non alimenté par une source de travail globalement motrice finit toujours par s'arrêter.

    Je vous en donne une formulation plus savante, quoique rigoureusement équivalente au niveau des équations (difficile à démontrer) :

    Enoncé du principe "à la mode de" Sadi Carnot, 1824, dans "Réflexions sur la puissance motrice du feu et les machines propres à développer cette puissance" : il est impossible de dégrader, dans une machine thermique cyclique, de la chaleur en travail sans compensation (i.e. sans pertes, pour faire simple).

    (il existe d'autres formulations de ce principe, cf Catatheodory ou Clausius, mais elles nous seront guêre utiles... de plus elles risquent de semer un certain sentiment de panique quant à leurs dissemblances, alors qu'elles sont toutes équivalentes, ie elles conduicent aux mêmes équations...)
    Donc, appliquons ça à la chaudière de votre train.

    1er principe : il faut au moins deux sources de T° : une chaude (celle chauffée au charbon de bois), une froide (en général, de l'eau qu'on injectera de façon ingénieuse dans les pistons). Sans ça, par de possibilité de générer un quelconque travail mécanique !

    Ensuite, le 2ème principe : il stipule qu'une "partie" de la chaleur peut être collectée et transformée en travail mécanique. Le "une partie" signifie que la puissance (en Watts, pas en argent !) dépensée en combustion est toujours inférieure à la puissance injectée dans les roues du train...

    ...d'où le pourquoi on utilise plutôt de nos jours des trains à moteurs électriques (ils ont un rendement infiniment meilleur), même si ça coûté cher au départ (les caténaires, c'est loin d'être gratuit, surtout à l'entretien !!!).

    Remarque : il ne faut pas croire que la chaleur est un "fluide calorimétrique subtil stocké dans la matière" comme le pensait par exemple Carnot... Il n'y a pas d'analogie possible entre un écoulement de chaleur dans un moteur thermique pour en extraire du travail, et la turbine d'un barrage hydraulique (qui transforme alors le potentiel qu'à l'eau du lac retenu par le barrage à se trnsformer en énergie cinétique, cette dernière étant récolté par des "hélices" au pied du barrage). Une façon de montrer que la chaleur n'est pas un fluide (appelé par les gens du XIXème Siècle "fluide calorimétrique") : prendre un canon militaire, le plonger dans l'eau et le forrer. Au bout d'un moment, l'eau bout, il y a dissipation de chaleur. Si le fluide calorimétrique existait, au bout d'un moment il serait entièrement extrait du canon, qui n'en posséderait plus. L'eau cesserait donc de bouillir. Or on ne constate pas ce phénomène, la thèse du "subtil" (car il habiterait tout matériau) fluide calorimétrique (à l'origine inventé par Lavoisier) est par conséquent fausse (l'expérience du canon est "historique" : par Benjamin Thomson, compte Rumford, 1798)

    Cordialement,
    "[In science] Ignorance is no shame"... E Zee, "QFT in a Nutshell".

  6. #4
    miketyson42

    Re : Disparition de la chaleur

    Citation Envoyé par Eltonio Voir le message
    Bonjour,

    Une question me tracasse depuis quelques semaines :

    Je vais prendre l'exemple du moteur à vapeur :

    On brule de charbon, transformant de l'energie chimique en energie thermique.

    Dans un moteur à vapeur, la difference de pression est utilisée pour produire de l'energie. Cette energie est elle créée ou bien un peu d'energie thermique est elle transformée en energie mecanique ?

    Merci d'avance
    regarde un site de thermodynamique

    sinon si tu pourrais nous poster le schema d'un moteur a vapeur en nous indiquant tous les endroit où il y a echange de chaleurs ou presence de travail se serait plus facile a te repondre précisement

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #5
    mbochud

    Re : Disparition de la chaleur

    Citation Envoyé par WeinbergJr Voir le message
    Je vais répéter ce qu'à dit M. Anacarsis_47 en m'efforçant d'être un peu plus précis dans les concepts (histoire que ça soit un tit peu plus clair, si vous n'y voyez pas d'objection).

    Le "une partie" signifie que la puissance dépensée en combustion est toujours inférieure à la puissance injectée dans les roues du train...
    Pour être un peu plus précis, il faudrait dire le contraire!

  9. #6
    f6bes

    Re : Disparition de la chaleur

    Bsr mbochud,
    Oui ,mais peut etre que dans les descentes, c'est les roues qui "renvoient" de la puissance vers la "combustion" !!!
    Auquel cas ... !!!!
    Bonne soirée
    Vide pour l'instant

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