cycle de carnot

[Casper75]

Bonjour j'essaie de comprendre le cycle de Carnot. Mais bien que je comprenne chacun des cycles je bloque sur plusieurs choses.


Par exemple avec un piston qui fait varier la pression dans un cylindre on observe ça :

Capture d’écran 2018-09-24 à 11.20.30.png

La variation d'une valeur est proportionnel à l'autre.


Dans le cycle de Carnot, la seul différence c'est qu'on fournit de la chaleur et du froid pendant des phases dites isotherme.
Peu importe à quel moment on fournit cette énergie, la seul conséquence c'est qu'on diminue la variation de la pression ( en la contrecarrant), puisque l'amplitude du volume elle, est constante. Cette perte de variation est représenté par D sur mon schéma

Capture d’écran 2018-09-24 à 11.32.02.png

Cette perte de variation de pression ne représente pas une perte d'énergie dans le système, puisqu'elle permet de fournir moins d'énergie pour déplacer le piston.


Donc on est dans un système ou rien n'est dépensé ni gagné, c'est juste un cycle d'évènements thermodynamique ou des puissances sont converti dans d'autres puissances.

Alors pourquoi on parle de rendement ? Je ne vois pas l'énergie de sortie. Aucune contrainte, aucune perte, aucune force opposé.
Si on décidait que le piston faisait tourner un villebrequin et les roue d'un moteur. Ce serait un couple de résistance au déplacement.
Alors faudrait fournir plus de chaleur et de froid ET/OU de force de déplacement au piston pour qu'il parcours le même volume.
Dans ce cas, ce qui déterminerait le rendement serait le rapport entre la puissance fournit et le couple de résistance du villebrequin.

Le problème du rendement est ramené au problème du moulin à eau. Quel doit être le couple de résistance idéal des pales du moulin ?
Si il resiste beaucoup, toute le couple est exploité mais le flux est ralenti, donc la puissance aussi. Le rendement vaux 1 quand le moulin est totalement bloqué par son couple de résistance infini, le rendement vaux 0 quand le moulin laisse passer toute l'eau entre ses pales.
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[petitmousse49]

Bonjour
Dans ce contexte, la notion de rendement est effectivement ambiguë et tend à être

[petitmousse49]

Erreur de manipulation dans le message précédent. Je complète.
Bonjour
Dans ce contexte, la mot rendement est effectivement ambiguë et tend à être remplacé par efficacité, mot qui a l'avantage de caractériser autant les cycles moteurs que les cycles récepteurs. La définition générale est quantité utile)/(quantité coûteuse ). Pour un cycle moteur ditherme, on voit bien que cela conduit à (travail fourni )/(quantité de chaleur reçue à la source chaude )

[Casper75]

Tu veux dire pour le "moulin à eau" ou un moteur ? Il y a un rapport de démultiplication idéal pour tirer le plus de puissance d'un flux d'energie donné.
Mais dans le cas du cycle carnot, pourquoi on parle de rendement maximale ? ou est-ce qu'on mesure l'energie de sortie ?

Si le piston ne résiste pas au déplacement, l'air va juste prendre du volume en deplaçant le piston sans que la pression augmente dans la phase isothèrme. Alors le piston devra fournir la puissance pour créer une depression pendant la phase adiabatique.
Tandis que si le piston "travail", alors il y aura une augmentation de la pression du à la résistance au mouvement du piston pendant la phase isotherme.
Cette pression est récupéré pendant la phase adiabatique. Mais si cette pression est supérieur à l'énergie nécessaire au déplacement de la phase adiabatique, alors il restera de la pression non exploité en fin de mouvement. La je comprend qu'une perte de rendement intervienne.

Mais j'ai l'impression de faire fausse route....

Edit : je me suis planté dans mes premiers schéma la fonction est une courbe

[A voir en vidéo sur Futura]

[petitmousse49]

Tes schémas sont effectivement faux...
Ma réponse précédente ne concerne que les cycles thermodynamiques. Considère le cycle thermodynamique décrit par l'eau dans une centrale électrique. De façon très simplifiée : l'eau reçoit de la chaleur à une source chaude (la chaudière) où sa pression devient élevée. On exploite alors une propriété bien connue de la physique : la matière tend à se déplacer spontanément du milieu chaud de pression élevée vers un milieu froid de pression faible. Il suffit d'intercaler entre la source froide (l'eau d'une rivière par exemple) et la source chaude une turbine pour récupérer de l'énergie mécanique. Il est tout à fait possible de mesurer la puissance fournie par la turbine à l'alternateur de la centrale. Cette puissance constitue la puissance utile du dispositif. La puissance coûteuse (au sens financier du terme) est la puissance thermique reçue par la source chaude : il faut bien payer le combustible : gaz, fioul, combustible nucléaire... L'efficacité thermodynamique (aussi appelé rendement) du cycle est le rapport de ces deux puissances. Le cycle de Carnot est un cycle théorique réversible qui a le mérite d'avoir l'efficacité la plus grande qui soit théoriquement possible. Malheureusement, il est impossible à mettre en oeuvre industriellement avec des puissances élevées.

[Casper75]

OMG tu es en train de m'expliquer que ça n'as rien à voir avec le rendement ou l'efficacité . Ce qu'ils appelent une "perte " c'est la différence entre le milieu le plus froid et le 0 absolu.
C'est hyper HYPER chelou comme raisonnement. Ou alors il faut considérer comme un "gain" la chaleur de départ de l'air ambiant. Donc aucune perte dans un système puisque la chaleur généré par une combustion s'ajoute à une chaleur déjà présente dans le milieu exterieur
On ne gagnerait pas de puissance à faire tourner un moteur dans un milieu plus froid (juste un peu pour d'autres raisons)