Physique 3ième (LARJE) Thermodynamique Machines thermiques Définition : Système produisant du travail en absorbant de la chaleur (moteur thermique) ou absorbant de la chaleur à partir de travail (production de froid). Comment faire ? Dispositif utilisé : Cylindre de gaz fermé par un piston Rappel : Pourquoi la pression d’un gaz augmente lorsque la température de celui-ci augmente? Réponse en trois étapes qui sont : 1. Qu’est-ce que c’est que la température d’un gaz ? Réponse : La température d’un gaz parfait est proportionnelle à la moyenne de l’énergie cinétique de translation de ses particules. 2. Qu’est-ce que c’est que la pression d’un gaz ? Réponse : Les particules du gaz rebondissent de manière élastique sur les parois. La pression p du gaz correspond à la force exercée par unité de surface de la paroi par les particules qui y rebondissent. 3. Pourquoi la pression d’un gaz augmente si la température augmente ? Réponse : T élevée => énergie cinétique élevée => nombre des collisions des particules du gaz avec les parois du récipient élevée => p élevée ! Considérons un système qui change de volume sous une pression extérieure ; il effectue donc un travail. Le gaz et le piston sont en équilibre : la force descendante F est exactement opposée à la force ascendante p * S exercée par le gaz. F pS Qu’est ce qui ce passe si on fournit une quantité de chaleur Q à ce gaz ? T augmente, P = const. => V augmente p V nRT (équation des gaz parfaits) Si le déplacement du piston est l, le travail effectué par le gaz en détente sur le milieu extérieur est : W Fl pSl pV Chaleur Page 11 Physique 3ième (LARJE) Thermodynamique Moteur à combustion Chaleur Page 12 Physique 3ième (LARJE) Thermodynamique cf. Physique : Eugene Hecht De Boek Université ISBN : 2-7445-0018-6 Chaleur Page 13