Comment faire

Physique 3ième (LARJE) Thermodynamique
Chaleur Page 11
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.
SpF 
Qu’est ce qui ce passe si on fournit une quantité
de chaleur Q à ce gaz ?
T augmente, P = const. => V augmente
nRTVp 
(équation des gaz parfaits)
Si le déplacement du piston est l, le travail
effectué par le gaz en détente sur le milieu
extérieur est :
VplpSlFW 

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Moteur à combustion

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cf. Physique : Eugene Hecht
De Boek Université
ISBN : 2-7445-0018-6