Machines thermiques

30

Machines thermiques dithermes
I- Définitions
Sources de chaleur ou source thermique : Tout système susceptible d’échanger de l’énergie thermique de manière isotherme. Machine thermique Tout dispositif dans lequel un fluide subit une transformation cyclique. On distingue deux types de machines thermiques : Moteurs thermiques : qui, après un cycle de fonctionnement, fournissent du travail au milieu extérieur (W < 0 ) , tout en recevant de l’énergie thermique (chaleur) ( Q > 0 ) .
Q>0
Moteur

W 0 ) en fournissant de la chaleur ( Q < 0 ) .

W >0

Réfrigérateur & pompe à chaleur

Q 0, Q fo < 0 ) . Cf. figure.1
Qc A Qco

−W Figure.1
Q fo

−W

Qf Qc = −Q f − W

−T f S p
−Tc S p

Qc = −

Tc Qf −W Tf

Cette machine thermique prélève, donc, de la chaleur à une source chaude, tout en fournissant du travail au milieu extérieur « l’environnement » et fournit de la chaleur à une source froide.
La chaîne énergétique ci-dessous décrit le fonctionnement d’une telle machine ditherme « moteur thermique » :

W 0 Qf < 0

Tc

Machine thermique

Tf

www.marocprepas.info

M.Afekir – ERA / CPGE _ Marrakech

Machines thermiques

32

2ème cas : Machine frigorifique ou pompe à chaleur (W > 0 ) Le point de fonctionnement a pour coordonnées ( Qco < 0, Q fo > 0 ) . Cf. figure.2

T Qc = − c Q f − W Tf
Qc = −Q f − W

Qc

−W

Q fo

Qf

Figure.2

−T f S p

−Tc S p

−W

Qco

A

Cette machine thermique prélève, donc, de la chaleur à une source froide, reçoit du travail du milieu extérieur « l’environnement » et fournit de la chaleur à une source chaude.
La chaîne énergétique ci-dessous décrit le fonctionnement de telles machines :

W >0 Qc < 0
Machine frigorifique & pompe à chaleur

Tc

Qf > 0

Tf

Remarques

Réfrigérateur : la source froide est l'intérieur du réfrigérateur et elle reçoit de la chaleur de son environnement (le contenu se réchauffe si on arrête cet appareil !). La