Isochore BC. Le gaz est transféré de la source chaude vers la source froide.
Bilan énergétique :
On suppose que le cycle est reversible et que le gaz de transfert est parfait. On pose N le nombre de particules du gaz et k la constante de Boltzmann. L'équation d'état du gaz est : p.V = N.k.T ;
Compression isotherme CD : T est constante donc dU = 0 et dW = p.dV.
Par intégration, on tire Wcd = N.k Tc.ln(Vd / Vc) = - N.k Tc.ln(Vb / Va)
Réchauffement isochore DA : V = Cte donc Wda = 0.
Dilatation isotherme AB : T est constante donc dU = 0 et dW = p.dV.
Par intégration, on tire Wab = N.k Tc.ln(Vb / Va)
Réfroidissement isochore BC : V = Cte donc Wbc = 0.
Bilan Global :
Energie interne : ΔU = 0. (Processus cyclique reversible)
Travail : W = Wab + Wbc + Wcd + Wda = N.k.(Ta − Tc).ln(Vb/Va) >0. C'est un cycle moteur.
Rendement : η = 1 − Tc / Ta.
En parcourant le cycle dans l'autre sens, le système fonctionne en pompe à chaleur (fourniture de chaleur à la source chaude) ou en réfrigérateur (extraction de chaleur à la source froide).
Utilisation :
Au moyen des boîtes de saisie actives modifier (avec des valeurs raisonnables) les valeurs des paramètres Ta (K), Va (litre), Pa (Atmosphère), Vb et Tc. Valider la dernière valeur saisie.
Le programme refuse des valeurs de Ta inférieures à Tc et des valeurs de Vb inférieures à Va. (En cas de saisie de ce type, on reprend les valeurs par défaut).
Les boîtes de saisie inactives affichent les valeurs calculées de Pb, Vc, Pc, Vd et Pd.
Les boutons radio permettent de choisir le sens du cycle (fonctionnement en moteur ou en pompe à chaleur) .
L'enfoncement du bouton droit de la souris arrête l'animation ; son relâchement commande sa reprise. |