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Cycle de Stirling

Posté par
Lantean
22-03-21 à 05:57

Bonjour,

Je bloque sur une question de TP.
On doit étudier un moteur Stirling sur lequel on nous demande de mesurer le travail W, ainsi que les températures des sources froide et chaude T_f et T_c.
Je calcule donc l'aire du cycle par l'ordinateur à disposition. Je connais donc le travail.
Notez que c'est les seules mesures qui doivent être prises.
On nous demande ensuite d'en déduire l'efficacité du cycle réel, que je sais être  \xi= -W/Q_c Avec Q_c la chaleur transféré avec la source chaude. Après de bien nombreux essais, je n'arrive pas à calculer la chaleur.
Il faut partir des deux premiers principes de la thermodynamique mais il faudrait une autre équation pour pouvoir connaître la chaleur.

Merci d'avance pour votre aide,

Lantean

Posté par
gts2
re : Cycle de Stirling 22-03-21 à 08:29

Bonjour,

Il doit y avoir d'autres mesures ou des données, sinon il est impossible de calculer Q.

Posté par
Lantean
re : Cycle de Stirling 22-03-21 à 08:55

Merci pour votre réponse,

J'ai pensé à calculer les volumes pour extraire la quantité de matière n pour pouvoir obtenir la chaleur, car j'ai montré que Qc=-Wb avec le Wb le travail fourni lors de la détente isotherme

Posté par
Lantean
re : Cycle de Stirling 22-03-21 à 08:55

Mais je n'ai pas ces mesures...

Posté par
gts2
re : Cycle de Stirling 22-03-21 à 09:08

Citation :
j'ai montré que Qc=-Wb

Cela c'est en théorie, mais ici c'est un TP, donc il faut partir des mesures.
Si vous regardez votre cycle, je suppose que vous ne voyez pas vraiment d'isotherme.

Citation :
Notez que c'est les seules mesures qui doivent être prises.


Si c'est bien le cas, il doit y avoir des données dans le texte de TP.

Posté par
Lantean
re : Cycle de Stirling 25-03-21 à 10:09

Merci pour votre réponse,

Après renseignements il faut simplifier la chaleur,  le but étant de calculer le rendement. Pour rappel le rendement  \eta s'écrit \eta=\frac{W_{théorique}/Q_c}{W_{reel}}Le problème est qu'il faut maintenant calculer W_{réel}, ce que je ne sais pas faire.

Merci de me lire,

Lantean

Posté par
gts2
re : Cycle de Stirling 25-03-21 à 10:27

Bonjour,

Ok, donc ce n'est pas le rendement au sens rendement de Carnot, mais rendement au sens pratique/théorique, réel/idéal.

Remarques :
- votre définition est à l'envers ? J'aurai tendance à dire =W(réel)/W(idéal)
- le travail réel vous l'avez, c'est l'aire mesurée expérimentalement
- travail idéal, c'est l'aire du cycle idéal avec deux isothermes  et deux isochores, vous devez avoir dans les données, les volumes min max, ou vous prenez les extrémités de votre diagramme réel
- Qc dans votre expression de est une faute de frappe ? Sinon ce n'est pas homogène.    

Posté par
Lantean
re : Cycle de Stirling 25-03-21 à 10:35

Alors,

Il s'agit bien d'une faute de frappe, surtout qu'on ne peut simplifier sinon, et la définition est à l'envers, pardon pour ça.
J'aurais bien fait comme vous, mais mon encadrant de TP me dit qu'on peut le calculer de manière théorique. Je dois malheureusement ajouter que je n'ai pas les données Vmin et Vmax.
Je ne connais que les températures Tc et Tf.

Pensez-vous qu'il peut y avoir d'autres moyens ?

Merci pour votre aide

Posté par
gts2
re : Cycle de Stirling 25-03-21 à 10:41

Les données Vmin et Vmax sont les abscisses maxi et mini de votre graphe PV expérimental. Les températures sont connues, donc vous connaissez le cycle idéal.

Votre encadrant vous dit qu'on peut calculer de manière théorique quoi : le rendement, Vmin, Vmax ?
Avez-vous déjà fait le calcul du Stirling idéal ?

Posté par
Lantean
re : Cycle de Stirling 25-03-21 à 10:51

Il parle du rendement.
J'ai calculé l'efficacité d'un cycle théorique,  \xi_{théorique}= 1 - \frac{Tf}{Tc}

c'est ce que vous voulez dire ?

Posté par
gts2
re : Cycle de Stirling 25-03-21 à 10:54

En rouge le cycle théorique.

Cycle de Stirling

Posté par
gts2
re : Cycle de Stirling 25-03-21 à 11:03

Je ne comprends pas trop : vous ne pouvez pas calculer un rendement réel de manière théorique : le réel c'est vos données. Si vous pouviez calculer ce rendement de manière théorique, à quoi servirait les mesures ?

Posté par
Lantean
re : Cycle de Stirling 25-03-21 à 11:32

Je pense faire ainsi alors, après tout un TP laisse une certaine liberté. Je vais m'occuper de ça et je reviens vers vous si j'ai des problèmes.

Merci pour votre aide,

Lantean

Posté par
gts2
re : Cycle de Stirling 25-03-21 à 11:35

Bonjour,

Vous avez calculé l'efficacité théorique, donc à un moment donné, vous avez bien calculé le travail, donc vous connaissez le travail théorique.

Posté par
Lantean
re : Cycle de Stirling 25-03-21 à 12:04

Non, j'ai pu la déduire grâce à la formule, \xi_{théorique}= 1 - \frac{Tf}{Tc}, ce qui ne me donne pas le travail pour autant

Posté par
gts2
re : Cycle de Stirling 25-03-21 à 12:11

Je ne comprends pas trop : vous dites :
d'abord : "J'ai calculé l'efficacité d'un cycle théorique"  
et maintenant : "J'ai pu la déduire grâce à la formule, \xi_{théorique}= 1 - \frac{Tf}{Tc}"
Donc vous ne l'avez pas calculé ?

Sinon, si vous connaissez le rendement  \xi= -W/Q_c, il est relativement facile de calculer Qc (transfert thermique sur une isotherme), donc vous avez W.



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