Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Moteur thermique
Bonjour à tous.
J'ai un petit problème avec cet exercice :
Un inventeur affirme avoir fabriqué une machine qui, lorsqu'elle consomme 108J à partir de fioul, rejète 25.106J sous forme de chaleur dans l'atmosphère et produit une énergie de 23.7kWh. Est-il judicieux que vous investissiez dans cette machine ?
Je ne vois pas par quoi commencer, j'ai du mal à écrire une équation à partir des données. Je dirai pour l'instant que 
U= 23.7kWh et puis il doit y avoir un terme de 108-25.106 mais je n'arrive pas à faire le lien. Quelqu'un pourrait-il m'aider svp ?
Merci d'avance
Bonsoir,
Juste un conseil préliminaire : commencer par réfléchir à la situation plutôt que de chercher la "bonne formule" ou la "bonne équation".
Commence par convertir les kWh en joules. C'est à mon avis la seule "difficulté" de l'exercice. Je mets des " " car cette "difficulté" est du niveau classe de troisième, pas du niveau licence !
Je crois que tu y verras plus clair ensuite et pourras facilement calculer le rendement. Tu pourras alors conclure.
Oui pour la conversion pas de soucis. Donc le rendement c'est -W/Qc
Avec W le travail fournit par la machine donc ici c'est les 8532.104J d'energie produite et pour le Q je fais la somme de ce qui est consommé donc les 108J de fioul et les 25.106J rejeté sous forme de chaleur c'est ça ?
Juste un conseil préliminaire : commencer par réfléchir à la situation plutôt que de chercher la "bonne formule" ou la "bonne équation".
Je n'ai manifestement pas été compris... Enfin : si tu veux une "FORMULE" bien utile sur les machines thermodynamiques qui est valide pour les moteurs, les pompes à chaleurs, les réfrigérateurs, la voici : l'efficacité thermodynamique (que l'on peut appeler "rendement" s'il s'agit d'un moteur ou "facteur de performance" dans les deux autres cas) est donnée par :
Ici, la quantité utile est l'énergie produite pas le moteur : 23,7kWh=8,53.107J
La quantité coûteuse est évidemment la consommation en carburant : 108J
D'où le rendement :
Ce rendement est extrêmement élevé : environ le double de ceux obtenus actuellement.
Mais, et c'est sans doute là que ton professeur veut t'amener : un tel rendement est impossible à obtenir avec un moteur ditherme. Tu as sûrement étudié le rendement maximum d'un moteur échangeant de la chaleur avec deux sources de chaleur : une source chaude de température Tc et une source froide de température Tf. Le théorème de Carnot sur les moteurs dithermes conduit à :
La source froide est en général l'air ambiant de température de l'ordre de 290K. Calcule la valeur minimale que devrait avoir Tc pour obtenir un rendement de 85,3% et tire la conclusion...
pour le Q je fais la somme ?
Tu tombes dans le piège classique que la formule que je t'ai donnée permet d'éviter. la quantité utile est la valeur absolue du travail soit (-W) . La quantité coûteuse est uniquement la quantité de chaleur fournie à la source chaude. La quanité Qf est en général perdue dans l'air ambiant. On a donc :
Merci pour toutes ces précisions. Donc en effet quand je calcule Tc je trouve Tc
1660℃ ce qui est impossible à obtenir donc cela veut dire qu'il y a des pertes de chaleur représentées par les 25.106J après on peut pas vraiment dire si cette machine est intéressante ou non. Mais je ne me sers nulle part de cette valeur de perte d'énergie ?
Mais je ne me sers nulle part de cette valeur de perte d'énergie ?
Effectivement : elle n'intervient pas dans les calculs du rendement mais tu as bien fait de poser la question : je viens de réaliser qu'il y a une autre excellente raison pour traiter cet inventeur de "charlot" :
Applique le premier principe de la thermo sur le cycle :
QF correspondant à une quantité perdue QF=-25.106J ;
QC + QF = 108 - 25.106 = 75.106J ; soit -W = 75.106J
Il est donc impossible qu'un moteur, en consommant 108J et en rejetant 25.106J, fournisse plus de 75.106J soit plus de 20,8kWh.
Annuler
connectez vous