Physique · Glossaire

Qu'est-ce que « Cycle de Carnot » ?

Définition 24.8 Physique universitaire — 1re année · Chapitre 24 — Moteurs et machines thermiques

Le cycle de Carnot est le cycle ditherme réversible : deux isothermes réversibles, à ThT_h (au contact de la source chaude) et à TcT_c (au contact de la source froide), reliées par deux adiabatiques réversibles (isentropiques, sans contact avec aucune source). Parcouru dans le sens horaire dans le plan (V,P)(V, P), c’est un moteur ; dans l’autre sens, un réfrigérateur ou une pompe à chaleur. Dans le diagramme entropique, c’est un rectangle.

Le cycle de Carnot d’un gaz parfait. À gauche : dans le diagramme de Clapeyron, deux isothermes et deux adiabatiques (plus raides), parcourues dans le sens horaire ; l’aire enclose est le travail fourni. À droite : le même cycle dans le diagramme entropique est un rectangle de hauteur T_h - T_c et de largeur Q_h/T_h ; son aire vaut encore -W, et le rapport de cette aire à celle sous le côté supérieur, Q_h, vaut 1 - T_c/T_h à vue. Le cycle de Carnot d’un gaz parfait. À gauche : dans le diagramme de Clapeyron, deux isothermes et deux adiabatiques (plus raides), parcourues dans le sens horaire ; l’aire enclose est le travail fourni. À droite : le même cycle dans le diagramme entropique est un rectangle de hauteur T_h - T_c et de largeur Q_h/T_h ; son aire vaut encore -W, et le rapport de cette aire à celle sous le côté supérieur, Q_h, vaut 1 - T_c/T_h à vue.
Le cycle de Carnot d’un gaz parfait. À gauche : dans le diagramme de Clapeyron, deux isothermes et deux adiabatiques (plus raides), parcourues dans le sens horaire ; l’aire enclose est le travail fourni. À droite : le même cycle dans le diagramme entropique est un rectangle de hauteur ThTcT_h - T_c et de largeur Qh/ThQ_h/T_h ; son aire vaut encore W-W, et le rapport de cette aire à celle sous le côté supérieur, QhQ_h, vaut 1Tc/Th1 - T_c/T_h à vue.
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