Quel est le processus cyclique – Définition

Processus cyclique

Un processus qui ramène un système à son état initial est appelé un processus cyclique . À la fin d’un cycle, toutes les propriétés ont la même valeur qu’au début. Pour un tel processus, l’ état final est le même que l’état initial et le changement total d’énergie interne doit donc être nul. La vapeur (eau) qui circule dans une boucle de refroidissement fermée subit un cycle. La première loi de la thermodynamique est alors:

dE _int = 0, dQ = dW

Ainsi, le travail net effectué au cours du processus doit correspondre exactement à la quantité nette d’énergie transférée sous forme de chaleur. Il faut noter que, selon la deuxième loi de la thermodynamique , toute la chaleur fournie à un cycle ne peut pas être transformée en une quantité égale de travail, une certaine perte de chaleur doit avoir lieu.

Exemple de processus cyclique – cycle de Brayton

Supposons le  cycle de Brayton idéal  qui décrit le fonctionnement d’un  moteur à chaleur à pression constante  . Les  moteurs à turbine à gaz et les  turboréacteurs modernes  suivent également le cycle de Brayton. Ce cycle comprend quatre processus thermodynamiques:

Le cycle de Brayton idéal se compose de quatre processus thermodynamiques. Deux processus isentropiques et deux processus isobares.

1. compression isentropique  – l’air ambiant est aspiré dans le compresseur, où il est mis sous pression (1 → 2). Le travail requis pour le compresseur est donné par  W _C  = H ₂  – H ₁ .
2. addition de chaleur isobare  – l’air comprimé traverse ensuite une chambre de combustion, où le combustible est brûlé et l’air ou un autre milieu est chauffé (2 → 3). Il s’agit d’un processus à pression constante, car la chambre est ouverte pour entrer et sortir. La chaleur nette ajoutée est donnée par  Q _add  = H ₃  – H ₂
3. expansion isentropique  – l’air chauffé sous pression se détend ensuite sur la turbine, cède son énergie. Le travail effectué par turbine est donné par  W _T  = H ₄  – H ₃
4. rejet de chaleur isobare  – la chaleur résiduelle doit être rejetée afin de fermer le cycle. La chaleur nette rejetée est donnée par  Q _re  = H ₄  – H ₁

Comme on peut le voir, nous pouvons décrire et calculer (par exemple l’ efficacité thermique ) de tels cycles (de même pour le  cycle de Rankine ) en utilisant des  enthalpies .

Voir aussi: Efficacité thermique du cycle de Brayton