{"id":46442,"date":"2019-10-22T07:20:15","date_gmt":"2019-10-22T06:20:15","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/quest-ce-que-la-thermodynamique-definition\/"},"modified":"2020-03-02T10:38:45","modified_gmt":"2020-03-02T09:38:45","slug":"quest-ce-que-la-thermodynamique-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-que-la-thermodynamique-definition\/","title":{"rendered":"Qu’est-ce que la thermodynamique – D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"
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La thermodynamique est la science qui traite de la production, du stockage, du transfert et de la conversion de l’\u00e9nergie.\u00a0La thermodynamique \u00e9tudie les effets du travail, de la chaleur et de l’\u00e9nergie sur un syst\u00e8me.\u00a0G\u00e9nie thermique<\/div>\n<\/div>\n
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Thermodynamique<\/h2>\n

\"thermodynamique<\/a>Une connaissance de la\u00a0thermodynamique<\/strong>\u00a0est essentielle pour\u00a0les ing\u00e9nieurs nucl\u00e9aires<\/strong>\u00a0, qui traitent\u00a0des r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires<\/a>\u00a0.\u00a0Une\u00a0centrale nucl\u00e9aire<\/strong><\/a>\u00a0(centrale nucl\u00e9aire) ressemble \u00e0 une centrale thermique standard \u00e0 une exception pr\u00e8s.\u00a0La source de chaleur dans la centrale nucl\u00e9aire est un\u00a0r\u00e9acteur nucl\u00e9aire<\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0Comme il est typique dans de nombreuses centrales thermiques conventionnelles, la chaleur est utilis\u00e9e pour g\u00e9n\u00e9rer de la vapeur qui entra\u00eene une\u00a0turbine \u00e0 vapeur<\/strong>\u00a0connect\u00e9e \u00e0 un\u00a0g\u00e9n\u00e9rateur<\/strong>\u00a0qui produit de l’\u00e9lectricit\u00e9.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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La thermodynamique<\/strong>\u00a0est la science qui traite de la production, du stockage, du transfert et de la conversion de l’\u00e9nergie.\u00a0Il \u00e9tudie les effets du\u00a0travail<\/a>\u00a0, de la\u00a0chaleur<\/a>\u00a0et de l’\u00a0\u00e9nergie<\/a>\u00a0sur un syst\u00e8me.\u00a0Bien qu\u2019il s\u2019agisse d\u2019un\u00a0sujet tr\u00e8s vaste<\/strong>\u00a0qui touche la plupart des domaines scientifiques, y compris la biologie et la micro\u00e9lectronique, nous nous int\u00e9resserons principalement aux observations \u00e0 grande \u00e9chelle.\u00a0Les interactions \u00e0 petite \u00e9chelle seront d\u00e9crites dans la th\u00e9orie cin\u00e9tique des gaz.Historiquement, la\u00a0thermodynamique<\/strong>\u00a0est n\u00e9e\u00a0au 19\u00e8me si\u00e8cle, alors<\/strong>\u00a0que les scientifiques d\u00e9couvraient pour la premi\u00e8re fois comment construire et utiliser\u00a0des moteurs \u00e0 vapeur<\/strong>\u00a0.\u00a0C’est notamment gr\u00e2ce aux travaux du physicien fran\u00e7ais Nicolas L\u00e9onard Sadi Carnot, qui introduisirent le concept de\u00a0cycle de moteur thermique<\/strong>\u00a0et le principe de r\u00e9versibilit\u00e9 en 1824. Le physicien \u00e9cossais Lord Kelvin fut le premier \u00e0 formuler une d\u00e9finition concise de la thermodynamique en 1854. Les travaux de Carnot port\u00e8rent sur limitations de la quantit\u00e9 maximale de travail pouvant \u00eatre obtenue avec une machine \u00e0 vapeur fonctionnant avec un transfert de chaleur \u00e0 haute temp\u00e9rature comme force motrice.\u00a0Les ann\u00e9es suivantes, les\u00a0lois de la thermodynamique<\/strong>\u00a0ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9es.\u00a0Thermodynamique<\/strong>est principalement bas\u00e9 sur un ensemble de\u00a0quatre lois<\/strong>\u00a0qui sont\u00a0universellement valables<\/strong>\u00a0lorsqu’ils sont\u00a0appliqu\u00e9s aux syst\u00e8mes qui rel\u00e8vent des contraintes qu’implique chacun.<\/p>\n

\"thermodynamique<\/a>
Rankine Cycle – La thermodynamique en tant que science de la conversion d’\u00e9nergie<\/figcaption><\/figure>\n

La thermodynamique<\/strong>\u00a0est \u00e0 la fois une branche de la\u00a0physique<\/strong>\u00a0et une\u00a0science de l’ing\u00e9nieur<\/strong>\u00a0.\u00a0Le physicien<\/strong>\u00a0cherche normalement \u00e0 acqu\u00e9rir une\u00a0compr\u00e9hension fondamentale<\/strong>\u00a0du comportement physique et chimique de quantit\u00e9s fixes de mati\u00e8re au repos et utilise les lois de la thermodynamique pour relier les propri\u00e9t\u00e9s de la mati\u00e8re.\u00a0Les ing\u00e9nieurs<\/strong>\u00a0s’int\u00e9ressent g\u00e9n\u00e9ralement \u00e0 l\u2019\u00e9tude\u00a0des syst\u00e8mes \u00e9nerg\u00e9tiques<\/strong>\u00a0et de la mani\u00e8re dont ils interagissent avec leur environnement.\u00a0Pour faciliter cela, les ing\u00e9nieurs ont \u00e9largi le sujet de la thermodynamique \u00e0 l’\u00e9tude des\u00a0syst\u00e8mes ouverts<\/strong><\/a>\u00a0, dans lesquels la chaleur, le travail et la masse peuvent \u00eatre dirig\u00e9s dans le volume de contr\u00f4le.<\/p>\n

Notre objectif ici sera d\u2019introduire la\u00a0thermodynamique en tant que science de la conversion d\u2019\u00e9nergie<\/strong>\u00a0, afin de pr\u00e9senter certains des concepts et d\u00e9finitions fondamentaux utilis\u00e9s dans l\u2019\u00e9tude de la\u00a0thermodynamique technique<\/strong>\u00a0.\u00a0Ces concepts et d\u00e9finitions fondamentaux seront ensuite appliqu\u00e9s aux syst\u00e8mes \u00e9nerg\u00e9tiques et enfin aux\u00a0centrales thermiques<\/strong>\u00a0ou\u00a0\u00a0nucl\u00e9aires<\/strong>\u00a0.<\/p>\n

\"Description<\/a>
Principales caract\u00e9ristiques des centrales nucl\u00e9aires \u00e0 r\u00e9acteur de type PWR (r\u00e9acteur \u00e0 eau sous pression).<\/figcaption><\/figure>\n

Une\u00a0centrale nucl\u00e9aire<\/strong><\/a>\u00a0typique\u00a0a une capacit\u00e9 de production \u00e9lectrique de\u00a01000 MWe<\/strong>\u00a0.\u00a0La source de chaleur dans la centrale nucl\u00e9aire est un\u00a0r\u00e9acteur nucl\u00e9aire<\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0Comme dans toutes les centrales thermiques classiques, la chaleur est utilis\u00e9e pour g\u00e9n\u00e9rer de la vapeur qui entra\u00eene une\u00a0turbine \u00e0 vapeur<\/strong>\u00a0connect\u00e9e \u00e0 un g\u00e9n\u00e9rateur qui produit de l’\u00e9lectricit\u00e9.\u00a0Les turbines sont des moteurs thermiques et sont soumises aux limitations de rendement impos\u00e9es par la\u00a0deuxi\u00e8me loi de la thermodynamique<\/strong>\u00a0.\u00a0Dans les centrales nucl\u00e9aires modernes, l’efficacit\u00e9 thermodynamique globale est d’environ\u00a0un tiers<\/strong>\u00a0(33%). Il faut donc\u00a03000 MWth<\/strong>\u00a0d’\u00e9nergie thermique issue de la r\u00e9action de fission pour g\u00e9n\u00e9rer\u00a01000 MWe.<\/strong>\u00a0de puissance \u00e9lectrique.<\/p>\n

Dans les sections suivantes ,\u00a0nous traiterons le probl\u00e8me, comment\u00a0transformer l’\u00e9nergie thermique<\/strong>\u00a0g\u00e9n\u00e9r\u00e9e \u00e0 l’\u00a0int\u00e9rieur du r\u00e9acteur dans l’\u00a0\u00e9nergie \u00e9lectrique<\/strong>\u00a0d’une\u00a0fa\u00e7on plus efficace<\/strong>\u00a0.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Lois de la thermodynamique<\/span><\/h2>\n

Il existe\u00a0<\/span>quatre lois de la thermodynamique<\/span><\/strong>\u00a0qui d\u00e9finissent les grandeurs physiques fondamentales (temp\u00e9rature, \u00e9nergie et entropie) et qui caract\u00e9risent les syst\u00e8mes thermodynamiques \u00e0 l’\u00a0<\/span>\u00e9quilibre thermique<\/span><\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0Celles-ci sont consid\u00e9r\u00e9es comme l’une des lois les plus importantes de toute la physique.\u00a0Les lois sont les suivantes:<\/span><\/p>\n

Loi de Zeroth de la thermodynamique:<\/span><\/strong><\/a><\/p>\n

Si deux syst\u00e8mes sont tous deux en \u00e9quilibre thermique avec un troisi\u00e8me, alors ils sont en \u00e9quilibre thermique l’un avec l’autre. \u00a0<\/span><\/em><\/p>\n

Cette loi fournit une d\u00e9finition et une m\u00e9thode de d\u00e9finition des temp\u00e9ratures, peut-\u00eatre la propri\u00e9t\u00e9 intensive la plus importante d’un syst\u00e8me lorsqu’il s’agit de probl\u00e8mes de conversion d’\u00e9nergie thermique.<\/span><\/p>\n

Premi\u00e8re loi de la thermodynamique:<\/span><\/strong><\/a><\/p>\n

L’augmentation de l’\u00e9nergie interne d’un syst\u00e8me ferm\u00e9 est \u00e9gale \u00e0 la chaleur fournie au syst\u00e8me moins le travail effectu\u00e9 par celui-ci. \u00a0<\/span><\/em><\/p>\n

Cette loi est le\u00a0<\/span>principe de conservation de l’\u00e9nergie<\/span><\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0C’est la loi la plus importante pour l’analyse de la plupart des syst\u00e8mes et celle qui quantifie la fa\u00e7on dont l’\u00e9nergie thermique est\u00a0<\/span>transform\u00e9e en<\/span><\/strong>\u00a0d’autres\u00a0<\/span>formes d’\u00e9nergie<\/span><\/a>\u00a0.\u00a0Il s’ensuit que les machines \u00e0 mouvement perp\u00e9tuel du premier type sont impossibles.<\/span><\/p>\n

Deuxi\u00e8me loi de la thermodynamique:<\/span><\/strong><\/a><\/p>\n

L’entropie de tout syst\u00e8me isol\u00e9 ne diminue jamais.\u00a0Dans un processus thermodynamique naturel, la somme des entropies des syst\u00e8mes thermodynamiques en interaction augmente. \u00a0<\/span><\/em><\/p>\n

Cette loi indique l’\u00a0<\/span>irr\u00e9versibilit\u00e9<\/span><\/strong>\u00a0des\u00a0<\/span>processus naturels<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0<\/span>Les processus r\u00e9versibles<\/span><\/a>\u00a0sont une fiction th\u00e9orique utile et pratique, mais ne se produisent pas dans la nature.\u00a0De cette loi d\u00e9coule qu’il est impossible de construire un dispositif qui fonctionne sur un cycle et dont le seul effet est le transfert de chaleur d’un corps plus froid vers un corps plus chaud.\u00a0Il s’ensuit que les machines \u00e0 mouvement perp\u00e9tuel du deuxi\u00e8me type sont impossibles.<\/span><\/p>\n

Troisi\u00e8me loi de la thermodynamique:<\/span><\/strong><\/a><\/p>\n

L’entropie d’un syst\u00e8me se rapproche d’une valeur constante lorsque la temp\u00e9rature approche du z\u00e9ro absolu.<\/span><\/em><\/p>\n

Bas\u00e9e sur des preuves empiriques, cette loi stipule que l’\u00a0<\/span>entropie<\/span><\/a>\u00a0d’une substance cristalline pure est nulle<\/span><\/strong>\u00a0au\u00a0z\u00e9ro\u00a0<\/strong><\/span>absolu de la temp\u00e9rature<\/span><\/strong>\u00a0, 0 K et qu’il est impossible, par quelque proc\u00e9d\u00e9 que ce soit, id\u00e9alis\u00e9, de r\u00e9duire la temp\u00e9rature d’un syst\u00e8me au z\u00e9ro absolu en un nombre fini d’\u00e9tapes.\u00a0Cela nous permet de d\u00e9finir un point z\u00e9ro pour l’\u00e9nergie thermique d’un corps.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Version populaire des lois de la thermodynamique<\/span><\/h2>\n

0. Vous devez jouer au jeu.<\/span><\/strong><\/p>\n

1. Vous ne pouvez pas gagner;\u00a0vous pouvez seulement atteindre le seuil de rentabilit\u00e9.<\/span><\/strong><\/p>\n

2. Vous ne pouvez atteindre le point d’\u00e9quilibre qu’au z\u00e9ro absolu.<\/span><\/strong><\/p>\n

3. Vous ne pouvez pas atteindre le z\u00e9ro absolu.<\/span><\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Propri\u00e9t\u00e9s \u00e9tendues – Propri\u00e9t\u00e9s intesives<\/span><\/h2>\n<\/div>\n<\/div>\n
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