{"id":52510,"date":"2020-02-20T05:54:17","date_gmt":"2020-02-20T04:54:17","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/quest-ce-quotto-cycle-pv-ts-diagram-definition\/"},"modified":"2020-02-20T05:56:47","modified_gmt":"2020-02-20T04:56:47","slug":"quest-ce-quotto-cycle-pv-ts-diagram-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-quotto-cycle-pv-ts-diagram-definition\/","title":{"rendered":"Qu’est-ce qu’Otto Cycle – pV, Ts Diagram – Definition"},"content":{"rendered":"
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Cycle d’Otto – pV, diagramme de Ts.\u00a0Le cycle d’Otto est souvent trac\u00e9 sur un diagramme pression-volume (diagramme pV) et sur un diagramme temp\u00e9rature-entropie (diagramme Ts).\u00a0G\u00e9nie thermique<\/div>\n<\/div>\n
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Cycle Carnot – diagramme pV, Ts<\/h2>\n
\"Cycle<\/a>
Diagramme pV du cycle d’Otto.\u00a0La zone d\u00e9limit\u00e9e par la piste cyclable compl\u00e8te repr\u00e9sente le travail total pouvant \u00eatre effectu\u00e9 au cours d’un cycle.<\/figcaption><\/figure>\n

Le\u00a0cycle d’Otto<\/strong>\u00a0est souvent trac\u00e9 sur un diagramme pression-volume (diagramme\u00a0pV<\/strong>\u00a0) et sur un diagramme temp\u00e9rature-entropie (diagramme Ts).\u00a0Trac\u00e9s sur un diagramme de volume de pression, les\u00a0processus isochoriques<\/strong>\u00a0suivent les lignes isochoriques du gaz (les lignes verticales), les\u00a0processus adiabatiques se<\/strong>\u00a0d\u00e9placent entre ces lignes verticales et la zone d\u00e9limit\u00e9e par la piste cyclable compl\u00e8te repr\u00e9sente le travail total pouvant \u00eatre effectu\u00e9 pendant une journ\u00e9e. cycle.<\/p>\n

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Diagramme temp\u00e9rature-entropie (diagramme\u00a0<\/span>Ts<\/span><\/strong>\u00a0) dans lequel l’\u00e9tat thermodynamique est sp\u00e9cifi\u00e9 par un point sur un graphique avec une ou\u00a0<\/span>des entropies sp\u00e9cifiques<\/span><\/a>\u00a0comme axe horizontal et une temp\u00e9rature absolue (T) comme axe vertical.\u00a0Les diagrammes Ts sont un outil utile et courant, notamment parce qu’il permet de visualiser le transfert de chaleur au cours d’un processus.\u00a0Pour les processus r\u00e9versibles (id\u00e9aux), l’aire sous la courbe Ts d’un processus est la chaleur transf\u00e9r\u00e9e au syst\u00e8me pendant ce processus.<\/span><\/p>\n

\"Diagramme<\/a>
Pour les processus r\u00e9versibles (id\u00e9aux), l’aire sous la courbe Ts d’un processus est la chaleur transf\u00e9r\u00e9e au syst\u00e8me pendant ce processus.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n
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Processus isentropique<\/span><\/h2>\n

Un\u00a0<\/span>processus isentropique<\/span><\/strong><\/a>\u00a0est un\u00a0<\/span>processus thermodynamique<\/span><\/strong><\/a>\u00a0, dans lequel l’\u00a0<\/span>entropie<\/span><\/strong>\u00a0<\/a>du fluide ou du gaz reste constante.\u00a0Cela signifie que le\u00a0<\/span>processus isentropique<\/span><\/strong>\u00a0est un cas particulier d’un\u00a0<\/span>processus adiabatique<\/span><\/strong>\u00a0dans lequel il n’y a pas de transfert de chaleur ou de mati\u00e8re.\u00a0Il s’agit d’un\u00a0<\/span>processus adiabatique r\u00e9versible<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0L’hypoth\u00e8se d’absence de transfert de chaleur est tr\u00e8s importante, car nous ne pouvons utiliser l’approximation adiabatique que dans\u00a0<\/span>des processus tr\u00e8s rapides<\/span><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

Processus isentropique et premi\u00e8re loi<\/span><\/strong><\/p>\n

Pour un syst\u00e8me ferm\u00e9, on peut \u00e9crire la\u00a0<\/span>premi\u00e8re loi de la thermodynamique en termes d’enthalpie<\/span><\/a><\/strong>\u00a0:<\/span><\/p>\n

dH = dQ + Vdp<\/span><\/strong><\/p>\n

ou<\/span><\/strong><\/p>\n

dH = TdS + Vdp<\/span><\/strong><\/p>\n

Processus isentropique (dQ = 0):<\/span><\/strong><\/p>\n

dH = Vdp \u2192 W = H\u00a0<\/span><\/strong>2<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0– H\u00a0<\/span><\/strong>1<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u2192 H\u00a0<\/span><\/strong>2<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0– H\u00a0<\/span><\/strong>1<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0=\u00a0<\/span>C\u00a0<\/span><\/em><\/strong>p<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0(T\u00a0<\/span><\/em><\/strong>2<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0– T\u00a0<\/span><\/em><\/strong>1<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0) \u00a0\u00a0\u00a0<\/span><\/em><\/strong>\u00a0(pour\u00a0<\/span>le gaz parfait<\/span><\/a>\u00a0)<\/span><\/em><\/p>\n

Processus isentropique du gaz parfait<\/span><\/strong><\/p>\n

Le\u00a0<\/span>processus isentropique<\/span><\/strong>\u00a0(un cas particulier du processus adiabatique) peut \u00eatre exprim\u00e9 avec la\u00a0<\/span>loi du gaz parfait<\/span><\/strong><\/a>\u00a0comme:<\/span><\/p>\n

pV\u00a0<\/span>\u03ba<\/span><\/sup>\u00a0= constant<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

ou<\/span><\/p>\n

p\u00a0<\/span>1<\/span><\/sub>\u00a0V\u00a0<\/span>1\u00a0<\/span><\/sub>\u03ba<\/span><\/sup>\u00a0= p\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0V\u00a0<\/span>2\u00a0<\/span><\/sub>\u03ba<\/span><\/sup><\/strong><\/em><\/p>\n

dans laquelle\u00a0<\/span>\u03ba = c\u00a0<\/span>p<\/span><\/sub>\u00a0\/ c\u00a0<\/span>v<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0est le rapport des\u00a0chaleurs sp\u00e9cifiques<\/strong><\/a>\u00a0(ou\u00a0capacit\u00e9s calorifiques<\/strong>\u00a0) pour le gaz.\u00a0Un pour\u00a0une pression constante (c\u00a0<\/strong>p<\/sub><\/strong>\u00a0)<\/strong>\u00a0et un pour\u00a0un volume constant (c\u00a0<\/strong>v<\/sub><\/strong>\u00a0)<\/strong>\u00a0.\u00a0Notez que ce rapport\u00a0\u03ba\u00a0\u00a0<\/strong>= c\u00a0<\/strong>p<\/sub><\/strong>\u00a0\/ c\u00a0<\/strong>v<\/sub><\/strong>\u00a0est un facteur d\u00e9terminant la vitesse du son dans un gaz et d’autres processus adiabatiques.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Processus isotherme<\/span><\/h2>\n

Un\u00a0<\/span>processus isochore<\/span><\/strong><\/a>\u00a0est un processus thermodynamique, dans lequel le\u00a0<\/span>volume<\/span><\/strong>\u00a0du syst\u00e8me ferm\u00e9\u00a0<\/span>reste constant<\/span><\/strong>\u00a0(V = const).\u00a0Il d\u00e9crit le comportement du gaz \u00e0 l’int\u00e9rieur du conteneur, qui ne peut pas \u00eatre d\u00e9form\u00e9.\u00a0\u00c9tant donn\u00e9 que le volume reste constant, le transfert de chaleur dans ou hors du syst\u00e8me ne fonctionne pas avec le\u00a0<\/span>p\u2206V<\/span><\/a>\u00a0, mais modifie uniquement l’\u00a0<\/span>\u00e9nergie interne<\/span><\/strong><\/a>\u00a0(la temp\u00e9rature) du syst\u00e8me.<\/span><\/p>\n

Processus isochorique et premi\u00e8re loi<\/span><\/strong><\/p>\n

La forme classique de la\u00a0<\/span>premi\u00e8re loi de la thermodynamique<\/span><\/a>\u00a0est l’\u00e9quation suivante:<\/span><\/p>\n

dU = dQ – dW<\/span><\/strong><\/p>\n

Dans cette \u00e9quation, dW est \u00e9gal \u00e0\u00a0<\/span>dW = pdV<\/span><\/strong>\u00a0et est connu comme le\u00a0<\/span>travail<\/span><\/a>\u00a0aux\u00a0limites<\/a>\u00a0.\u00a0Alors:<\/span><\/p>\n

dU = dQ – pdV<\/span><\/strong><\/p>\n

Dans le\u00a0<\/span>processus isochore<\/span><\/strong>\u00a0et le\u00a0<\/span>gaz parfait<\/span><\/strong>\u00a0, toute la chaleur ajout\u00e9e au syst\u00e8me sera utilis\u00e9e pour augmenter l’\u00e9nergie interne.<\/span><\/p>\n

Processus isochorique (pdV = 0):<\/span><\/strong><\/p>\n

dU = dQ \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/span><\/strong>(pour le gaz parfait)<\/span><\/em><\/p>\n

dU = 0 = Q – W \u2192 W = Q \u00a0\u00a0<\/span>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/em><\/strong>(pour le gaz parfait)<\/span><\/em><\/p>\n

Processus isochorique du gaz parfait<\/span><\/strong><\/p>\n

Le\u00a0<\/span>processus isochore<\/span><\/strong>\u00a0peut s’exprimer avec la\u00a0<\/span>loi du gaz parfait<\/span><\/strong><\/a>\u00a0comme:<\/span><\/p>\n

\"processus<\/a><\/p>\n

ou<\/span><\/p>\n

\"processus<\/a><\/p>\n

Sur un\u00a0<\/span>diagramme pV<\/span><\/strong>\u00a0, le processus se produit le long d’une ligne horizontale qui a l’\u00e9quation V = constante.<\/span><\/p>\n

Voir aussi:\u00a0\u00a0<\/span>Loi de Guy-Lussac<\/span><\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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\"Processus<\/a>
Processus isentropique – principales caract\u00e9ristiques<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n
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\"Processus<\/a>
Processus isochorique – principales caract\u00e9ristiques<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n
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Comparaison des cycles Otto r\u00e9els et id\u00e9aux<\/span><\/h2>\n

\"Moteur<\/a>Dans cette section, il est montr\u00e9 un\u00a0<\/span>cycle Otto id\u00e9al<\/span><\/strong>\u00a0dans lequel il y a beaucoup d’\u00a0<\/span>hypoth\u00e8ses<\/span><\/strong>\u00a0diff\u00e9rentes du\u00a0<\/span>cycle Otto r\u00e9el<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Les principales diff\u00e9rences entre le moteur Otto r\u00e9el et id\u00e9al apparaissent sur la figure.\u00a0En r\u00e9alit\u00e9, le cycle id\u00e9al ne se produit pas et il y a de nombreuses pertes associ\u00e9es \u00e0 chaque processus.\u00a0Pour un cycle r\u00e9el, la forme du diagramme pV est similaire \u00e0 l’id\u00e9al, mais la zone (travail) entour\u00e9e par le diagramme pV est toujours inf\u00e9rieure \u00e0 la valeur id\u00e9ale.\u00a0Le cycle Otto id\u00e9al est bas\u00e9 sur les hypoth\u00e8ses suivantes:<\/span><\/p>\n