{"id":52687,"date":"2020-02-24T11:06:15","date_gmt":"2020-02-24T10:06:15","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/quest-ce-quun-processus-thermodynamique-definition\/"},"modified":"2020-02-24T12:03:24","modified_gmt":"2020-02-24T11:03:24","slug":"quest-ce-quun-processus-thermodynamique-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-quun-processus-thermodynamique-definition\/","title":{"rendered":"Qu’est-ce qu’un processus thermodynamique? D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"
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Un processus thermodynamique est d\u00e9fini comme le passage d’un macrostate \u00e0 l’\u00e9quilibre \u00e0 un autre. La connaissance des processus thermodynamiques est de la plus haute importance pour les ing\u00e9nieurs. G\u00e9nie thermique<\/div>\n<\/div>\n
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Processus thermodynamiques<\/span><\/h2>\n

\"Processus<\/a>Un\u00a0<\/span>processus thermodynamique<\/span><\/strong>\u00a0est d\u00e9fini comme un changement d’un macrostate d’\u00e9quilibre \u00e0 un autre macrostate.\u00a0Les\u00a0\u00e9tats\u00a0<\/strong><\/span>initial<\/span><\/strong>\u00a0et\u00a0<\/span>final<\/span><\/strong>\u00a0sont les \u00e9l\u00e9ments d\u00e9terminants du processus.\u00a0Au cours d’un tel processus, un syst\u00e8me part d’un\u00a0<\/span>\u00e9tat initial i<\/span><\/strong>\u00a0, d\u00e9crit par une\u00a0<\/span>pression p\u00a0<\/span>i<\/span><\/sub><\/a><\/strong>\u00a0, un\u00a0<\/span>volume V\u00a0<\/span>i<\/span><\/sub><\/a><\/strong>\u00a0et une\u00a0<\/span>temp\u00e9rature T\u00a0<\/span>i<\/span><\/sub><\/a><\/strong>\u00a0, passe par diff\u00e9rents\u00a0<\/span>\u00e9tats quasi statiques<\/span><\/strong>\u00a0jusqu’\u00e0 un\u00a0<\/span>\u00e9tat final f<\/span><\/strong>\u00a0, d\u00e9crit par une\u00a0<\/span>pression p\u00a0<\/span>f<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0, a\u00a0<\/span>le volume V\u00a0<\/span>f<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0et une\u00a0<\/span>temp\u00e9rature T\u00a0<\/span>f<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0.\u00a0Dans ce processus<\/span>l’\u00e9nergie<\/span><\/a>\u00a0peut \u00eatre transf\u00e9r\u00e9e sous forme ou dans le syst\u00e8me et le\u00a0<\/span>travail<\/span><\/a>\u00a0peut\u00a0\u00e9galement\u00a0\u00eatre effectu\u00e9 par ou sur le syst\u00e8me.\u00a0Un exemple de processus thermodynamique est l’augmentation de la pression d’un gaz tout en maintenant une temp\u00e9rature constante.\u00a0Dans la section suivante, il existe des exemples de processus thermodynamiques qui sont de la plus haute importance dans l’ing\u00e9nierie des\u00a0<\/span>moteurs thermiques<\/span><\/a>\u00a0.<\/span><\/p>\n<\/div>\n

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Types de processus thermodynamiques<\/span><\/h2>\n<\/div>\n<\/div>\n
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Processus r\u00e9versible<\/span><\/h2>\n

En thermodynamique, un\u00a0<\/span>processus r\u00e9versible<\/span><\/strong>\u00a0est d\u00e9fini comme un processus qui peut \u00eatre\u00a0<\/span>invers\u00e9<\/span><\/strong>\u00a0en induisant\u00a0<\/span>des changements infinit\u00e9simaux<\/span><\/strong>\u00a0\u00e0 certaines propri\u00e9t\u00e9s du syst\u00e8me et, ce faisant, ne laisse aucun changement ni dans le syst\u00e8me ni dans l’environnement.\u00a0Pendant le processus r\u00e9versible, l’\u00a0<\/span>entropie<\/span><\/strong><\/a>\u00a0du syst\u00e8me\u00a0<\/span>n’augmente pas<\/span><\/strong>\u00a0et le syst\u00e8me est en\u00a0<\/span>\u00e9quilibre thermodynamique<\/span><\/a>\u00a0avec son environnement.<\/span><\/p>\n

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Processus irr\u00e9versible<\/span><\/h2>\n

En thermodynamique, un\u00a0<\/span>processus irr\u00e9versible<\/span><\/strong>\u00a0est d\u00e9fini comme un processus qui ne peut pas \u00eatre invers\u00e9, processus, qui ne peut pas remettre \u00e0 la fois le syst\u00e8me et l’environnement dans leurs conditions d’origine.<\/span><\/p>\n

Pendant le\u00a0<\/span>processus irr\u00e9versible,<\/span><\/strong>\u00a0l’\u00a0<\/span>entropie<\/span><\/strong><\/a>\u00a0du syst\u00e8me\u00a0<\/span>augmente<\/span><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

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

Un processus qui ram\u00e8ne finalement un syst\u00e8me \u00e0 son \u00e9tat initial est appel\u00e9\u00a0<\/span>processus cyclique<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0\u00c0 la fin d’un cycle, toutes les propri\u00e9t\u00e9s ont la m\u00eame valeur qu’au d\u00e9but.\u00a0Pour un tel processus, l’\u00a0<\/span>\u00e9tat final<\/span><\/strong>\u00a0est le\u00a0<\/span>m\u00eame que l’\u00e9tat initial<\/span><\/strong>\u00a0, et donc le\u00a0changement d’\u00a0<\/span>\u00e9nergie interne total<\/span><\/strong><\/a>\u00a0doit \u00eatre nul.<\/span><\/p>\n

Il faut noter que, selon la\u00a0<\/span>deuxi\u00e8me loi de la thermodynamique<\/span><\/a><\/strong>\u00a0, toute la chaleur fournie \u00e0 un cycle ne peut pas \u00eatre transform\u00e9e en une quantit\u00e9 \u00e9gale de travail, une certaine\u00a0<\/span>r\u00e9jection de chaleur<\/span><\/strong>\u00a0doit avoir lieu.\u00a0Le\u00a0<\/span>rendement thermique<\/span><\/strong><\/a>\u00a0,\u00a0<\/span>\u03b7\u00a0<\/span><\/em><\/strong>e<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0, d’un moteur thermique en\u00a0tant que rapport du\u00a0<\/span>travail<\/span><\/a>\u00a0qu’il fait,\u00a0<\/span>W<\/span><\/strong>\u00a0, \u00e0 la\u00a0<\/span>chaleur<\/span><\/a>\u00a0d’ entr\u00e9e \u00e0 la temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e, Q\u00a0<\/span>H<\/span><\/sub>\u00a0.\u00a0\u00a0<\/span>\u03b7\u00a0<\/span><\/em>e<\/span><\/sub><\/em>\u00a0\u00a0= W \/ Q\u00a0<\/span>H<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Voir aussi:\u00a0<\/span>Processus r\u00e9versible<\/span><\/a><\/p>\n

Voir aussi:\u00a0<\/span>Processus irr\u00e9versible<\/span><\/a><\/p>\n

Voir aussi:\u00a0<\/span>Processus cyclique<\/span><\/a><\/p>\n

\"Expansion<\/a>
Le processus isentropique est un cas particulier des processus adiabatiques.\u00a0Il s’agit d’un processus adiabatique r\u00e9versible.\u00a0Un processus isentropique peut \u00e9galement \u00eatre appel\u00e9 un processus d’entropie constante.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n
\"Processus<\/a>
Un processus qui ram\u00e8ne finalement un syst\u00e8me \u00e0 son \u00e9tat initial est appel\u00e9 processus cyclique.<\/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>\u00a0, dans lequel l’\u00a0<\/span>entropie<\/span><\/strong><\/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.\u00a0Un\u00a0<\/span>processus isentropique<\/span><\/strong>\u00a0peut \u00e9galement \u00eatre appel\u00e9 un processus d’entropie constante.\u00a0En ing\u00e9nierie, un tel processus id\u00e9alis\u00e9 est tr\u00e8s utile pour la comparaison avec des processus r\u00e9els.<\/span><\/p>\n

Voir aussi: Processus isentropique<\/a><\/span><\/p>\n<\/div>\n

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

Diagramme PV d’une expansion isentropique de l’h\u00e9lium (3 \u2192 4) dans une turbine \u00e0 gaz.<\/span><\/p>\n

 <\/p>\n

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

Un\u00a0<\/span>processus adiabatique<\/span><\/strong><\/a>\u00a0est un\u00a0<\/span>processus thermodynamique<\/span><\/a>\u00a0, dans lequel il n’y a\u00a0<\/span>pas de transfert de chaleur<\/span><\/strong>\u00a0dans ou hors du syst\u00e8me (Q = 0).\u00a0Le syst\u00e8me peut \u00eatre consid\u00e9r\u00e9 comme\u00a0<\/span>parfaitement isol\u00e9<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Dans un processus adiabatique, l’\u00e9nergie n’est transf\u00e9r\u00e9e que sous forme de travail.\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.\u00a0Dans ces processus rapides, il n’y a pas assez de temps pour que le transfert d’\u00e9nergie sous forme de chaleur ait lieu vers ou depuis le syst\u00e8me.<\/span><\/p>\n

Dans les appareils r\u00e9els (tels que les turbines, les pompes et les compresseurs),\u00a0<\/span>des pertes de chaleur<\/span><\/strong>\u00a0et des pertes dans le processus de combustion se produisent, mais ces pertes sont g\u00e9n\u00e9ralement faibles par rapport au flux d’\u00e9nergie global et nous pouvons approximer certains processus thermodynamiques par le processus adiabatique.<\/span><\/p>\n

Voir aussi: Processus adiabatique<\/a><\/span><\/p>\n

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

Expansion isentropique vs adiabatique<\/span><\/p>\n

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

Un\u00a0processus isotherme<\/strong><\/a>\u00a0est un\u00a0processus thermodynamique<\/strong><\/a>\u00a0, dans lequel la\u00a0temp\u00e9rature<\/strong>\u00a0du syst\u00e8me\u00a0reste constante<\/strong>\u00a0(T = const).\u00a0Le transfert de chaleur dans ou hors du syst\u00e8me doit g\u00e9n\u00e9ralement se produire \u00e0 un rythme aussi lent afin de s’adapter en permanence \u00e0 la temp\u00e9rature du r\u00e9servoir par \u00e9change de chaleur.\u00a0Dans chacun de ces \u00e9tats, l’\u00a0\u00e9quilibre thermique<\/strong><\/a>\u00a0est maintenu.<\/span><\/p>\n

Pour un\u00a0<\/span>gaz parfait<\/span><\/strong>\u00a0<\/a>et un proc\u00e9d\u00e9 polytropique, le cas\u00a0<\/span>n = 1<\/span><\/em><\/strong>\u00a0correspond \u00e0 un\u00a0proc\u00e9d\u00e9\u00a0<\/span>isotherme<\/span><\/strong>\u00a0(\u00e0 temp\u00e9rature constante).\u00a0Contrairement au\u00a0<\/span>processus adiabatique<\/span><\/strong><\/a>\u00a0, dans lequel\u00a0<\/span>n = \u03ba<\/span><\/i><\/strong>\u00a0\u00a0 et\u00a0<\/span><\/em>un syst\u00e8me n’\u00e9change pas de chaleur avec son environnement (Q = 0;\u00a0<\/span><\/em>\u2206T \u2260 0\u00a0<\/span><\/em>)\u00a0<\/span><\/em>, dans un processus isotherme, il n’y a pas de changement dans l’\u00e9nergie interne (due \u00e0 \u2206T = 0 ) et donc\u00a0<\/span><\/em>\u0394U = 0 (pour les gaz id\u00e9aux) et Q \u2260 0.<\/span><\/em>\u00a0Un processus adiabatique n’est pas n\u00e9cessairement un processus isotherme, ni un processus isotherme n\u00e9cessairement adiabatique.<\/span><\/p>\n

Voir aussi: Processus isotherme<\/a>\u00a0<\/span><\/p>\n

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

Loi de Boyle-Mariotte.\u00a0Pour une masse fixe de gaz \u00e0 temp\u00e9rature constante, le volume est inversement proportionnel \u00e0 la pression.\u00a0Source: grc.nasa.gov La politique de la NASA sur le droit d’auteur stipule que \u00able mat\u00e9riel de la NASA n’est pas prot\u00e9g\u00e9 par le droit d’auteur, sauf indication contraire\u00bb<\/span><\/p>\n

 <\/p>\n

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

Un\u00a0<\/span>processus isobare<\/span><\/strong><\/a>\u00a0est un\u00a0<\/span>processus thermodynamique<\/span><\/a>\u00a0, dans lequel la\u00a0<\/span>pression<\/span><\/strong><\/a>\u00a0du syst\u00e8me\u00a0<\/span>reste constante<\/span><\/strong>\u00a0(p = const).\u00a0Le transfert de chaleur dans ou hors du syst\u00e8me fonctionne, mais modifie \u00e9galement l’\u00e9nergie interne du syst\u00e8me.<\/span><\/p>\n

Puisqu’il y a des changements d’\u00a0<\/span>\u00e9nergie interne<\/span><\/a>\u00a0(dU) et des changements de volume du syst\u00e8me (\u2206V), les ing\u00e9nieurs utilisent souvent l’\u00a0<\/span>enthalpie<\/span><\/strong><\/a>\u00a0du syst\u00e8me, qui est d\u00e9finie comme:<\/span><\/p>\n

H = U + pV<\/span><\/strong><\/em><\/p>\n

Dans de nombreuses analyses thermodynamiques, il est commode d’utiliser l’\u00a0<\/span>enthalpie<\/span><\/strong>\u00a0au lieu de l’\u00e9nergie interne.\u00a0Surtout dans le cas de la\u00a0<\/span>premi\u00e8re loi de la thermodynamique<\/span><\/strong><\/a>\u00a0.<\/span><\/p>\n

En ing\u00e9nierie, les deux cycles thermodynamiques tr\u00e8s importants (cycle de\u00a0<\/span>Brayton et cycle de Rankine<\/span><\/strong>\u00a0) sont bas\u00e9s sur\u00a0<\/span>deux processus isobares<\/span><\/strong>\u00a0, donc l’\u00e9tude de ce processus est cruciale pour les centrales \u00e9lectriques.<\/span><\/p>\n

Voir aussi: <\/span>Processus isobare<\/span><\/a><\/p>\n

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

Pour une masse fixe de gaz \u00e0 pression constante, le volume est directement proportionnel \u00e0 la temp\u00e9rature Kelvin.\u00a0Source: grc.nasa.gov La politique de la NASA sur le droit d’auteur stipule que \u00able mat\u00e9riel de la NASA n’est pas prot\u00e9g\u00e9 par le droit d’auteur, sauf indication contraire\u00bb<\/span><\/p>\n

 <\/p>\n

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

Un\u00a0<\/span>processus isochore<\/span><\/strong>\u00a0<\/a>est 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

Dans l’ing\u00e9nierie des\u00a0<\/span>moteurs \u00e0 combustion interne<\/span><\/strong>\u00a0, les processus isochoriques sont tr\u00e8s importants pour leurs cycles thermodynamiques (cycle Otto et Diesel), donc l’\u00e9tude de ce processus est cruciale pour l’ing\u00e9nierie automobile.<\/span><\/p>\n

Voir aussi: Processus isochorique<\/a>\u00a0<\/span><\/p>\n

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

Pour une masse fixe de gaz \u00e0 volume constant, la pression est directement proportionnelle \u00e0 la temp\u00e9rature Kelvin<\/span><\/p>\n

 <\/p>\n

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

Un\u00a0<\/span>processus polytropique<\/span><\/a>\u00a0est tout processus thermodynamique qui peut \u00eatre exprim\u00e9 par l’\u00e9quation suivante:<\/span><\/strong><\/p>\n

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

Le\u00a0<\/span>processus polytropique<\/span><\/strong>\u00a0peut d\u00e9crire l’expansion et la compression des gaz qui\u00a0<\/span>incluent le transfert de chaleur<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0L’exposant\u00a0<\/span>n<\/span><\/strong>\u00a0est connu comme l’\u00a0<\/span>indice polytropique<\/span><\/strong>\u00a0et il peut prendre n’importe quelle valeur de 0 \u00e0 \u221e, selon le processus particulier.<\/span><\/p>\n

Voir aussi:\u00a0<\/span>Processus polytropique<\/span><\/a><\/p>\n

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

Processus polytropiques avec divers indices polytropiques<\/span><\/p>\n

 <\/p>\n

\n

Processus de limitation – Processus isenthalpique<\/span><\/h2>\n

Un\u00a0<\/span>processus d’\u00e9tranglement<\/span><\/strong><\/a>\u00a0est un\u00a0<\/span>processus thermodynamique<\/span><\/strong><\/a>\u00a0, dans lequel l’\u00a0<\/span>enthalpie<\/span><\/strong><\/a>\u00a0du gaz ou du milieu\u00a0<\/span>reste constante (h = const)<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0En fait, le\u00a0<\/span>processus d’\u00e9tranglement<\/span><\/strong>\u00a0est l’un des\u00a0<\/span>processus isenthalpiques<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Pendant le processus d’\u00e9tranglement,\u00a0<\/span>aucun travail<\/span><\/strong>\u00a0n’est effectu\u00e9 par ou sur le syst\u00e8me (dW = 0), et g\u00e9n\u00e9ralement il n’y a\u00a0<\/span>pas de transfert de chaleur<\/span><\/strong>\u00a0(\u00a0<\/span>adiabatique<\/span><\/strong>\u00a0) depuis ou vers le syst\u00e8me (dQ = 0).\u00a0De l’autre, le processus d’\u00e9tranglement ne peut pas \u00eatre isentropique, c’est un\u00a0<\/span>processus fondamentalement irr\u00e9versible<\/span><\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0Caract\u00e9ristiques du processus d’\u00e9tranglement:<\/span><\/p>\n

    \n
  1. Pas de transfert de travail<\/span><\/li>\n
  2. Pas de transfert de chaleur<\/span><\/li>\n
  3. Processus irr\u00e9versible<\/span><\/li>\n
  4. Processus isenthalpique<\/span><\/li>\n<\/ol>\n

    L’\u00e9tranglement de la vapeur humide<\/span><\/a>\u00a0est \u00e9galement associ\u00e9 \u00e0 la\u00a0<\/span>conservation de l’enthalpie<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Mais dans ce cas, une\u00a0<\/span>diminution de la pression<\/span><\/strong>\u00a0entra\u00eene une\u00a0<\/span>augmentation de la qualit\u00e9 de la vapeur<\/span><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

    Voir aussi: Processus de limitation<\/a><\/span><\/p>\n<\/div>\n

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

     <\/p>\n

    \n
    \n
    <\/div>\n<\/div>\n
    \n
    \n

    ……………………………………………………………………………………………………………………………….<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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    Un processus thermodynamique est d\u00e9fini comme le passage d’un macrostate \u00e0 l’\u00e9quilibre \u00e0 un autre. La connaissance des processus thermodynamiques est de la plus haute importance pour les ing\u00e9nieurs. G\u00e9nie thermique Processus thermodynamiques Un\u00a0processus thermodynamique\u00a0est d\u00e9fini comme un changement d’un macrostate d’\u00e9quilibre \u00e0 un autre macrostate.\u00a0Les\u00a0\u00e9tats\u00a0initial\u00a0et\u00a0final\u00a0sont les \u00e9l\u00e9ments d\u00e9terminants du processus.\u00a0Au cours d’un tel processus, … Lire la suite<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[8],"tags":[],"yoast_head":"\nQu'est-ce qu'un processus thermodynamique? 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