CHALEUR ET TRAVAIL CHALEUR ET TRAVAIL
Marcel Lacroix Marcel Lacroix Universit
Universit é é de Sherbrooke de Sherbrooke
É É NERGIE: D NERGIE: D É É FINITION FINITION
• Énergie: capacité de faire du travail.
• Quelques formes différentes d’énergie:
cinétique
chimique
électrique
solaire
éolienne
CHALEUR: D
CHALEUR: D É É FINITION FINITION
• Chaleur: forme d’énergie transmise d’un
point à haute température vers un point à
basse température.
TRAVAIL: D
TRAVAIL: D É É FINITION FINITION
• Action de transférer de l’énergie.
• Le mouvement d’un objet est causé par du travail.
L’énergie permet de produire un travail
comme l’argent permet
de dépenser.
TRANSFORMATION D
TRANSFORMATION D ’É ’É NERGIE NERGIE M M É É CANIQUE EN CHALEUR CANIQUE EN CHALEUR
Freins à disques
TRANSFORMATION DE CHALEUR EN TRANSFORMATION DE CHALEUR EN
É É NERGIE M NERGIE M É É CANIQUE CANIQUE
Turbines à gaz
Locomotive à vapeur
1 1
èèrereLOI THERMODYNAMIQUE LOI THERMODYNAMIQUE
• L’énergie n’est ni créée ni détruite.
• La quantité totale d’énergie dans l’univers demeure constante.
• L’énergie peut être toutefois
transformée d’une forme à une autre.
• C’est le principe de conservation
d’énergie.
2 2 è è me LOI THERMODYNAMIQUE me LOI THERMODYNAMIQUE
• À chaque fois que l’énergie est
transformée d’une forme à une autre, sa qualité se dégrade.
• En transformant l’énergie d’une forme à une autre, sa capacité de faire du
travail utile diminue.
MACHINES
MACHINES À À VAPEUR VAPEUR
SCH SCH É É MA MA É É NERGIE NERGIE - - TRAVAIL TRAVAIL
Énergie potentielle élevée
Énergie potentielle basse
Machine Travail
SCH SCH É É MA CHALEUR MA CHALEUR - - TRAVAIL TRAVAIL
Température élevée TH
Température basse TC
Machine Travail
RENDEMENT D
RENDEMENT D ’ ’ UNE MACHINE UNE MACHINE
• Il est impossible de convertir toute la chaleur en travail!
• Plus élevée est la température de la source, meilleure est la qualité de l’énergie.
• Rendement:
H C
T
− T
= 1
η
max0.4040 500
0.6275 800
0.7020 1000
TH(K) ηth,max
QUANTIT
QUANTIT É É VERSUS QUALIT VERSUS QUALIT É É : : VIE QUOTIDIENNE
VIE QUOTIDIENNE
• 1ère loi: quantité d’énergie est conservée.
• 2ème loi: qualité de l’énergie est perdue.
• Fascination culturelle avec la quantité (1ère loi):
vie professionnelle, vie privée, media, sport, industrie de la beauté, etc.
• Découverte de la qualité (2ème loi): contrôle de la qualité, normes iso, rationalisation,
performance, ré ingénierie, efficacité