LES CLES DU DIMENSIONNEMENT
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Principe de production du froid > Cycle monotherme
Il est impossible de retirer de la chaleur d’un corps à partir d’un cycle monotherme (utilisant une seule et unique source de chaleur, figure 1.1). En effet, le premier principe s’écrit dans ce cas :
FIGURE 1.1 – Cycle monotherme
Q + W = 0 (1.1)
Et le second principe :
Q/T + ΔW = 0 (1.2)
où Q est la chaleur reçue de la source de chaleur à la température T, W l’énergie mécanique reçue, et ΔSS l’entropie créée au cours du cycle (qui ne peut être que positive ou nulle). Puisque ΔS ≥ 0, l’équation 1.2 a pour conséquence que Q doit être négatif. Ainsi, lors d’un cycle monotherme, la chaleur ne peut être que cédée à l’extérieur (on chauffe la source) et le travail reçu de l’extérieur.
Il est donc impossible de créer un cycle monotherme refroidissant un corps et entraînant un moteur par la même occasion ! Dommage ! (Un exemple souvent cité d’un tel système, s’il était possible, serait un bateau pompant l’énergie calorifique de la mer, laissant derrière lui un sillon de glace dans la mer, et entraînant son propre moteur avec l’énergie récupérée).
Lors d’un cyclemonotherme, la chaleur ne peut qu’être cédée à la source de chaleur (Q < 0), et l’énergie mécanique reçue par le fluide (W > 0). Il n’est donc pas possible de réaliser un cycle frigorifique monotherme.