T5.14. Moteur Diesel. 1. Tableau. Comme AB est une

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T5.14. Moteur Diesel.
co
m
1. Tableau.
► Comme AB est une transformation adiabatique réversible d’un gaz parfait de coefficient gamma constant,
la loi de Laplace est utilisable :
1
T 
TA PA1  TB PB1  PB   A 
 TB 

1
PA
VB  0,16 L
PB  44,3 bar
► Comme BC est une transformation isobare on a :
PC  PB
eb
.
 T   1
TAVA 1  TBVB 1  VB   A  VA
 TB 
PC  44,3 bar
La loi des gaz parfaits permet d’écrire que sur cette transformation isobare :
1
 T   1 VC
 PBVB  nRTB
V
 TC  TB C  TB  A 

VB
 PCVC  nRTC
 TB  VA
TC  1, 43.103 K
 1
C C
TV
 1
D D
T V
V 
 TD   C 
 VD 

 1
V 
P V  P V  PD   C  PC
 VD 
P en bar
T en K
V en L

D D
TC
TD  569 K
PD  17, 6 bar
kh
ol

C C
aw
► Comme CD est une transformation adiabatique réversible d’un gaz parfait de coefficient gamma
constant, la loi de Laplace est utilisable :
A
B
C
1,0
44,3
44,3
323
954
1,43.10
2,40
0,16
0,24
ww
w.
2. Allure du cycle.
Le cycle est moteur, il est alors parcouru dans le sens horaire.
D
17,6
3
569
2,40
3. Quantité de matière.
n
PAVA
RTA
n  8, 94.102 mol
4. Capacités thermiques.
nR
PAVA

CV    1  T

A


nR
P
V
C 
 A A
 P   1
TA
1
 1
1
1
CV  1,86 J.K .mol

1
1
CP  2, 60 J.K .mol

 1
5. Transferts thermiques et travaux.
eb
.
► Sur AB adiabatique :
QAB  0
U AB  WAB  CV TB  TA  
co
m
On utilise la loi des gaz parfaits au point A :
PAVA 1
TB  TA 
TA   1
► Sur BC isobare :
WAB  1,17 kJ
D’autre part :
WBC
kh
ol
aw
1



PAVA    TA  1 VC
réversible
H BC  QBC
 CP TC  TB  
TB  
 TB 


TA   1   TB  VA


1


PAVATB    TA   1 VC
réversible
QBC

 1
QBC  1, 24 kJ
 

TA   1   TB  VA 


1


 1


T

A
  PB VC  VB    PB VC    VA 


 TB 




WBC  0,35 kJ
► Sur CD adiabatique :
QCD  0
ww
w.
U CD  WAB
1



 TA  1 VC 
PAVA 1 
 CV TD  TC  
TD  TB  
TA   1 
 TB  VA 


WCD  1, 60 kJ
► Sur DA isochore :
WDA  0
QDA  U DA
 1

 VC 
PAVA 1 
 TA    TC 
 CV TA  TD  

TA   1 
 VD 


QDA  0, 46 kJ
6. Efficacité.
L’efficacité thermodynamique e d’un moteur cyclique ditherme est le rapport de la grandeur valorisable (ici
–W) sur la grandeur coûteuse qui est l’énergie fournie par la source chaude au moteur.
Sur le cycle, le travail total échangé est W tel que :
W  WAB  WBC  WCD
La chaleur fournie par la source est QBC .
e
WAB  WBC  WCD 
co
m
Le rendement de ce moteur est :
e  0, 63
QBC
Pour un moteur de Carnot, l’efficacité s’écrit :
eC  1 
TSF
avec TSF  TA et TSC =TC eC =0,77
TSC
ww
w.
kh
ol
aw
eb
.
Comme e  eC , on peut conclure que le moteur Diesel fonctionne pas de manière thermiquement réversible :
les transferts thermiques au cours des évolutions BC et DA ne sont pas réversibles (non isothermes) car au
cours de ces évolutions Tsystème  Tsources .