UE 303 - Thermodynamique - 2010/2011 - lmpt

Exercice 3 : Premier principe, Deuxième principe, Machines thermiques
On dispose de deux masses égales d’eau (de capacité thermique C) aux températures T1 i et
T2 i avec T1 i > T2.
i
On les réunit par une machine réversible, à laquelle elles servent de sources, et qui fournit
un travail jusqu’à ce que les deux sources soient à la même température T f .
Au cours d’un cycle, la machine reçoit les chaleurs δQ 1 de la source chaude, δQ 2 de la source
froide et le travail δW du milieu extérieur (l’échange de δW se fait d’une manière adiabatique
et réversible). Les températures des deux sources ont variées, respectivement, de dT 1 et de
dT 2 au cours de ce cycle.
1. Donner les expressions de δQ 1 et δQ 2 .
2. Quelle information nouvelle vous est apportée par le deuxième principe ? (Quelle est la
variation d’entropie de la machine pendant un cycle ?)
3. En utilisant le résultat de la question précédente (appliqué à la totalité des cycles), calculer
la température T f en fonction de T1 i et T2.
i
4. Quel est le travail W reçu par la machine à l’issue de la totalité des cycles. Trouver son
signe et conclure.