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Problème 2

Une machine de Carnot réversible fonctionne entre deux sources aux températures absolues Th>TcT_h>T_c. À chaque cycle, elle reçoit la chaleur QhQ_h de la source chaude. Déterminer son rendement η\eta, la chaleur rejetée QcQ_c et le travail produit WW. (a) Utiliser l’égalité de Clausius d’un cycle réversible pour relier Qh,Qc,Th,TcQ_h,Q_c,T_h,T_c. (b) Appliquer le premier principe pour obtenir WW et le rendement η\eta. (c) Examiner Tc→ThT_c\to T_h et Tc→0T_c\to0, en expliquer le sens physique et préciser pourquoi les températures doivent être absolues.
problems.proof.stepOf
problems.proof.prevStepproblems.proof.nextStep
QhTh−QcTc=0\frac{Q_h}{T_h}-\frac{Q_c}{T_c}=0
problems.proof.analysis

Après un cycle, le fluide revient à son état initial et son entropie ne varie pas. L’égalité de Clausius donne Qh/Th=Qc/TcQ_h/T_h=Q_c/T_c.