Principe du Théorème de Carnot
Avec la pratique d’utiliser des processus réversibles, Sadi Carnot en 1824 a avancé l’étude de la deuxième loi en révélant un principe constitué des propositions suivantes.
- Aucun moteur ne peut être plus efficace qu’un moteur réversible fonctionnant entre les mêmes réservoirs haute et basse température. Ici, le terme réservoir de chaleur est pris pour signifier soit une source de chaleur, soit un dissipateur de chaleur.
- Les rendements de tous les moteurs réversibles fonctionnant entre les mêmes réservoirs à température constante sont les mêmes.
- L’efficacité d’un moteur réversible dépend uniquement des températures de la source de chaleur et du récepteur de chaleur.
Le théorème de Carnot énonce :
- Tous les moteurs thermiques entre deux réservoirs de chaleur sont moins efficaces qu’un moteur Carnot fonctionnant entre les mêmes réservoirs.
- Chaque moteur Carnot entre une paire de réservoirs de chaleur est également efficace, quels que soient la substance de travail utilisée ou les détails de fonctionnement.
La formule de cette efficacité maximale est
nmax=ncarnot=1-Tc/TH
où T C est la température absolue du réservoir froid, T H est la température absolue du réservoir chaud, et l’efficacité « n » est le rapport entre le travail effectué par le moteur et la chaleur extraite du réservoir chaud.
Basé sur la thermodynamique moderne, le théorème de Carnot est le résultat de la deuxième loi de la thermodynamique. Historiquement, cependant, il était basé sur la théorie calorique contemporaine et a précédé l’établissement de la deuxième loi.
