III. — Étude des machines thermiques

On appelle machines thermiques^ non seulement des mécanismes, mais des systèmes de corps qui ont pour objet de transformer la chaleur en travail : leur fonctionnement suppose toujours rintervention de deux corps au moins, dont le plus chaud fournit du calorique alors que le plus froid en enlève à un corps intermédiaire, de façon à reproduire son état initial et à lui faire parcourir un cycle périodique.

Si Q est la chaleur fournie par le foyer et q la chaleur reprise par le réfrigérant, p. est le coefficient économique de la machine fonctionnant suivant le cycle de Carnot; on

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récrit p et il est égal à

Ce coefOcient ne dépend que de T et t, et il est le même pour toutes les machines thermiques qui travaillent entre les mêmes limites de température, quelle que soit la nature du corps intermédiaire.

^ est la fraction de calorie qui passe du foyer au réfrigé-

t rant sans être utilisée; elle est égale à =•

La valeur i — = du coefficient économique est la plus grande

qu'il soit possible d'obtenir entre deux sources de températures T et /. Le rendement du cycle de Carnot est donc maximum. Mais hâtons-nous de dire que, si ce rendement ne peut être dépassé par celui d'aucun autre cycle, il peut du moins être atteint par un grand nombre d'entre eux. Pour cela, il faut et il suffit qu'ils répondent aux deux conditions suivantes :

i^ Il faut que les échanges de chaleur des sources aient lieu comme dans le cycle de Carnot, à température constante.

20 II est nécessaire que les deux opérations, par lesquelles s'effectue le passage d'une source à l'autre, soient telles que la quantité de chaleur fournie par l'une suffise à l'accomplissement de l'autre.

La courbe fermée, représentative d'un tel cycle, est donc composée de deux isothermiques et de deux isodiabatiques; c'est le nom qu'on a donné aux lignes d'égale transmission qui remplacent les lignes de nulle transmission.

Ce genre de cycle a, avec celui de Carnot, une analogie manifeste. Dans le cycle de Carnot, le travail extérieur effectué suivant l'adiabatique de détente est égal au travail extérieur

(•) Si 6 représente le travail accompli dans le cycle, on peut écrire cette nouvelle expression du second principe est très utile dans la pratique.