CHAPITRE XIV
214. Rendement industriel d’une machine thermique. — Le rendement industriel d’une machine thermique est fort différent du rendement du cycle que décrit le corps qui se transforme. Pour l'industriel les deux facteurs importants d’une machine sont : la quantité de charbon brûlée pendant l'unité de temps et la puissance ou quantité de travail que cette machine est capable de produire pendant ce même temps. Le rapporl de ces deux quantités, exprimées en calories, est le rendement industriel.
Ce rendement est toujours très faible. Sauf de rares exceptions, les meilleures machines à vapeur consomment au moins 1 kilogramme de charbon par heure et par cheval-vapeur. Un kilogramme de charbon dégageant en moyenne 7300 calories par sa combustion et le cheval-vapeur représentant un travail de T5 kilogrammètres par seconde, nous avons pour
le rendement industriel de ces machines
suit encore 1/12. Une bonne machine à vapeur fournit donc, au plus, le douzième du travail correspondant à la quantité de chaleur produite par la combustion du charbon.
215. Ce résultat ne doit pas surprendre. Toute la chaleur produite par le charbon n’est pas absorbée par la chaudière; une pertie est perdue par rayonnement, une autre s'échappe avec les gaz chauds résultant de la combustion. La quantité de chaleur absorbée par la chaudière n’est pas elle-même transformée entièrement en travail ; une partie est, d’après le principe de Carnot, transportée au condenseur. Enfin ce travail est lui-même en partie absorbé par les mécanismes qui transforment le mouvement alternatif du piston en mouvement circulaire continu. Le rendement industriel est donc le produit de trois facteurs plus petits que l'unité; c'est ce qui explique sa faiblesse.
Si nous appelons Q,; la quantité de chaleur produite par le charbon; Q,, celle qui est absorbée par la chaudière; +, le travail indiqué, c'est-à-dire le travail produit par le corps qui se transforme et dont la mesure se fait au moyen de l'indicateur de Watt{$ 63), et +’, Le travail mesuré sur l'arbre de couche à l’aide du frein dynamomélrique, nous avons pour
la valeur du rendement industriel
La (hermodynamique ne s'occupe que d'un seul de ces fac- AT - ; teurs ; le rapport 0, qu'on appelle rendement thermique de
la machine (!). Il a évidemment la même valeur quelle que
(1) Le rendement thermique ue diffère donc du rendement + d’un cycle que par le coefficient A. Pour éviter loute coufusion quelques auteurs
appellent coefficient économique le rapport — Ji
soit la masse du corps qui se transforme pendant la suite des temps ; nous pouvons donc supposer cette masse égale à
l'unité.
216. Rendement thermique. — La valeur de cette quantité, comme celle du rapport 5” dépend de la nature du cyele !
décrit par la vapeur. Nous avons vu (424) que, pour un cycle
de Carnot, on a
Comme pour tout autre cycle, le rendement est au plus égal à cette quantité, le rendement thermique d’une machine
a pour valeur maximum
Mais les raisonnements que nous avons faits pour démon- -trer que le rendement d’un cycle quelconque ne peut dépasser celui d’un cycle de Carnot supposent que l’état du corps qui se transforme est, à chaque instant, complètement défini par les deux variables p et T. Or cette condition ne peut être rigoureusement réalisée dans les machines thermiques. Il convient donc de donner une nouvelle démonstration s'appuyant sur le théorème de Clausius généralisé.
D’après ce théorème nous avons, en appelant dQ, la quan-
‘lité de chaleur absorbée par le corps qui se transforme et dQ,
JO aQ, dQ, T - | T = f T LIOE
celle qu’il cède,
Si T, est la valeur maximum, et T, la valeur minimum de
T,ona
el
QG 15 re 12 & ?
ou O Te RE ist Mais de l'égalité At Q), = 0);
fournie par le principe de l’'équivalence, nous tirons
dt 0.
Q, Q, Par conséquent Q Fe T:
La limite supérieure du rendement thermique est donc bien, quel que soit le cycle fermé décrit, Ar T,—T 1 EE (4) Oo, T,
