CONDITIONS DU RENDEMENT MAXIMUM

Les conditions mécaniques et thermiques du rendement maximum sont infiniment voisines des conditions d'équilibre. — Pour que le travail utile soit le plus grand possible, il faut rendre aussi grand que possible le travail positif fourni par le corps, et aussi petit que possible Je travail négatif nécessaire' pour ramener le corps qui travaille à son état initial.

Pour que le travail positif soit aussi grand que possible, il faut que la résistance opposée à la force motrice développée par le corps soit, à chaque instant, la plus grande possible, c'est-à-dire qu'elle lui soit égale à un infiniment petit près. (Elle ne peut évidemment être plus grande, car alors elle ne pourrait être vaincue, et elle ne doit pas être plu5? petite, car on réutiliserait pas toute la force disponible.) On est donc infiniment nrès de l'équilibre mécanique.

C’est ainsi que, dans une machineà vapeur, il faut que la pression dans le corps de pompe soit d'abord égale à la pression dans la chaudière, ce qui implique une vitesse infiniment petite du piston ; puis, que la détente soit complète, c’est-à-

dire que la pression finale dans le corps de pompe soit égalé à celle qui règne dans le condenseur.

Pour que le travail négatif nécessaire pour ramener le corps à son état initial soit aussi petit que possible, il faut que ia force employée à cet effet soit aussi petite que possible, c'est-à-dire infiniment peu supérieure à la pression opposée par le corps. (Car, si elle était plus petite, elle ne pourrait pas agir sur le corps, et si elle était plus grande, le travail négatif serait trop grand.)

Donc, les conditions mécaniques à réaliser tout le long du cycle sont infiniment voisines des conditions d’équilibre.

Pareillement, si l'on cherche les condilions thermiques du rendement maximum, on arrive à la même conclusion. En effet, soit un corps qui parcourt un cycle fermé; on l’échauffe au contact d'un corps chaud A, on le refroidit au contact d’un corps froid B. Dans l’intervalle, il est en contact avec des corps à différentes températures. Il faudra, pour le rendement maximum, que le corps G qui transforme de la chaleur en travail ne soit jamais en contact avec des corps à température différente de la sienne.

Car, soit G en contact avec un corps A à température différente delà sienne; entre G et A on peut intercaler une machine thermique supplémentaire qui produit un certain travail ; de sorte qu’on peut accroître le travail ; donc on n'a pas le rendement maximum Donc on n’aura le rendement maximum que s’il n’y a jamais différence de température entre les corps qu’on met en présence.

Or, il n’y a pas de machine thermique sans chute de chaleur, comment alors se feront les déplacements de chaleur?

On peut faire passer de la chaleur d’un corps à un autre

saris qu'il y ait de différence de température appréciable, et cela au moyen de déformations mécaniques infiniment fentes: compression, décompression, torsion.... Dans les machines thermiques, on doit donc être infiniment près de l’égalité de température qui réalise l'état d’équilibre.

En résurné, les conditions mécaniques et thermiques du rendement maximum sont infiniment voisines des conditions de T équilibre .

Les conditions du rendement maximum sont les c onditions de réversibilité. — Dès lors, il suffira d’urrinfmiment petit pour renverser le phénomène ; par une variation infiniment petite de la pression, la machine ira dans un sens ou dans l’autre. Le maximum de rendement né s’obtiendra donc que par une succession de phénomènes fous réversibles ; inversement, si la machine est réversible, les conditions du maximum de rendement sont satisfaites: le rendement est maximum, quand le cycle est réversible en son entier.

Le rendement maximum est donc obtenu seulement avec des machines réversibles; de là vient l’importance de l’étude de ces machines.

Il est à remarquer que. pour que la série des transformations soit réversible, il faut que le mouvement soit infiniment lent et que les conditions de ce mouvement soient très près des conditions d’équilibre. Donc, une machine parfaite fournissant le rendement maximum ne produit du travail qu’avec une I enteur infinie. On retrouvera ce fait dans l’étude des moteurs électriques.

PRINCIPE DE CARNOT