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Article thermodynamique industrielle cpge pt

Nouvelle approche de l ? étude thermodynamique des systèmes ouverts en PT et écoles d ? ingénieurs par Jean-No? l BEURY Lycée Gustave Ei ?el - BORDEAUX jnbeury laposte net RÉSUMÉ La méthode actuellement enseignée en thermodynamique industrielle pour prendre en compte les irréversibilités dans un système est basée sur des hypothèses implicites qui sont en contradiction avec le premier principe Nous montrerons les incohérences de cette méthode A dans le cas d ? un échangeur thermique et les nombreuses erreurs d ? interprétation physique Nous proposerons une nouvelle approche méthode B de l ? étude des systèmes ouverts en se recentrant sur les fondamentaux de la thermodynamique Cette méthode est entièrement conforme aux nouveaux programmes de PT et peut être appliquée dans les écoles d ? ingénieurs BTS IUT ? PRÉSENTATION ET UTILISATION DE LA MÉTHODE A Présentation de la méthode A actuellement enseignée En thermodynamique industrielle on travaille très souvent avec des systèmes ouverts Les causes d ? irréversibilité ont plusieurs origines détente dans le vide surcharge brutale sur un piston di ?usion de particules réactions chimiques irréversibilité mécanique frottements du uide sur la paroi frottements uides internes irréversibilité thermique transfert thermique entre des systèmes à des températures di ?érentes ? Dans les Classes Préparatoires aux Grandes Ecoles PT et dans les écoles d ? ingénieurs l ? irréversibilité en thermodynamique industrielle est très souvent traitée en utilisant qf On rencontre dans la littérature les présentations suivantes pour introduire qf Première présentation référence On envisage une transformation irréversible de l ? état à l ? état d ? un système ouvert en régime permanent d ? écoulement à une entrée et une sortie On dé ?nit voir annexe ? ?wi travail indiqué massique travail reçu par unité de masse de uide de la part des parties mobiles de la machine ? ? qe transfert thermique massique reçu échangé avec l ? extérieur à travers toute la frontière du système ouvert ? ? qf quantité de chaleur massique dissipée par frottement ? qf ? Page Jean-No? l BEURY C ? ?wf travail massique des forces de frottement ?wf ? Le travail massique des forces intérieures de viscosité forces de frottement est transformé intégralement en chaleur massique de frottement ?wf ? qf On remplace la transformation irréversible par une transformation réversible respectant les conditions suivantes ? même loi de variation que la transformation réelle ? chaleur massique de frottement ? qf supposée fournie à température variable sans irréversibilité thermique par une source ?ctive pour respecter la condition précédente Dans ces conditions la chaleur reçue par le uide est ? q ? qe ? qf La variation d ? entropie massique pour une transformation réversible est ds ? q ? qe ? qf T T dh dec dep ?wi ? qe On a équations dh Tds vdp ds ? qe ? qf T et ? qf ? La première équation est l ? expression du premier principe de la thermodynamique pour un système ouvert en régime permanent à une entrée et