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Les pouvoirs calorifiques bulletin de l x27 union des physiciens 401

N ? BULLETIN DE L ? UNION DES PHYSICIENS Les pouvoirs calori ?ques par Jean-Pierre SAWERYSYN Université des Sciences et Technologies de Lille Laboratoire de Cinétique et Chimie de la Combustion URA CNRS Villeneuve d ? Ascq Cedex Le pouvoir calori ?que est une caractéristique essentielle des combustibles de chau ?age car il dé ?nit la quantité théorique d ? énergie récupérable sous forme de chaleur à partir de la combustion complète du combustible C ? est également une caractéristique à prendre en compte pour les carburants essences carburéacteurs etc et combustibles DIESEL gasole car la puissance des moteurs à explosion en dépend mais son rôle n ? est pas aussi important que d ? autres facteurs tels que le rapport de compression les pertes thermiques etc En ?n il s ? agit d ? une grandeur permettant de comparer entre elles les di ?érentes sources énergétiques possibles combustibles fossiles et électricité pour réaliser un service donné Le but de cet article est de préciser après un bref rappel de thermodynamique la notion de pouvoir calori ?que en l ? illustrant de quelques exemples concrets QUELQUES RAPPELS DE THERMODYNAMIQUE Pour une transformation in ?nitésimale d ? un système fermé échangeant avec le milieu extérieur de la chaleur et du travail sous diverses formes la variation d ? énergie interne s ? écrit dU ?Q ?W Par convention les échanges de chaleur et de travail avec le milieu extérieur sont dé ?nis en thermodynamique par rapport au système positifs s ? ils sont reçus par le système négatifs s ? ils sont cédés par le système au milieu extérieur L ? énergie interne U du système est une fonction d ? état fonction des variables d ? état V et T volume et température respectivement Par contre le travail W et la chaleur Q échangés ne sont pas des fonctions d ? état car ils dépendent du type de transformation utilisé par le système pour passer d ? un état A à un état B A priori on peut imaginer une Vol - Mars C BULLETIN DE L ? UNION DES PHYSICIENS multitude de transformations possibles mettant en jeu respectivement les échanges Q W Q W et Q W tels que ? UB dU UB ?? UA ? U Q W Q W Q W ? UA Dans le cas d ? une réaction de combustion la variation de l ? énergie interne du système correspond non seulement à des transformations chimiques rupture et formation de liaisons mais également à des changements d ? état physique vaporisation condensation éventuelle de la vapeur d ? eau fusion d ? imbrûlés minéraux etc Dans les systèmes physicochimiques impliquant les espèces gazeuses le seul travail considéré étant celui des forces de pression on peut écrire ?W ?? Pe dV o? dV représente la variation de volume observée Pe la pression exercée par le milieu extérieur sur le système équilibré par la pression P interne supposée uniforme ?W ?? P dV bis Par conséquence on