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    sur 3

    [Conversion d’énergie] TP N°1 

    : La loi de CHARLES

    1- DEFINITION :
    Le moteur thermique reçoit de l’essence, combustible du système d’alimentation
    carburation. Il réalise une énergie grâce à une compression. Cette combustion est
    déclenchée par le système d’allumage.
    Il produit une énergie mécanique disponible au volant moteur. Il rejette des gaz brûlés.
    Dans notre expérience on utilise le même principe, sauf qu’on utilise le changement de
    température afin d’expliquer comment l’énergie peut être convertie entre les différentes
    formes qu’elle peut prendre.

    2- EQUIPEMENT UTILISE :
    - Appareil TD-8572
    - Thermomètre
    - Récipient avec de l’eau chaud.
    - Récipient de l’eau glacée

    3- OBJECTIF DU TP :
    - Connaitre le principe des moteurs
    thermiques.
    - Connaitre la relation entre la température et la pression.
    - Utilisation de l’appareil TD-8572.

    4- PARTIE THÉORIQUE :

    L'efficacité énergétique ou thermodynamique d'un système est définie comme le rapport


    entre l'énergie utile en sortie de ce système, et l'énergie fournie par les utilisateurs en
    entrée de ce système :
    Energie utile en sortie
    η=
    Energie fournie en entrée

    Pour un cycle de Carnot moteur, l'énergie utile est celle correspondant au travail
    algébrique W fourni par le fluide (et donc compté négativement), et l'énergie reçue par le
    fluide est sous forme d'énergie thermique apportée par la source chaude (Qc) grâce à un
    transfert thermique.
    Par définition, on obtient donc pour un cycle de Carnot moteur :
    −W
    η=
    Qc
    Par ailleurs, le premier principe de la thermodynamique appliqué à ce cycle donne :
    ΔU= W + Qf + Qc = 0 ==> Qf + Qc = -W
    On obtient donc :
    Qf +Qc Qf
    η= =1+
    Qc Qc

    FSSA - UAMO - BOUIRA 2


    [Conversion d’énergie] TP N°1 : La loi de CHARLES

    L'égalité de Clausius-Carnot (expression du second principe) affirme que :


    Qf Tf
    ≤−
    Qc Tc
    Ainsi :

    Tf
    η ≤ 1−
    Tc

    Pour calculer le volume, on a : V = S X h (tq : S : surface et h : hauteur)


    Donc : V = π x r² x h (on a r = 0,01625 m)
    S = π x 0,016252 ==> S = 8,3 x 10-4 m2

    5- PARTIE PRATIQUE :
    - Quand on déplace la chambre à air du récipient contenant l’eau glacée dans le récipient
    contenant l’eau chaud, le piston hausse en haut et la pression s’augmente.
    - Quand on déplace la chambre à air du récipient contenant l’eau chaude dans le récipient
    contenant l’eau glacée, le piston abaissé en bas et la pression se diminue.
    5.1 : Remplissage de tableau :

    Tc (K) 329,95 329,25 328,55 327,95 326,65


    Tf (K) 273,05 273,05 273,35 273,55 273,15
    Hc (m) 0,03 0,032 0,0325 0,033 0,035
    Hf (m) 0,019 0,018 0,018 0,018 0,018
    Vc(m3) 0,249 0,266 0,270 0,274 0,291
    Vf(m3) 0,1577 0,1494 0,1494 0,1494 0,1494
    η 0,172 0,171 0,168 0,166 0,164

    5.2 : Tracer la courbe P = f(v):


    1.2

    0.8

    0.6

    0.4

    0.2

    0
    0.16 0.16 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17

    5.3 : Interprétation :
    5.4 : Calcul de la pente :
    FSSA - UAMO - BOUIRA 3
    [Conversion d’énergie] TP N°1 : La loi de CHARLES

    Δy ( 5,6−4,8 )
    P = Δ x donc p = = 0,044
    (46−29)

    6- CONCLUSION :

    FSSA - UAMO - BOUIRA 4

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