Simulateur du moteur de Carnot

Le moteur de Carnot définit le rendement maximal théorique de tout moteur thermique.

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À propos de Simulateur du moteur de Carnot

Explore le cycle de Carnot : diagramme PV, rendement η = 1 − Tc/Th, et flux d'énergie. Cet outil est classé dans la catégorie Physique et fonctionne sur des équations et des règles standard pour donner des résultats précis.

Ce calculateur comprend des cas préconfigurés : Rendement de 50 %: Rendement de 50%; Moteur de voiture: Moteur de voiture; Machine à vapeur: Machine à vapeur; Cryogénique: Cryogénique; Peu efficace: Peu efficace.

Mots-clés: carnot, thermodynamics, efficiency

Seules les températures comptent 🖖

Le rendement de Carnot η = 1 − T_C/T_H ne dépend que des températures des deux sources — jamais du combustible, du gaz ni de l'ingéniosité de la machine. Les deux températures doivent être exprimées en kelvins : 300 °C n'est donc pas « 10 fois plus chaud » que 30 °C. Conséquence pratique : pour extraire plus de travail, il faut élargir l'écart de température — augmenter T_H ou abaisser T_C. On n'atteint jamais 100 %, car T_C = 0 K est inaccessible.

La machine la plus efficace ne fournit aucune puissance 🖖

Il y a un piège que les manuels passent souvent sous silence : atteindre la limite de Carnot exige que le cycle tourne infiniment lentement, pour que chaque temps reste réversible. Or une machine infiniment lente ne délivre qu'une puissance infinitésimale — inutile en pratique. En 1975, Curzon et Ahlborn ont plutôt cherché le rendement à puissance maximale et trouvé η = 1 − √(T_C/T_H). Pour une machine à 1800 K / 600 K, cela donne ≈ 42 %, bien plus proche des centrales réelles que les 67 % de Carnot.

Exemples de problèmes