Le cycle de Carnot

alors dans cette vidéo on va continuer vraiment ce qu'on avait commencé dans la vidéo d'avant on va reprendre ce fameux exemple du piston que j'arrête pas de reprendre encore et encore et en fait on va étudier ce qu'on appelle le cycle de carnot et c'est vraiment quelque chose de très important un thermodynamique donc vraiment je te conseille de bien suivre et même si tu as besoin tu mets postes eut essayé de leur faire toi même pour être sûr que tu as bien compris parce que si tu comprends bien ce qu'on va faire dans cette vidéo globalement la suite va te paraître beaucoup beaucoup plus simple donc comme je les dis on va repartir dans une situation identique à ceux qu'on avait commencé alors je vais essayer de faire des petits dessins parce que c'est pas ce qui nous importe là on va vraiment plus essayer de comprendre et donc voilà on va faire des dessins relativement ça donc j'ai comme ça mon contenant comme d'habitude avec mon pistons et j'ai des galets alors pour faire simple voilà je viens défini six mais en fait on a des tout petits petits qu'on enlève un par un et donc on suppose que tout notre transformation va bien être quasi statique et on veut aussi l'hypothèse d'ailleurs qu'on a un gaz parfait monoatomique tu vois comme d'habitude on se place en fait un des conditions où on peut faire toutes les hypothèses simplificatrices dont kim a besoin donc je décide mais petit mes petits atomes de gaz voilà donc mon état ici on va l'appeler donc ça c'est mon état et donc à mon état comme la vue donc je suis dans un état d'équilibré je peux donc définir la pression que j'écris pas à baisser on sait bien que c'est pour l'état donc la pression le volume et la température est là par contre la température je l'appelle donc voilà ça c'est mon état initial j'ai donc un système comme j'en ai l'habitude qui est là donc je vais commencer par faire une transformation en enlevant des galets mais pas n'importe comment je vais faire une transformation isotherme donc d'après ce qu'on avait dit la fois dernière je peux l'écrire comme ça donc je vais prendre en blanc donc je reprends système comme ça et donc géant le jean lève j'ai enlevé quelques galets donc on va dire hop comme ça voilà j'en ai enlevé deux par exemple j'ai toujours mes petites molécules de gaz et surtout surtout surtout j'ai un réservoir comme ça qui voter voilà donc c'est une transformation isotherme alors d'ailleurs on a suppose aussi réversible mais pour ça ça vient du faite voilà qu'elle est qu'elle est quasi statique enfin ne vient pas du fait attention c'est une erreur à ne pas faire mais nous on a su pose aussi réversible dans le cas du cycle de carnot et ça me fait penser tu vois que pour bien comprendre ce qu'est un réservoir thermique il ya un exemple qui est plutôt facile tu imagines parlante que tu as une tasse de thé donc d'eau très chaude et tu l'as pas au mieux d'un stade de foot et donc tu vois le stade de foot va jouer le rôle de réservoir l'air dans le stade de foot en tout cas parce que tu imagines bien que même si la tasse elle elle contient de l'eau bouillante et bien l'eau va se refroidir et le stade il va pas pour autant se réchauffer même si il ya bien cette énergie elle est bien passé quelque part mais l'air dans le stade est tellement il y en a tellement que l'élévation de température est infime et du coup en fait on a recent pas et que du coup c'est pour ça qu'on dit que le ler contre nous dans le stade va servir de réservoir thermique donc ici c'est une source froide pour ta tasse de thé et donc à linverse tu peux imaginer avoir donc je sais pas un verre d'eau glacée que tu m'aides ans en plein soleil dans le même stade de foot qui est donc en plein soleil et donc ton verre d'eau froide va se réchauffer mais ça va pas pour autant refroidir l'air parce que le globalement l'air qui est autour y en a tellement que lui va il va rester à sa température chaude et c'est l'eau qui va se réchauffer donc tu vois si si ça ne semble pas forcément logique toi tu peux penser à ces exemples-là qui sont des exemples de la vie courante et qui illustre bien ce qui est finalement un réservoir de température donc nous on en laisse et galets un arbre deux manières isotherme grâce au réservoir est donc ce qu'on a dit c'est finalement donc si je trace up ma flèche comme ça donc ça c'est mon isotherme ça me permet d'arriver ici à l'état b on va dire que j'ai plus que 3 galets par exemple et mon gas et je me retrouve ici donc à l'état b et cette étape et je sais que la pression par rapport à l'état à elle a diminué et mon volume lui il a augmenté et ma température t1 et bien elle voue toujours t elle n'a pas bougé puisque ma transformation et isotherme donc là ce que je vais faire c'est que au milieu je vais tracé le diagramme pression vos lieux comme ça et comme ça donc ici j'ai l'impression mitigée le volume donc ici j'ai mon poing un et ici j'ai mon point b et un jaune comme ça je vais trace au plus tôt en rouge va faire jusque j'ai écrit isotherme en rouge on va tracer comme ça l'hyperbole et ça c'est notre isotherme était donc ce qu'on dit donc si maintenant je trace jaune pour le coup tu vois là un mois si cette portion là que je fais et je parcours comme ça donc ça c'est ce qui se passe de mon point a à un point b donc maintenant j'ai pas fini ce que je fais c'est que je continue à enlever des galets parce que tu vois qu'il m'en reste mais j'enlève ma source de température j'enlève ma m'ont réservé en russie donc finalement ça veut dire que ma transformation ici eh bien je la fais comme ça j'ai ici mon système j'ai par exemple plus qu un galet parce que j'en ai déjà enlevé donc là tu vois j'enlève l'agent lève aussi j'ai mes petites molécules et donc j'ai plus de sources de chaleur donc ce qui se passe c'est que c'est une transformation qui elle est donc si je l'écris on va l'écrire en verre donc j'en rêve segal et 1 1 je n'ai plus de sources de température et je suppose que cette transformation et adiabatique donc ça veut dire qu'elle est louée se passe loin de toute source de chaleur c'est tout à fait la situation symétrique on a faim symétrique symétrique est opposée à la situation isotherme et donc ce qui se passe c'est que j'arrive à l'état ici c'est où j'ai tout enlevé donc j'ai plus de galets du tout j'ai donc toujours mes petites molécules de gaz comme ça et je sais que à mon état c est bien la pression elle a encore diminué par rapport à l'état b mon volume lui il a encore augmenté par rapport à l'état b mais ma température elle l a diminué elle a dit nu vers une température t2 qui est donc plus faible que tu es et ça donc si on se pose sans minutes tu te souviens j'avais expliqué dans la vidéo précédente c'est dû au fait que comme ma pression diminuer mon volume augmente il ya un travail qui est fait par le système il se travaille il sert à déplacer le piston vers le haut et globalement ça veut dire que je transfère l'énergie cinétique calmes en gaz en énergie pour faire bouger mon fiston donc c'est bien que je donne de l'énergie à l'extérieur donc je perds de l'énergie et cette perte d'énergie eh bien elle se traduit par une perte en énergie cinétique donc en une perte de température ce comme on l'a dit de nombreuses fois la température est une mesure de macroscopique de l'état cinétique et donc ça me fait penser j'ai oublié de mettre un petit quelque chose d'important à chaque fois on sait qu'une transformation isotherme se passe toujours sans changement d'énergie interne puisque on avait vu que dans le cas dans le cas d'un gars parfait monoatomique l'énergie interne ces trois demis de nrt donc si ma température ne varie pas d'être a eu donc on va dire ab ne varie pas non plus par contre ce qu'on a vu c'est que dans le cas d'une transformation adiabatique delta eu donc baissé par exemple lui il est différente 0 il vaut quelque chose puisque j'ai une perte d'énergie un terme tout ce qui vient du fait que j'ai une perte d'énergie cinétique qui se traduit par une baisse de température juste donc là on revient sur ce qu'on avait déjà vu donc maintenant je peux travailler cette transformation d'un sur mon site donc là tu vois je vais plus pouvoir être sûr unizo terne parce que ben je suis adiabatique justement mais j'ai toujours l'impression qu'ils diminuent nouveau lui qui augmente donc on peut dire que j'ai quelque chose à peu près comme ça on va dire donc ça c'est mon adiabatique et j'arrive ici au point c'est donc et c'est lui il est sur une isotherme mais sur une isotherme que j'amène t27 isotherme je peux la trace est par exemple comme ça en bleu donc elle se trouve ici c'est pas très droit mais c'est pas grave tu es 2 et donc j'arrive 7 isotherme t2 l'a donc maintenant on va commencer à faire le l'inversé dire que là jusqu'à présent on a enlevé des galets donc finalement tout ça ça s'appelle une dilatation d'ailleurs je peux l'écrire donc on va l'écrire j'ai plus de couleurs en orange donc cette partie donc comme ça c'est une dilatation donc on avait d'abord une dilatation isotherme réversible suivi d'une dilatation adiabatique réversible egan est donc maintenant si je continue mon dessin mais ici bien j'ai dit que je rajouter des galets donc j'ai rajouté comme ça je rajoute des galets deux manières isotherme parce que cette fois ci cette transformation isotherme bien je vais la faire comme tu t'en doutes à t2 donc à une température plus froide que tu es un qui est également mon isotherme donc voilà qu'est ce qui me manque donc comme c'est une isotherme je peux aussi écrire que l'énergie interne donc ça va être de c à d elle est nulle et je vois que si je trace ma main sur mon stick donc on va tracer on va tracer en jaune on va reprendre pour l'isotherme de là à là et bien je vais suivre en fait mon isotherme t2 et je vais m'arrêter par exemple ici je m'arrêter ici au point d est donc là ce que tu imagines c'est qu'en fait je m'arrête un petit peu avant d'avoir remis tout légal et donc ici up mon volume est encore diminué et voilà j'en suis à la donc je suis à l'état donc ici c'est des appuis m'en sortir donc des et donc par rapport à l'état c'est ma pression elle a augmenté c'est bien ce que ce que montre monde à g ici mouvaux le mule a diminué et ma température elle est restée égale à t2 donc déjà ce qu'on voit c'est que j'ai fait ici une compression compression isotherme et donc comme je t'ai dit que notre but c'était de faire un cycle tu vois qu'en fait on va essayer de revenir à notre état a ici et pas n'importe comment donc là normalement si tu as suivi on a on revient donc on continue à ajouter des galets pour finalement tous les avoirs hop hop hop hop hop hop comme ça et donc on le fait de manière à dia batik j'ai oublié adiabatique donc ce qu'on sait comme tout à l'heure c'est que du coup le changement d'énergie interne de des aa et ben il est différente de zéro donc voilà on a rajouté tous nos gars les et on est revenu exactement un autre système a et donc la pression a continué d'augmenter le volume a continué de diminuer et la température elle a augmenté donc si je l'écris ici hop on écrit toujours en fait les les signes par rapport à l'état d'avant enfin toujours dans le cas avec j'ai pris la même impression elle a augmenté mon volume a diminué et la température a augmenté donc si je continue de dessiner mondiale g pv ça me donne une adiabatique comme cela qui est aussi une courbe et tu vois donc pourquoi est-ce que j'ai insisté sur le fait qu'on faisait l'hypothèse qu'on avait des transformations réversible en plus de quasi statique c'est pour bien retourner soit un point parce que tu voit qu'effectivement si ce n'était pas parfaitement réversible il y aurait eu des pertes dans tous et toutes ces évolutions qui aurait donné finalement qu'on revient pas exactement à 1 revient un peu à côté si tu veux donc c'est pas ce qu'on veut et donc ça tu vois ceux ci que j'ai défini ici c'est le cycle de carnot donc je vais juste écrire carnot parce que j'ai plus de place et c'est ainsi que vraiment important car nos c'est un ingénieur français qui a travaillé sur l'optimisation des machines comme ça et c'est vraiment un site qui donne lieu à vraiment à plain plein de plein de choses et permet de comprendre beaucoup de concepts notamment suite d'entropic on introduira très bientôt alors maintenant si on essaye d'étudier un tout petit peu plus près ceci que justement et à la notte comme on l'avait fait on voit qu'en fait 2 av eh bien le travail c'est celui seiler sous la courbe ici sauf qu'on avait vu tu te souviens il ya quelques vidéos de ça que si je fais quelque chose comme ça où je reviens et bien finalement le travail ab il est fait par mais le travail par exemple de d2 v par non à des îles et subit donc en fait le travail résultant sellin - l'autre et du coup c'est l'air ici entre les courbes donc en fait que je vois c'est que mon travail tac lui va être au milieu comme ça et d'après les notations que j'avais utilisé précédemment on peut dire que 2,2 à ab comme c'est une transformation isotherme au contact à une source de chaleur t1 et bien j'ai un transfert thermique qui fait comme ça alors on va l'écrire en rouge ça sera plus parlant j'ai mon transfert thermique q1 qui se fait comme ça et donc de baisser il n'ya pas transfert thermique puisque c'est une adiabatique 2 c à d il ya eu transfert thermique cette fois ci qui n'est pas à jeter au système mais qui est enlevée au système donc si je défile en bleu il est comme ça c'est q2 qui est enlevée au système et de der veer y en a pas et donc fier intéressant c'est que finalement si on écrit le détail de tout ça on voit qu'en fait sage et être décalé parce que j'ai plus de place du tout du tout donc je vais mettre comme ça pour pouvoir écrire en bas maintenant j'écris en fait tu vois la variation des énergies internes mais surtout en cycle donc finalement qu'est ce que c'est c'est la somme des variations internes surtout surtout ce à quoi donc ce qu'on voit c'est finalement ça va être hélas zéro puisque j'arrive exactement au même moment au même endroit de moustiques avec les mêmes variables d'état donc ça veut dire que mon énergie interne n'aura pas changé donc finalement ce que je dis c'est que la variation d'énergie interne c'est le transfert thermique donc ici il y en a deux donc c'est qu un plus q2 est alors attention l'âge mais un plus parce qu'en fait tu vois que deux jeux les comptes est négativement puisque l'on se souvient bien que le transfert thermique dans mon premier principe de la thermodynamique c'est toujours le transfert thermique transféré à mon système et je vois bien ici que le transfert terrain et q2 lui il est transféré hamas hamon mon réservoir donc ils quittent monde système donc si je mets un plus ça veut dire que deux doit être négatif et ensuite - mon travail fait par et le travail fait par seiler l'air dans le cycle est donc comme ça je vois que j'arrive à calculer que le travail que produit ce cycle c'est la somme des deux transferts thermiques cullin plus q2 dans le cas où aucune de et bien comptés négativement donc je vois finalement comme ça que cette machine donc tu vois juste en ajoutant des galets en relevant des galets moi j'arrive à produire un travail est donc cette machine s'appelle la machine de carlo et pour continuer un petit peu plus loin je peux donner encore une note notation en fait cette machine on peut la notte comme ça on dit que ici par exemple gt1 ici j'ai ma machine est ici gt2 tu vois mes deux sources de température que de l'ag q1 que de l'ag q2 et que là il en sort le travail a donc ça veut dire que tu vas je donne un transfert thermique de sources chaudes cubain j'enlève interne transfert thermique vers une source froide puis deux et j'en ressors un travail un travail de w donc voila c'était un petit peu long mais c'est vraiment quelque chose de super important le cycle de carnot donc j'espère que tu as bien compris ce que je te conseille vraiment pour être sûr que tu maîtrises bien ça c'est tout simplement d'essayer de leur faire toi même c'est à dire de partir de l'état art et d'autres souvenirs que d'ailleurs sa dépense et que j'ai pas complété de là à là c'est une dilatation et du coup dans l'autre sens de la la c'est une compression donc si je termine ce que j'étais en train de dire donc d'essayer de refaire ce cycle en te souvenant qu'un cycle de carnot c'est une compression par moments il dilatation isotherme suivi d'une dilatation adiabatique suivi d'une compression isotherme puis d'une compression adiabatique est comme ça tout ça de manière quasi statique réversible et on arrive donc à ce cycle de carnot et à ce dessein ici où finalement tu vois qu'on passe d'une isotherme à une autre par une ati abattre des asiatiques puis on on évolue sur une maîtrise de termes pour passer vers l'autre paris nadia vatican donc voilà je te laisse digérer tout ça et je te dis à très bientôt dans la prochaine vidéo pour constituer de parler tout ça