Pardon Bernard, mais je vais être obligé de revenir sur tes propositions...
bernardd a écrit :Remundo a écrit :Grâce à cette entrée d'énergie prise à l'atmosphère, un moteur à décompression peut fournir plus de travail mécanique qu'il n'y en a dans le réservoir d'air comprimé : son efficacité énergétique est supérieure à 1.
"le travail mécanique qu'il y a dans le réservoir" est une notion assez floue.
Désolé de mon imprécision d'écriture, je voulais dire "peut fournir plus de travail mécanique qu'il n'y
a d'énergie dans le réservoir d'air comprimé"
Que tu parles de travail ou d'énergie n'est pas vraiment le problème, car la vraie énergie qu'il faut considérer, c'est celle que tu as dépensée pour arriver à un état (P,V,T,n) et celle que tu peux récupérer par une détente.
L'énergie d'une pierre posée au sommet du Puy de Dôme dépend-elle de la manière dont elle est arrivée à cet endroit ?
L'énergie "potentielle" d'un gaz dans un réservoir est :
E=5/2 nRT pour un gaz di-atomique dont l'air est majoritairement composé, sauf erreur. C'est aussi par définition ce que l'on peut tirer d'une détente adiabatique idéale, ie sans échange d'énergie avec l'extérieur.
Le 5/2 nRT est l'énergie interne d'un gaz parfait diatomique avec 2 degrés de liberté dégelés (2 rotations) en plus des 3 ddl habituels de vitesse.
Cette énergie n'est pas une énergie potentielle, c'est une énergie cinétique microscopique et désordonnée.D'ailleurs, prenons n moles de gaz à 100°C. L'une à 10 Bar, l'autre à 1 bar, l'énergie interne n'a pas varié. Mais celle à haute pression a un avantage... Car le vrai "potentiel" d'un gaz (
et quoi qu'il faille utiliser ce mot avec précaution), c'est sa pression à condition que l'on ait la possibilité de le détendre dans une zone de plus faible pression par l'intermédiaire d'une machine volumétrique.
L'énergie potentielle d'une pierre au sommet du Puy de Dôme est toujours la même, mais ce qui est intéressant, c'est combien d'énergie a été nécessaire pour l'amener là. Et au mieux, c'est 100% de l'énergie qu'elle peut restituer en retombant au pied du Puy de Dôme. En pratique, c'est toujours moins à cause des pertes par frottements...
Si on définit l'efficacité énergétique d'un système réservoir+moteur à décompression, l'énergie en entrée est l'énergie potentielle de l'air comprimé dans le réservoir, et l'énergie en sortie est le travail mécanique en sortie du moteur.
Des que l'on n'est plus en mode "adiabatique", qui n'existe en fait jamais réellement, on observe une arrivée de chaleur depuis l'atmosphère vers le gaz qui se détend, car il est plus froid que la température du réservoir, lui-même à température atmosphérique. A l'extrême, c'est le mode isotherme.
Dans ce cas, l'énergie calorifique de l'atmosphère vient s'ajouter à l'énergie potentielle du gaz, et l'énergie en sortie est supérieure à l'énergie en entrée.
Il n'y a pas "d'énergie potentielle" dans le gaz, seulement l'énergie que tu as dépensée pour l'amener sous pression et l'énergie qu'il peut te restituer en se détendant. En comprimant à partir de l'atmosphère et et redétendant vers l'atmosphère, il est impossible d'être surunitaire, que l'on soit isotherme ou adiabatique. Au mieux de récupérer ce qu'on a injecté en travail méca.
Seulement, on a 2 options, bloquer tous les échanges de chaleurs à la compression comme à la détente (stockage adiabatique) ou au contraire thermostater à fond à la compression comme à la détente(stockage isotherme)
Rappelle-toi du diagramme de Clapeyron (ordonnée P, abscisse V) et l'intégrale des "-P dV" qui correspond au travail mécanique des forces de pression en évolution quasi-statique. L'aire sous la courbe est ce travail méca.
Bien cordialement.
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