Efficacité du cycle de Carnot

Dans un cycle de Carnot, les grandeurs connues sont la température du réservoir chaud, T-h, et la température du réservoir froid, T-c.

Le gaz parfait absorbe la chaleur Q-h lors de sa dilatation isotherme en T-h et rejette la chaleur Q-c lors de sa compression isotherme en T-c.

Comme l’énergie interne d’un gaz parfait ne dépend que de sa température, elle reste constante pendant ces deux étapes. En utilisant la première loi de la thermodynamique, la chaleur absorbée peut être calculée. Alors que Q-h dépend des volumes de gaz avant et après la dilatation, Q-c dépend des volumes de gaz avant et après la contraction.

Pour les processus adiabatiques du cycle de Carnot, la relation entre la température et le volume des gaz peut être utilisée. Les quatre équations peuvent être combinées pour relier le rapport entre la chaleur échangée et les températures des réservoirs.

Combiné à l’expression de l’efficacité d’un moteur thermique, il implique que l’efficacité d’un cycle de Carnot ne dépend que des températures T-c et T-h.