Annales des Mines (1878, série 7, volume 14)
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THÉORIE DES MACHINES A FROID.
THÉORIE DES MACHINES A FROID.
Si le cycle parcouru est un cycle dit de Carnot, c'est-àdire si les lignes V, et sont des courbes adiabatiques,
ture finale T, est différente de la température initale To et l'on a
124
On a:
T1T0
T1
T
T,
T,'
On peut donc écrire le rendement
Dans ce cas, le rendement d'une machine motrice,
c'est-à-dire la quantité de travail développée par calorie empruntée à la source chaude, est, quel que soit le corps qui sert d'intermédiaire
GT, T A
T,
Ce rendement est d'autant plus grand que l'écart des températures extrêmes est plus considérable, et il augmente quand la température T, augmente, To restant constant.
Le rendement de la machine à froid est le rapport du nombre de calories négatives disponibles au travail dépensé
pour obtenir le refroidissement. Il est donc égal à 2. et
l'on a: Q
AQ
A
T,
T°
125
.
Ce résultat est indépendant de la nature du corps employé. A l'inverse des machines motrices, les machines à froid ont donc un rendement d'autant plus grand que l'écart entre les températures initiale et finale est plus faible et que la température finale est plus élevée.
Dans une machine refroidissante à vapeur, To est la température absolue finale minimum que l'on obtiendra dans l'appareil. Dans une machine à gaz, cette tempéra-
T, To
On voit que, dans l'une et l'autre machine, le rendement diminue à mesure que l'on obtient une température finale plus basse. Théoriquement, il n'y a donc aucun avantage à employer les gaz plutôt que les vapeurs pour produire du froid quand la compression se fait sans addition ni soustraction de chaleur. Le choix du corps intermédiaire sera déterminé par des considérations pratiques résultant de sa nature physique, telles que le plus ou moins de facilité qu'offre son emploi, les pressions extrêmes que celui-ci comporte pour donner un effet utile déterminé, etc. L'air offre ce double avantage qu'on peut se le procurer partout et que l'on peut faire varier à volonté la pression supérieure de marche, indépendamment de la température du réfrigérant. Mais il a l'inconvénient grave d'être encombrant, c'est-à-dire que pour produire un effet utile déterminé, on devra faire passer des volumes considérables par les appareils et que ceux-ci devront par conséquent avoir de très-grandes dimensions. Pour un même effet utile obtenu, les liquides permettront au contraire de donner des dimensions beaucoup plus faibles aux appareils; mais, en revanche, il faut se les procurer au prix d'une certaine dépense.
De plus, la pression supérieure de marche est déterminée à l'avance par la température du réfrigérant et,