Rendement d'un moteur thermique et pertes

Terminale Technologique · Physique-Chimie Terminale Technologique

À retenir

• = E_utileE_consommée, sans unité, compris entre 0 et 1. • Conservation : E_consommée = E_utile + E_pertes. • E_pertes = (1 - ) E_consommée. • Les pertes d'un moteur thermique sont surtout thermiques (échappement, refroidissement).

Le cours

1. Définition du rendement Le rendement (lettre grecque êta) d'un convertisseur est le rapport de l'énergie utile qu'il fournit à l'énergie qu'il consomme. Pour un moteur thermique : = E_utileE_consommée = E_m/Q C'est un nombre sans unité, compris entre 0 et 1, souvent exprimé en pourcentage. On peut aussi l'écrire avec des puissances : = P_utileP_consommée. 2. Conservation de l'énergie et pertes L'énergie ne disparaît pas : elle est convertie. La part non utile constitue les pertes : E_consommée = E_utile + E_pertes E_pertes = (1 - ) E_consommée 3. Nature des pertes • Pertes thermiques, de loin les plus importantes : chaleur emportée par les gaz d'échappement et par le circuit de refroidissement, chaleur rayonnée par le bloc moteur. • Pertes mécaniques : frottements des pistons, des paliers et de la distribution. • Accessoires : énergie prélevée pour entraîner la pompe à eau, l'alternateur… 4. Ordres de grandeur Moteur à essence : 25 à 35\,\% ; moteur Diesel de voiture : 35 à 42\,\% ; gros moteur Diesel de navire : jusqu'à environ 50\,\%. Même un moteur idéal ne pourrait pas atteindre 100\,\% : il doit céder une partie de la chaleur au milieu extérieur. Un rendement de moteur de voiture supérieur à 50\,\% doit faire soupçonner une erreur.

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