Principe du moteur thermique


Résumé:


On fabrique une enceinte hermétique munie d'un piston, et contenant de l'air. Cette enceinte ne peut échanger avec l'extérieur de l'énergie, que sous forme de transfert de chaleur et de travail. On va alternativement chauffer et refroidir le gaz dans le réservoir. Le gaz va se dilater ou contracter, la pression va varier, et on pourra transférer l'énergie sous forme de travail à un piston. C'est le principe de nombreux moteurs thermiques : chauffer et refroidir un gaz pour le faire travailler.

Matériel:


  • boite de café soluble vide
  • petite boite de fond de sauce, vide
  • tige en bois (diamètre 2 ou 3 mm)
  • sac plastique
  • carton plume
  • joint colle ou joint au silicone pour salle de bain.

Description du montage:


Le dispositif comporte un gros réservoir métallique, surmonté d'un petit piston qui pourra fournir un travail à l'extérieur.
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Pour fabriquer le piston, on colle un disque en carton plume sur la tige de bois.
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Puis, sur ce disque, on colle un disque découpé dans du sac plastique.
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Enfin, le piston et le disque en plastique sont fixés dans la petite boite de conserve : le piston (en vert) peut coulisser verticalement. La feuille plastique est coincée entre le bouchon de la boite et le bord de la boite.
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L'ensemble du piston est ensuite collé sur le gros réservoir (voir premier schéma)
On note la présence de trous permettant la communication du gaz entre le réservoir et le piston.
Il est TRES IMPORTANT que l'étanchéité soit assurée pour l'ensemble réservoir et piston : le gaz ne doit plus sortir de l'enceinte.
Si le gaz est chauffé puis refroidi, la succession de dilatation et contraction fournira du travail à l'extérieur.
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Exemple de mesure:


Dans l'exemple suivant, nous avons, comme dans n'importe quel type de moteur thermique, la présence d'une source chaude et d'une source froide.
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Dans la réalité, on prélève une partie du travail fourni pour assurer automatiquement la mise en contact du gaz avec les sources chaudes et froides.