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Sciences - Les dossiers

L'exergie
par Gary Martin dit Latour

Liens avec les principes de la thermodynamique

Pour illustrer ce terme d’exergie, raisonnons scientifiquement sur l’exemple de la température :

Soit un milieu de capacité thermique infinie (un échange thermique n’a aucun effet sur la température, comme dans la mer ou l’air ambiant). Il délivre une quantité de chaleur Qc à une température Tc constante, le tout dans un milieu extérieur à une température constante T0. La quantité de travail maximale récupérable est celle créée par une machine de Carnot fonctionnant entre ces deux températures :

Exc = Wmax = Qc x (1-T0/Tc) < 1

L’anergie, quant à elle, représente ce qu'il reste de chaleur Qc, et qui sera perdue :

Anc = Qc – Exc = Qc x T0/Tc

Finalement on met ici en avant une première notion de critère de performance appliquée à la température : le facteur de Carnot noté ?.

? = 1-T0/T => ? = Exergie/Energie


Soit en application à l’exemple précédent :

Exc = Qc x ?c et Anc = Qc x (1- ?c)

Grâce au concept d’exergie, on peut reformuler les deux premiers principes de la thermodynamique de manière lumineuse :

• Conservation de l’énergie : Au cours d’une transformation quelconque de l’énergie, la somme de l’exergie et de l’anergie est constante :

?E = ?(Ex + An) = ?Ex + ?An = 0 ;

• Dégradation de l’énergie : La proportion de l’exergie ne peut que diminuer alors que celle de l’anergie ne peut que croître :

?Ex ? 0 et ?An ? 0

Si la transformation est réversible, c'est-à-dire idéale d’un point de vue thermodynamique, les inégalités peuvent être remplacées par des égalités.
 

   L'exergie
      Introduction
      Définition(s) et unités
      Lien avec les principes de la thermodynamique
      Illustrations et exemples
      Conclusion

 

 


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