Il est impossible de construire un appareil qui fonctionne dans un cycle et ne produit aucun autre effet que le transfert de chaleur d'un seul réservoir et les performances d'une quantité équivalente de travail.
Voici pourquoi cela signifie que l'efficacité à 100% est impossible:
* Moteurs de chaleur et conversion d'énergie: Les moteurs thermiques fonctionnent en convertissant l'énergie thermique d'un réservoir à haute température (comme le carburant de brûlure) en travaux mécaniques. Ils le font en transférant une partie de la chaleur vers un réservoir à moins température (comme l'environnement), "gaspillant" une partie de l'énergie thermique.
* Augmentation de l'entropie: La deuxième loi de la thermodynamique indique également que l'entropie (une mesure du trouble) augmente toujours dans un système isolé. Dans un moteur thermique, une partie de l'énergie thermique est toujours perdue dans l'environnement, augmentant son entropie. Cela signifie que le processus ne peut pas être parfaitement réversible et une certaine énergie est toujours perdue.
Implications pratiques:
* Efficacité carnot: Le cycle Carnot est un cycle thermodynamique théorique qui définit l'efficacité maximale possible d'un moteur thermique fonctionnant entre deux températures. Cette efficacité est toujours inférieure à 100% et est calculée comme suit:
Efficacité =1 - (t_cold / t_hot)
où t_cold et t_hot sont les températures des réservoirs froids et chauds, respectivement.
* Moteurs du monde réel: Les moteurs de chaleur du monde réel, comme ceux des voitures et des centrales électriques, ont des efficacités beaucoup plus bas que la limite de carnot en raison de facteurs tels que la frottement, la perte de chaleur et les inefficacités dans la combustion.
En résumé, les lois fondamentales de la thermodynamique dictent que l'efficacité de 100% dans un moteur thermique est impossible. Nous ne pouvons que nous efforcer d'améliorer l'efficacité des moteurs thermiques, mais il y aura toujours une certaine énergie comme chaleur dans l'environnement.
