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G. 3I0URET — L'ENTROPIE, SA MESURE ET SES VARIATIONS 



ramène à son élat initiai. Les sources sont, d'une 

 part, les composés gazeux à haute température 

 contenus dans le foyer et les tubes, et provenant 

 de la combustion du charbon; d'autre part, l'air, 

 le condenseur et les organes de la machine qui 

 concourent au refroidissement de la vapeur et de 

 l'eau condensée. 



Parmi les machines thermiques, il convient de 

 signaler les machines réversibles, c'est-à-dire celles 

 à l'état complet d'équilibre intérieur et extérieur 

 et qui, comme les sources, ne sont susceptibles que 

 de transformations réversibles. Les opérations 

 faites avec ces machines ne sont cependant pas 

 nécessairement réversibles; elles sont irréversibles 

 s'il existe des écarts finis de température entre la 

 machine et toute source à laquelle elle emprunte 

 ou cède de la chaleur. 



Les machines thermiques réversibles sont des 

 machines toutes théoriques, comme le sont d'ail- 

 leurs les types de machines étudiés dans la Méca- 

 nique rationnelle. Leur fonctionnement réversible 

 est aussi tout théorique. Mais quoique, en Méca- 

 nique, et par suite des habitudes acquises, la ré- 

 versibilité du fonctionnement d'une machine soit 

 une chose admise sans hésitation, il n'en est pas 

 de même dans le cas des machines thermiques, et 

 il est peut-être utile de rappeler ici les explica- 

 tions usuelles sur ce point. Nous y trouverons 

 d'ailleurs l'occasion d'énoncer les deux dernières 

 des lois fondamentales de la chaleur. 



Soit le cas le plus simple de deux sources, et 

 d'une machine qui n'absorbe ou ne dégage de 

 chaleur qu'à température constante. 



La machine est d'abord mise, à l'état A, en con- 

 tact avec la source chaude à une température T, 

 supérieure à celle de la machine. Puis on opère la 

 détente de ia machine de manière à maintenir la 

 température constante au fur et à mesure que la 

 machine absorbe, par conduction, la chaleur 

 empruntée à la source. La machine suit donc l'iso- 

 therme AB (hg. "2), et emprunte finalement une 

 quantité de chaleur égale à q. On l'isole ensuite de 

 la source, par voie adia- 

 batique, et l'on conti- 

 nue la détente, de ma- 

 nière (ligne BB') à a- 

 baisserla température, 

 sans toutefoisquecelle- 

 ci devienne égale à la 

 température de la sour- 

 ce froide. On amène a- 

 lors la machine en con- 

 tact avec cette source, 

 compression graduelle 

 en maintenant la température constante au fur 

 et à mesure que la machine cède de la chaleur i 



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s l'on exerce ime 



à la source froide. On arrête l'opération à un 

 moment convenablement choisi, de manière à 

 pouvoir faire revenir la machine à l'étal A, en 

 l'isolant de la source froide et continuant la com- 

 pression par voie adiabatique. 



Ainsi, après avoir, dans son contact avec la 

 source froide, suivi l'isotherme B'A', la machine suit 

 l'adiabatique A'A, et a, en définitive, accompli le 

 cycle fermé réversible A BB' A'. En suivant ce cycle, 

 qui la ramène à son état initial, la machine a 

 emprunté à la source chaude une chaleur q^ et cédé 

 à la source froide une chaleur q' . 



Voilà un exemple simple d'opération irréver- 

 sible, accompli sur un système de sources par 

 une machine thermique réversible. Or, quelle que 

 soit la nature de la machine, l'expérience prouve 

 qu'on ne peut la ramener à son état initial qu'à la 

 condition de céder de la chaleur à la source froidi' 

 si l'on a emprunté de îa chaleur à la source 

 chaude. 



Pour concevoir l'opération toute théorique d'é- 

 change réversible de chaleur entre des sources, il 

 faut examiner ce qui se passe quand on n'établit, 

 entre la machine et les sources, que de très faibles 

 écarts de température. Ayant accompli la première 

 opération ABB'A', il est-possible d'accomplir une 

 opération presque semblable, mais de sens opposé, 

 en abaissant par voie adiabatique la température 

 de la machine jusqu'à ce qu'elle soit légèrement 

 inférieure à celle de la source froide ; puis, après 

 que la machine a emprunté à la source la cha- 

 leur i/',, égale à ç' ou peu dift'érente de (?', on relève 

 sa température jusqu'à ce qu'elle soit légèrement 

 supéi'ieure à celle de la source chaude, et alors la 

 machine revient à son état initial en cédant à cette 

 source une certaine quantité de chaleur </,, peu dif- 

 férente de q. Si l'on rend les écarts de température 

 de plus en plus petits, et sil'onfait tendre les quan- 

 tités 17', (j-',, etc. vers une limite commune Q', les 

 quantités q, q\, etc. auront une limite Q, en vertu 

 de la loi de continuité des phénomènes physiques. 

 Ces quantités, mathématiquement définies, Q etQ', 

 peuvent donc être considérées comme la limite 

 commune des résultats dus à des opérations de 

 sens inverse, et l'on peut abréger le langage et les 

 raisonnements, en les considérant elles-mêmes 

 comme le résultat d'un échange réversible de cha- 

 leur, opération fictive^ accomplie à l'aide d'une 

 machine thermique fonctionnant aux températures 

 mêmes des sources. Le cycle suivi dans ces con- 

 ditions ei formé de deux isothermes et de deux 

 adiabatiques est dit cycle de Carnot, et l'on remar- 

 quera que. comme conséquence de ce qui a lieu 

 dans le cas du cycle suivi par voie irréversible, les 



' C'est, en Mécaniciuc, co qu'on aiipellorait une oi)i5ration 

 virtuelle. 



