Machine frigorifique : COP et limite de Carnot

Pourquoi l’écart de température pénalise-t-il la production de froid ?

Une expérience du cours de Cyril Voyant, à manipuler dans le navigateur. Revenir au chapitre et aux diapositives · Choisir une autre expérience.

La relation à comprendre

COPCarnot=Tf/(Tc−Tf), avec Tf et Tc en kelvins ; COP frigorifique=chaleur utile extraite/travail reçu.

Essayer et interpréter

Source froide à −10 °C et source chaude à +40 °C : COP maximal = 263,15/(313,15−263,15) ≈ 5,26. Avec des sources à −40 °C et +10 °C, il vaut 233,15/50 ≈ 4,66. La plage −40 à +10 °C de l’axe concerne seulement le réglage du côté froid. La borne est un maximum théorique du rapport chaleur extraite/travail fourni, pas une borne de température ni un rendement en pourcentage.

Hypothèses et limites

Machine frigorifique cyclique réversible entre deux sources : c’est une borne, pas le COP réel d’un appareil. Ne pas confondre températures des sources et températures détaillées du fluide ; ventilateurs et pertes réelles ne sont pas modélisés.

Approfondir avec le cours

Cette page isole une notion pour la rendre accessible directement. Le chapitre complet conserve le raisonnement, les autres exemples, le diaporama et la FAQ. Les valeurs de la démonstration sont calculées ou construites dans le modèle indiqué ; elles ne constituent pas de nouveaux résultats de recherche.