Le moteur Stirling

1. Le moteur Stirling Explications de son fonctionnement

2. 1 Déplacement du gaz Un grand volume de gaz est chassé vers le bas du contenant (becher). Variation de température Comme la base du contenant est à haute température, ce volume de gaz se réchauffe. Variation de pression L’augmentation de la température du gaz déplacé engendre l'accroissement de la pression globale du système. (Le volume est quasi constant) p1 p2 ----- = ------- T1 T2 Travail effectué L’augmentation du volume du gaz provoque un déplacement vers le haut de la bielle du piston moteur. À ce moment, le vilebrequin est dans la position idéale pour recevoir la force qui provoque la rotation du moteur. Force appliquée La pression du gaz est captée par le piston moteur (membrane). Celle-ci applique alors une force vers le haut sur le vilebrequin par l’entremise de la tringle et de la bielle. Force = Pression · Surface Travail = Force · Déplacement Variation du volume Le volume de gaz du système augmente et engendre une légère diminution de la pression. (La température est quasi constante) p1 · V1 = p2 · V2

3. Déplacement du gaz Un grand volume de gaz est chassé vers le bas du contenant (becher). Variation de température Comme la base du contenant est à haute température, ce volume de gaz se réchauffe. Variation de pression L’augmentation de la température du gaz déplacé engendre l'accroissement de la pression globale du système. (Le volume est quasi constant) p1 p2 ----- = ------- T1 T2 Travail effectué L’augmentation du volume du gaz provoque un déplacement vers le haut de la bielle du piston moteur. À ce moment, le vilebrequin est dans la position idéale pour recevoir la force qui provoque la rotation du moteur. Force appliquée La pression du gaz est captée par le piston moteur (membrane). Celle-ci applique alors une force vers le haut sur le vilebrequin par l’entremise de la tringle et de la bielle. 1 Force = Pression · Surface Travail = Force · Déplacement Variation du volume Le volume de gaz du système augmente et engendre une légère diminution de la pression. (La température est quasi constante) p1 · V1 = p2 · V2

4. 2 Travail effectué À ce moment précis la force appliquée par le piston ne provoque aucun déplacement. Le vilebrequin est dans une position où la transformation du mouvement est impossible. Le moteur tourne alors sur son élan grâce à son volant d’inertie. Travail = Force · Déplacement Travail = Force · 0 m Travail = 0 N·m

5. 3 Déplacement du gaz Un grand volume de gaz est chassé vers le haut du contenant (becher). Variation de température Comme le haut du contenant est à basse température, ce volume de gaz se refroidi. Variation de pression La diminution de la température du gaz déplacé engendre l'abaissement de la pression globale du système. (Le volume est quasi constant) p1 p2 ----- = ------- T1 T2 Travail effectué La diminution du volume du gaz provoque un déplacement vers le bas de la bielle du piston moteur. À ce moment, le vilebrequin est dans la position idéale pour recevoir la force qui provoque la rotation du moteur. Force appliquée La pression du gaz est captée par le piston moteur (membrane). Celle-ci applique alors une force vers le bas sur le vilebrequin par l’entremise de la tringle et de la bielle. Force = Pression · Surface Travail = Force · Déplacement Variation du volume Le volume de gaz du système diminue et engendre une légère augmentation de la pression. (La température est quasi constante) p1 · V1 = p2 · V2

6. Déplacement du gaz Un grand volume de gaz est chassé vers le haut du contenant (becher). Variation de température Comme le haut du contenant est à basse température, ce volume de gaz se refroidi. Variation de pression La diminution de la température du gaz déplacé engendre l'abaissement de la pression globale du système. (Le volume est quasi constant) p1 p2 ----- = ------- T1 T2 Travail effectué La diminution du volume du gaz provoque un déplacement vers le bas de la bielle du piston moteur. À ce moment, le vilebrequin est dans la position idéale pour recevoir la force qui provoque la rotation du moteur. Force appliquée La pression du gaz est captée par le piston moteur (membrane). Celle-ci applique alors une force vers le bas sur le vilebrequin par l’entremise de la tringle et de la bielle. 3 Force = Pression · Surface Travail = Force · Déplacement Variation du volume Le volume de gaz du système diminue et engendre une légère augmentation de la pression. (La température est quasi constante) p1 · V1 = p2 · V2

7. 4 Travail effectué À ce moment précis la force appliquée par le piston ne provoque aucun déplacement. Le vilebrequin est dans une position où la transformation du mouvement est impossible. Le moteur tourne alors sur son élan grâce à son volant d’inertie. Travail = Force · Déplacement Travail = Force · 0 m Travail = 0 N·m

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28. N.B. La loi de Charles (effet de la température sur le volume d’un gaz) peut être utilisée lors d’une explication. Cependant, elle constitue un raccourci qui rend l’explication moins étoffée. En effet, comme la pression n’y est pas présente, les forces appliquées risquent de ne pas être abordées. Loi de Charles V1 V2 ----- = ------- T1 T2