thermodynamique (PTSI) · Chapitre 4 · Application directe du cours
L'allumage par compression (Diesel, briquet à air)
Travail et transferts thermiques · niveau 2
Énoncé
Dans un moteur Diesel, l'air est comprimé très fortement (rapport ) et rapidement avant l'injection du carburant ; aucune bougie n'est nécessaire.
- Pourquoi la compression rapide est-elle quasi adiabatique ?
- Qualitativement, pourquoi la température de l'air monte-t-elle assez pour enflammer le carburant ?
- Le « briquet à air » (piston transparent qui enflamme un bout de coton) repose sur le même principe : lequel ?
Corrigé
1. La compression dure quelques millisecondes : la chaleur n'a pas le temps de s'évacuer à travers les parois, , transformation adiabatique.
2. L'air reçoit un travail important (, forte réduction de volume) et ne cède presque rien par transfert thermique : l'énergie reçue reste dans le gaz, dont l'agitation moléculaire, donc la température, augmente fortement (plusieurs centaines de degrés), au-delà du point d'auto-inflammation du gazole. Le calcul de cette température demande le premier principe et la loi de Laplace (chapitres suivants).
3. La compression rapide, donc adiabatique, échauffe l'air assez pour enflammer le coton : même physique que le Diesel, sans étincelle.
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