T6.5. Machine à vapeur.

On adopte le modèle de machine à vapeur suivant : un système fermé constitué d'un kg d'eau sous deux phases liquide et vapeur décrit un cycle ABCD. Les évolutions BC et DA sont adiabatiques et réversibles; les évolutions AB et CD sont isothermes-isobares. On note x le titre massique en vapeur.  Les données concernant le cycle sont résumées dans le tableau ci-après.

1.        Donner l'allure du cycle dans un diagramme (s, T). Faire aussi figurer la courbe de saturation.

2.        Calculer les titres en vapeur xC et xD, les volumes massiques vC et vD, les enthalpies massiques hC et hD et les énergies internes massiques uC, uD, uA, uB.

3.        Calculer les travaux et les transferts thermiques reçus par l'eau au cours de chacune des évolutions AB, BC, CD et DA.

4.        Définir le rendement thermodynamique r de cette machine et le calculer.
Comparer r au rendement d’un moteur de  Carnot fonctionnant entre des sources à Tc = 485 K et Tf = 383 K ; commenter le résultat.