Dans ce moteur thermique, de l’eau décrit un cycle de transformations. L’eau reçoit de la chaleur (le flux de chaleur est
)
d’une chaudière (source de chaleur) et fournit pendant l’unité
de temps le travail 
à
la turbine.1)1) Définir le rendement
du moteur thermique.1)2) Montrer que l’on doit nécessairement disposer d’une source froide pour réaliser un moteur (pour cela on écrira les premier et second principes de la Thermodynamique pour un cycle avec une seule source de chaleur et on démontrera que l’eau ne peut fournir du travail à la turbine).
1)3) En écrivant les premier et second principes pour un cycle avec deux sources de chaleur à températures
(
), montrer que
le rendement du moteur est tel que
1)4) Est-il possible d’obtenir un rendement du moteur thermique égal à 1 même en l’absence de tout frottement et de toutes fuites thermiques ?
. Les rendements
de l’alternateur et du moteur thermique actionnant la turbine sont respectivement
.
en fonction de 
.
fourni à l’eau de refroidissement est égal à 1684
MW.
en kg/s de l’eau de refroidissement (on rappelle la loi de calorimétrie
dans une transformation à pression constante 
;
la capacité calorifique massique de l’eau liquide est 
).
est séparée
de l’eau de refroidissement (que, par simplification, nous prendrons uniforme
et égale à 
)
par une paroi d’épaisseur L répondant à l’hypothèse
de " mur thermique ".
est la conductivité thermique de la paroi et L = 0,15 m
son épaisseur, déduire la densité de flux de chaleur
traversant
la paroi et la surface d’échange nécessaire pour le flux
de chaleur