La compression ou la détente d’un gaz peut se faire sans échange de chaleur ou au contraire avec refroidissement ou réchauffage, ce qui correspond à deux cas extrêmes théoriques : la compression ou la détente adiabatique réversible, donc isentropique, et la compression ou la détente isothermique réversible. Entre les deux, il existe une infinité de possibilités de transformations réversibles : les compressions ou les détentes polytropiques.
Dans l’étude qui suit, on négligera toujours les variations d’énergie cinétique et d’énergie potentielle. En effet :
d’une part, la masse volumique d’un gaz étant très faible, sa variation d’énergie potentielle est toujours négligeable dans les opérations de compression ou de détente ;
d’autre part, malgré la variation de masse volumique, on supposera que les vitesses d’entrée et de sortie du fluide dans la machine sont suffisamment proches pour pouvoir négliger la variation d’énergie cinétique.
Rappelons également que l’énergie mécanique échangée entre le gaz et la machine de compression ou de détente correspond à ce qui a été appelé travail technique.
Pour un gaz parfait idéal (GPI) en évolution adiabatique réversible, donc isentropique, on sait que (cf. article Diagrammes thermodynamiques. Généralités ) :
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avec γ = c p /c v , c v étant la capacité thermique massique sous volume constant du gaz. Dans la suite, γ sera dit : coefficient isentropique, bien que cette appellation ne soit rigoureuse que dans le cas spécifique du GPI.
Compte tenu de l’équation...
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