En résumé, le travail que nous obtiendrons par transformation d’énergie thermique retombera ensuite presque intégralement à l’état d’énergie thermique.
3. Production de travail dans les évolutions thermiques. — Considérons un des procédés les plus rudimentaires de production de travail par une évolution thermique. Pour relever un mur qui menace ruine, on peut relier ce mur à un autre mur parallèle par une barre de fer, chauffer cette barre et serrer alors les écrous de fixation : la barre, en se refroidissant, se raccourcira et relèvera le mur en exerçant sur lui des efforts de traction très puissants qui fournissent un travail important malgré la petitesse du déplacement.
Cet exemple est intéressant à envisager pour son apparence paradoxale. Dans l’opération ainsi isolée, il n’y a pas, en effet, transformation d’énergie thermique en travail. Tout au contraire, la barre a cédé de la chaleur à l’extérieur, en même temps qu’elle fournissait du travail. Nous savons que nous devrons chercher l’équivalent de cette double fourniture d’énergie dans une diminution simultanée d’énergie potentielle interne.
C’est en effet l’énergie potentielle élastique qui assure un bilan correct. En chauffant la barre, c’est-à-dire en augmentant l’énergie cinétique de ses molécules, nous provoquons une augmentation de leur écartement moyen, contre les forces d’attraction mutuelles. Nous créons donc simultanément une réserve d’énergie potentielle élastique, capable de nous fournir, au refroidissement, du travail, lorsque les agrafages dans les deux murs gêneront le retour de la barre à ses dimensions normales.
Si nous voulions, avec cette barre, obtenir du travail de façon continue, nous pourrions l’utiliser comme une bielle pivotant à une de ses extrémités et commandant à l’autre extrémité une manivelle de petit rayon. Des échauffements et refroidissements alternatifs pourraient donner, en principe, un mouvement de rotation de la manivelle entraînant une machine. Nous aurions alors les phases d’allongement, où la chaleur fournie à la barre donnerait en même temps du travail et de l’énergie potentielle élastique, et les phases de raccourcissement où l’énergie potentielle diminuerait en donnant en même temps du travail et de la chaleur (cédée par la barre).
