Le moteur Diesel est un moteur à combustion interne dont l'allumage n'est pas commandé par des éclateurs mais une compression élevée. L'air et le carburant sont comprimés séparément, le carburant n'étant injecté que dans la chambre de combustion et progressivement. Le premier moteur de ce type a été mis au point par l'allemand R. Diesel en 1893. Il fonctionne suivant le cycle éponyme constitué de deux isentropiques, d'une isobare et d'une isochore. Plus précisément, le cycle peut être décrit en quatre temps :

1. un cylindre admet l'air seul à travers une soupape d'admission dans un volume (portion IA du cycle);

2. les soupapes sont fermées. L'injection de combustible démarre au point B et est progressive jusqu'à un point C de sorte que la pression reste constante;

3. les soupapes sont toujours fermées et les produits de la combustion subissent une détente isentropique en repoussant le piston jusqu'à sa position initiale (portion CD);

4. La soupape d'échappement s'ouvre : la pression chute brutalement(portion DA), et les gaz brûlés sont évacués.

Le cycle est caractérisé par le taux de compression volumétrique qui vaut et le rapport de détente préalable qui vaut . Les températures du mélange en A et C valent et .

1. Tracer schématiquement ce cycle de Diesel dans le diagramme de Clapeyron, en faisant figurer les 5 points I, A, B, C, et D.

2. Identifier sur le cycle les quantités de chaleur échangées et leurs signes, les travaux fournis et leurs signes, et écrire le bilan thermique sur un cycle.

3. Donner l'expression des quantités de chaleur échangées et donner l'expression de l'efficacité de ce moteur thermique. Faire l'application numérique.

4. Montrer que l'efficacité de ce moteur ne dépend que du taux de compression et du rapport de détente .

Pour l'application numérique, on considère : , et .