1.Facile
Un moteur thermique reçoit 1000 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 600 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.
QH = 1000 kJQL = 600 kJ
W = kJ
Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé
2.Facile
Un moteur thermique reçoit 5000 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 3750 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.
QH = 5000 kJQL = 3750 kJ
W = kJ
3.Moyen
Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 700 °C et une source froide à 5 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.
TH = 700 °CTL = 5 °C
ηmax = %
4.Moyen
Un moteur thermique réversible (de Carnot) reçoit 1700 kJ de chaleur d’une source à 775 °C et en rejette 459 kJ par cycle. Trouvez la température TL de la source froide en °C.
TH = 775 °CQH = 1700 kJQL = 459 kJ
TL = °C
5.Difficile
Une pompe à chaleur fournit 19 kW de chaleur à un système de chauffage à 45 °C, en prélevant de la chaleur à une source à -5 °C. Son COP réel vaut 35 % du COP de Carnot entre ces températures. Trouvez la puissance électrique Ẇ qu’elle consomme.
TH = 45 °CTL = -5 °CηII = 35%Q̇H = 19 kW
Ẇ = kW
6.Difficile
Un moteur de Carnot reçoit 40 kW de chaleur d’une source à 850 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 27 °C. Tout son travail entraîne un réfrigérateur de Carnot qui extrait de la chaleur d’un congélateur à -5 °C et rejette lui aussi de la chaleur vers l’environnement à 27 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇L extraite du congélateur.
TH = 850 °CT0 = 27 °CTL = -5 °CQ̇H = 40 kW
Q̇L = kW
Corrigé
- 1. W = 400 kJ
- 2. W = 1250 kJ
- 3. ηmax = 71,42 %
- 4. TL = 9,851 °C
- 5. Ẇ = 8,531 kW
- 6. Q̇L = 245,6 kW
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