1.Facile
Un moteur thermique reçoit 900 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 585 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.
QH = 900 kJQL = 585 kJ
η = %
Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé
2.Facile
Une centrale électrique fournit une puissance nette de 100 MW avec un rendement thermique de 38 %. Trouvez la puissance thermique Q̇H fournie par le combustible.
Ẇ = 100 MWη = 38%
Q̇H = MW
3.Moyen
Un réfrigérateur réversible maintient une chambre froide à -20 °C en extrayant 1,5 kW de chaleur, et rejette de la chaleur vers l’environnement à 30 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette.
TL = -20 °CTH = 30 °CQ̇L = 1,5 kW
Q̇H = kW
4.Moyen
Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 625 °C et une source froide à 10 °C. Il reçoit 5000 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.
TH = 625 °CTL = 10 °CQH = 5000 kJ
Wmax = kJ
5.Difficile
Une pompe à chaleur maintient une maison à 21 °C alors qu’il fait 0 °C dehors, en fournissant 15 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.
TH = 21 °CTL = 0 °CQ̇H = 15 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
Un moteur thermique reçoit 700 kJ de chaleur d’une source à 300 °C, produit 280 kJ de travail et rejette le reste vers une source à 15 °C, par cycle. Trouvez l’entropie totale créée Sgen par cycle.
TH = 300 °CTL = 15 °CQH = 700 kJW = 280 kJ
Sgen = kJ/K
Corrigé
- 1. η = 35 %
- 2. Q̇H = 263,2 MW
- 3. Q̇H = 1,796 kW
- 4. Wmax = 3424 kJ
- 5. Ẇmin = 1,071 kW
- 6. Sgen = 0,2363 kJ/K
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