1.Facile
Un moteur thermique reçoit 3800 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 2280 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.
QH = 3800 kJQL = 2280 kJ
η = %
Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé
2.Facile
Un moteur thermique reçoit 4600 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 2530 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.
QH = 4600 kJQL = 2530 kJ
W = kJ
3.Moyen
Un moteur thermique reçoit de la chaleur d’une source à 400 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 15 °C. Son rendement thermique réel est de 34 %. Trouvez son rendement exergétique ηII, rapport du rendement réel au rendement de Carnot.
TH = 400 °CTL = 15 °Cη = 34%
ηII = %
4.Moyen
Un moteur thermique réversible (de Carnot) reçoit 3200 kJ de chaleur d’une source à 800 °C et en rejette 814 kJ par cycle. Trouvez la température TL de la source froide en °C.
TH = 800 °CQH = 3200 kJQL = 814 kJ
TL = °C
5.Difficile
Un moteur de Carnot reçoit 120 kW de chaleur d’une source à 700 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 20 °C. Tout son travail entraîne un réfrigérateur de Carnot qui extrait de la chaleur d’un congélateur à -25 °C et rejette lui aussi de la chaleur vers l’environnement à 20 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇L extraite du congélateur.
TH = 700 °CT0 = 20 °CTL = -25 °CQ̇H = 120 kW
Q̇L = kW
6.Difficile
Une pompe à chaleur maintient une maison à 20 °C alors qu’il fait 2 °C dehors, en fournissant 5 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.
TH = 20 °CTL = 2 °CQ̇H = 5 kW
Ẇmin = kW
Corrigé
- 1. η = 40 %
- 2. W = 2070 kJ
- 3. ηII = 59,45 %
- 4. TL = −0,1675 °C
- 5. Q̇L = 462,4 kW
- 6. Ẇmin = 0,307 kW
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