Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
chaudièreeau de refroidissementEQ̇H​ = ?Q̇L​Ẇ = 400 MW

Une centrale électrique fournit une puissance nette de 400 MW avec un rendement thermique de 25 %. Trouvez la puissance thermique Q̇H fournie par le combustible.

Ẇ = 400 MWη = 25%
Q̇H = MW
2.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 3700 kJQL​ = 2590 kJW

Un moteur thermique reçoit 3700 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 2590 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.

QH = 3700 kJQL = 2590 kJ
η = %
3.Moyen
TH​ = 750 °CTL​ = 35 °CEQH​QL​η = 28%

Un moteur thermique reçoit de la chaleur d’une source à 750 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 35 °C. Son rendement thermique réel est de 28 %. Trouvez son rendement exergétique ηII, rapport du rendement réel au rendement de Carnot.

TH = 750 °CTL = 35 °Cη = 28%
ηII = %
4.Moyen
TH​ = 625 °CTL​ = ?EQH​ = 4400 kJQL​ = 1436 kJW

Un moteur thermique réversible (de Carnot) reçoit 4400 kJ de chaleur d’une source à 625 °C et en rejette 1436 kJ par cycle. Trouvez la température TL de la source froide en °C.

TH = 625 °CQH = 4400 kJQL = 1436 kJ
TL = °C
5.Difficile
TH​ = 32 °CTL​ = -25 °CRQ̇H​Q̇L​ = 4 kWẆ

Un réfrigérateur maintient son compartiment à -25 °C dans une cuisine à 32 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 4 kW. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COPmax.

TH = 32 °CTL = -25 °CQ̇L = 4 kW
COPmax =
6.Difficile
TH​ = 28 °CTL​ = -20 °CRQ̇H​Q̇L​ = 2,5 kWẆ = ?

Un réfrigérateur maintient son compartiment à -20 °C dans une cuisine à 28 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 2,5 kW. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 28 °CTL = -20 °CQ̇L = 2,5 kW
Ẇmin = kW

Corrigé

  1. 1. Q̇H = 1600 MW
  2. 2. η = 30 %
  3. 3. ηII = 40,07 %
  4. 4. TL = 19,97 °C
  5. 5. COPmax = 4,354
  6. 6. Ẇmin = 0,474 kW

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