Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
cuisineespace froidRQ̇H​Q̇L​ = 6,65 kWẆ = 1,9 kW

Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 6,65 kW tandis que son compresseur consomme 1,9 kW. Trouvez son coefficient de performance COPR.

Q̇L = 6,65 kWẆ = 1,9 kW
COPR =
2.Facile
chaudièreeau de refroidissementEQ̇H​ = ?Q̇L​Ẇ = 750 MW

Une centrale électrique fournit une puissance nette de 750 MW avec un rendement thermique de 40 %. Trouvez la puissance thermique Q̇H fournie par le combustible.

Ẇ = 750 MWη = 40%
Q̇H = MW
3.Moyen
TH​ = 275 °CTL​ = 20 °CEQH​ = 1100 kJQL​W = ?

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 275 °C et une source froide à 20 °C. Il reçoit 1100 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.

TH = 275 °CTL = 20 °CQH = 1100 kJ
Wmax = kJ
4.Moyen
TH​ = 350 °CTL​ = 35 °CEQH​ = 1700 kJQL​W = ?

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 350 °C et une source froide à 35 °C. Il reçoit 1700 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.

TH = 350 °CTL = 35 °CQH = 1700 kJ
Wmax = kJ
5.Difficile
TH​ = 45 °CTL​ = 7 °CHPQ̇H​ = 14,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur fournit 14,5 kW de chaleur à un système de chauffage à 45 °C, en prélevant de la chaleur à une source à 7 °C. Son COP réel vaut 30 % du COP de Carnot entre ces températures. Trouvez la puissance électrique Ẇ qu’elle consomme.

TH = 45 °CTL = 7 °CηII = 30%Q̇H = 14,5 kW
Ẇ = kW
6.Difficile
600 °CTm​ = ?10 °CABWA​WB​

Deux moteurs de Carnot fonctionnent en série. Le moteur A reçoit de la chaleur d’une source à 600 °C et rejette de la chaleur vers une source intermédiaire à la température Tm. Le moteur B prend toute cette chaleur et rejette de la chaleur vers une source à 10 °C. Les deux moteurs produisent le même travail. Trouvez Tm en °C.

TH = 600 °CTL = 10 °C
Tm = °C

Corrigé

  1. 1. COPR = 3,5
  2. 2. Q̇H = 1875 MW
  3. 3. Wmax = 511,7 kJ
  4. 4. Wmax = 859,3 kJ
  5. 5. Ẇ = 5,773 kW
  6. 6. Tm = 305 °C

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