Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

Une centrale électrique fournit une puissance nette de 200 MW avec un rendement thermique de 42 %. Trouvez la puissance thermique Q̇_H fournie par le combustible.

Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 5,59 kW tandis que son compresseur consomme 1,3 kW. Trouvez son coefficient de performance COP_R.

Un moteur thermique reçoit de la chaleur d’une source à 800 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 15 °C. Son rendement thermique réel est de 44 %. Trouvez son rendement exergétique η_II, rapport du rendement réel au rendement de Carnot.

Un moteur thermique réversible (de Carnot) reçoit 3800 kJ de chaleur d’une source à 775 °C et en rejette 1099 kJ par cycle. Trouvez la température T_L de la source froide en °C.

Une pompe à chaleur maintient une maison à 21 °C alors qu’il fait 7 °C dehors, en fournissant 12 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇ_min.

Deux moteurs de Carnot fonctionnent en série. Le moteur A reçoit de la chaleur d’une source à 850 °C et rejette de la chaleur vers une source intermédiaire à la température T_m. Le moteur B prend toute cette chaleur et rejette de la chaleur vers une source à 25 °C. Les deux moteurs ont le même rendement thermique. Trouvez T_m en °C.