Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

Un moteur thermique reçoit 4900 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 2695 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.

Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 3,85 kW tandis que son compresseur consomme 1,1 kW. Trouvez la puissance thermique Q̇_H qu’il rejette dans la cuisine.

Un moteur thermique réversible (de Carnot) reçoit 1300 kJ de chaleur d’une source à 400 °C et en rejette 605 kJ par cycle. Trouvez la température T_L de la source froide en °C.

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 225 °C et une source froide à 5 °C. Il reçoit 2500 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal W_max qu’il pourrait produire.

Une pompe à chaleur maintient une maison à 20 °C alors qu’il fait -5 °C dehors, en fournissant 7 kW de chaleur à la maison. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COP_max.

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 35 °C. Les deux moteurs ont le même rendement thermique. Trouvez T_m en °C.