Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 3600 kJQL​ = 2340 kJW

Un moteur thermique reçoit 3600 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 2340 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.

QH = 3600 kJQL = 2340 kJ
η = %
2.Facile
chaudièreeau de refroidissementEQ̇H​ = ?Q̇L​Ẇ = 400 MW

Une centrale électrique fournit une puissance nette de 400 MW avec un rendement thermique de 35 %. Trouvez la puissance thermique Q̇H fournie par le combustible.

Ẇ = 400 MWη = 35%
Q̇H = MW
3.Moyen
TH​ = 400 °CTL​ = 35 °CEQH​QL​η = 38%

Un moteur thermique reçoit de la chaleur d’une source à 400 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 35 °C. Son rendement thermique réel est de 38 %. Trouvez son rendement exergétique ηII, rapport du rendement réel au rendement de Carnot.

TH = 400 °CTL = 35 °Cη = 38%
ηII = %
4.Moyen
TH​ = 400 °CTL​ = 35 °CEQH​QL​η = 30%

Un moteur thermique reçoit de la chaleur d’une source à 400 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 35 °C. Son rendement thermique réel est de 30 %. Trouvez son rendement exergétique ηII, rapport du rendement réel au rendement de Carnot.

TH = 400 °CTL = 35 °Cη = 30%
ηII = %
5.Difficile
TH​ = 20 °CTL​ = 5 °CHPQ̇H​ = 14 kWQ̇L​Ẇ

Une pompe à chaleur maintient une maison à 20 °C alors qu’il fait 5 °C dehors, en fournissant 14 kW de chaleur à la maison. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COPmax.

TH = 20 °CTL = 5 °CQ̇H = 14 kW
COPmax =
6.Difficile
TH​ = 20 °CTL​ = 5 °CHPQ̇H​ = 15 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur maintient une maison à 20 °C alors qu’il fait 5 °C dehors, en fournissant 15 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 20 °CTL = 5 °CQ̇H = 15 kW
Ẇmin = kW

Corrigé

  1. 1. η = 35 %
  2. 2. Q̇H = 1143 MW
  3. 3. ηII = 70,08 %
  4. 4. ηII = 55,33 %
  5. 5. COPmax = 19,54
  6. 6. Ẇmin = 0,7675 kW

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