1.Facile
Un moteur thermique reçoit 800 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 480 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.
QH = 800 kJQL = 480 kJ
W = kJ
Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé
2.Facile
Un moteur thermique reçoit 2800 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1540 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.
QH = 2800 kJQL = 1540 kJ
η = %
3.Moyen
Un moteur thermique réversible (de Carnot) reçoit 3300 kJ de chaleur d’une source à 600 °C et en rejette 1221 kJ par cycle. Trouvez la température TL de la source froide en °C.
TH = 600 °CQH = 3300 kJQL = 1221 kJ
TL = °C
4.Moyen
Un moteur thermique reçoit de la chaleur d’une source à 500 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 30 °C. Son rendement thermique réel est de 43 %. Trouvez son rendement exergétique ηII, rapport du rendement réel au rendement de Carnot.
TH = 500 °CTL = 30 °Cη = 43%
ηII = %
5.Difficile
Une pompe à chaleur maintient une maison à 20 °C alors qu’il fait -5 °C dehors, en fournissant 8 kW de chaleur à la maison. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COPmax.
TH = 20 °CTL = -5 °CQ̇H = 8 kW
COPmax =
6.Difficile
Une pompe à chaleur fournit 16,5 kW de chaleur à un système de chauffage à 22 °C, en prélevant de la chaleur à une source à -5 °C. Son COP réel vaut 35 % du COP de Carnot entre ces températures. Trouvez la puissance électrique Ẇ qu’elle consomme.
TH = 22 °CTL = -5 °CηII = 35%Q̇H = 16,5 kW
Ẇ = kW
Corrigé
- 1. W = 320 kJ
- 2. η = 45 %
- 3. TL = 49,92 °C
- 4. ηII = 70,73 %
- 5. COPmax = 11,73
- 6. Ẇ = 4,313 kW
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