Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
cuisineespace froidRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 4,64 kWẆ = 2,9 kW

Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 4,64 kW tandis que son compresseur consomme 2,9 kW. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette dans la cuisine.

Q̇L = 4,64 kWẆ = 2,9 kW
Q̇H = kW
2.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 1300 kJQL​ = 1040 kJW = ?

Un moteur thermique reçoit 1300 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1040 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.

QH = 1300 kJQL = 1040 kJ
W = kJ
3.Moyen
TH​ = 500 °CTL​ = 35 °CEQH​ = 1200 kJQL​W = ?

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 500 °C et une source froide à 35 °C. Il reçoit 1200 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.

TH = 500 °CTL = 35 °CQH = 1200 kJ
Wmax = kJ
4.Moyen
TH​ = 275 °CTL​ = 25 °CEQH​QL​W

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 275 °C et une source froide à 25 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.

TH = 275 °CTL = 25 °C
ηmax = %
5.Difficile
TH​ = 21 °CTL​ = 7 °CHPQ̇H​ = 7 kWQ̇L​Ẇ = ?

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

TH = 21 °CTL = 7 °CQ̇H = 7 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
TH​ = 28 °CTL​ = -20 °CRQ̇H​Q̇L​ = 5 kWẆ

Un réfrigérateur maintient son compartiment à -20 °C dans une cuisine à 28 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 5 kW. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COPmax.

TH = 28 °CTL = -20 °CQ̇L = 5 kW
COPmax =

Corrigé

  1. 1. Q̇H = 7,54 kW
  2. 2. W = 260 kJ
  3. 3. Wmax = 721,7 kJ
  4. 4. ηmax = 45,61 %
  5. 5. Ẇmin = 0,3332 kW
  6. 6. COPmax = 5,274

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