1.Facile
Un moteur thermique reçoit 2700 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1485 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.
QH = 2700 kJQL = 1485 kJ
W = kJ
Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé
2.Facile
Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 4,59 kW tandis que son compresseur consomme 2,7 kW. Trouvez son coefficient de performance COPR.
Q̇L = 4,59 kWẆ = 2,7 kW
COPR =
3.Moyen
Un moteur thermique réversible (de Carnot) reçoit 2500 kJ de chaleur d’une source à 350 °C et en rejette 1156 kJ par cycle. Trouvez la température TL de la source froide en °C.
TH = 350 °CQH = 2500 kJQL = 1156 kJ
TL = °C
4.Moyen
Un réfrigérateur réversible maintient une chambre froide à -5 °C en extrayant 3,5 kW de chaleur, et rejette de la chaleur vers l’environnement à 25 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette.
TL = -5 °CTH = 25 °CQ̇L = 3,5 kW
Q̇H = kW
5.Difficile
Un moteur thermique reçoit 3200 kJ de chaleur d’une source à 600 °C, produit 1024 kJ de travail et rejette le reste vers une source à 35 °C, par cycle. Trouvez l’entropie totale créée Sgen par cycle.
TH = 600 °CTL = 35 °CQH = 3200 kJW = 1024 kJ
Sgen = kJ/K
6.Difficile
Une pompe à chaleur fournit 13,5 kW de chaleur à un système de chauffage à 45 °C, en prélevant de la chaleur à une source à 7 °C. Son COP réel vaut 55 % du COP de Carnot entre ces températures. Trouvez la puissance électrique Ẇ qu’elle consomme.
TH = 45 °CTL = 7 °CηII = 55%Q̇H = 13,5 kW
Ẇ = kW
Corrigé
- 1. W = 1215 kJ
- 2. COPR = 1,7
- 3. TL = 14,99 °C
- 4. Q̇H = 3,892 kW
- 5. Sgen = 3,397 kJ/K
- 6. Ẇ = 2,932 kW
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