Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 1200 kJQL​ = 840 kJW = ?

Un moteur thermique reçoit 1200 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 840 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.

QH = 1200 kJQL = 840 kJ
W = kJ
2.Facile
maisonair extérieurHPQ̇H​ = 9 kWQ̇L​ = ?Ẇ

Une pompe à chaleur de coefficient de performance 4,6 fournit 9 kW de chaleur à une maison. Trouvez la puissance thermique Q̇L qu’elle prélève à l’air extérieur.

COPHP = 4,6Q̇H = 9 kW
Q̇L = kW
3.Moyen
TH​ = 750 °CTL​ = 20 °CEQH​QL​η = 29%

Un moteur thermique reçoit de la chaleur d’une source à 750 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 20 °C. Son rendement thermique réel est de 29 %. Trouvez son rendement exergétique ηII, rapport du rendement réel au rendement de Carnot.

TH = 750 °CTL = 20 °Cη = 29%
ηII = %
4.Moyen
TH​ = 700 °CTL​ = 35 °CEQH​QL​η = 44%

Un moteur thermique reçoit de la chaleur d’une source à 700 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 35 °C. Son rendement thermique réel est de 44 %. Trouvez son rendement exergétique ηII, rapport du rendement réel au rendement de Carnot.

TH = 700 °CTL = 35 °Cη = 44%
ηII = %
5.Difficile
TH​ = 21 °CTL​ = 7 °CHPQ̇H​ = 15 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur maintient une maison à 21 °C alors qu’il fait 7 °C dehors, en fournissant 15 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 21 °CTL = 7 °CQ̇H = 15 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
TH​ = 20 °CTL​ = 7 °CHPQ̇H​ = 4 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur maintient une maison à 20 °C alors qu’il fait 7 °C dehors, en fournissant 4 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 20 °CTL = 7 °CQ̇H = 4 kW
Ẇmin = kW

Corrigé

  1. 1. W = 360 kJ
  2. 2. Q̇L = 7,043 kW
  3. 3. ηII = 40,65 %
  4. 4. ηII = 64,39 %
  5. 5. Ẇmin = 0,7139 kW
  6. 6. Ẇmin = 0,1774 kW

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