Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
maisonair extérieurHPQ̇H​ = 10,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur de coefficient de performance 3,4 fournit 10,5 kW de chaleur à une maison. Trouvez la puissance électrique Ẇ qu’elle consomme.

COPHP = 3,4Q̇H = 10,5 kW
Ẇ = kW
2.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 4000 kJQL​ = 3200 kJW

Un moteur thermique reçoit 4000 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 3200 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.

QH = 4000 kJQL = 3200 kJ
η = %
3.Moyen
TH​ = 275 °CTL​ = 5 °CEQH​QL​W

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 275 °C et une source froide à 5 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.

TH = 275 °CTL = 5 °C
ηmax = %
4.Moyen
TH​ = 525 °CTL​ = 20 °CEQH​ = 2500 kJQL​W = ?

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 525 °C et une source froide à 20 °C. Il reçoit 2500 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.

TH = 525 °CTL = 20 °CQH = 2500 kJ
Wmax = kJ
5.Difficile
TH​ = 35 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​Q̇L​ = 3 kWẆ

Un réfrigérateur maintient son compartiment à 4 °C dans une cuisine à 35 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 3 kW. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COPmax.

TH = 35 °CTL = 4 °CQ̇L = 3 kW
COPmax =
6.Difficile
TH​ = 30 °CTL​ = -20 °CRQ̇H​Q̇L​ = 1,5 kWẆ = ?

Un réfrigérateur maintient son compartiment à -20 °C dans une cuisine à 30 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 1,5 kW. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 30 °CTL = -20 °CQ̇L = 1,5 kW
Ẇmin = kW

Corrigé

  1. 1. Ẇ = 3,088 kW
  2. 2. η = 20 %
  3. 3. ηmax = 49,26 %
  4. 4. Wmax = 1582 kJ
  5. 5. COPmax = 8,94
  6. 6. Ẇmin = 0,2963 kW

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