1.Facile
Un moteur thermique reçoit 1500 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 825 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.
QH = 1500 kJQL = 825 kJ
η = %
Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé
2.Facile
Un moteur thermique reçoit 1800 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1350 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.
QH = 1800 kJQL = 1350 kJ
η = %
3.Moyen
Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 700 °C et une source froide à 5 °C. Il reçoit 800 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.
TH = 700 °CTL = 5 °CQH = 800 kJ
Wmax = kJ
4.Moyen
Un moteur thermique réversible (de Carnot) reçoit 1700 kJ de chaleur d’une source à 375 °C et en rejette 716 kJ par cycle. Trouvez la température TL de la source froide en °C.
TH = 375 °CQH = 1700 kJQL = 716 kJ
TL = °C
5.Difficile
Deux moteurs de Carnot fonctionnent en série. Le moteur A reçoit de la chaleur d’une source à 900 °C et rejette de la chaleur vers une source intermédiaire à la température Tm. Le moteur B prend toute cette chaleur et rejette de la chaleur vers une source à 25 °C. Les deux moteurs ont le même rendement thermique. Trouvez Tm en °C.
TH = 900 °CTL = 25 °C
Tm = °C
6.Difficile
Un moteur de Carnot reçoit 140 kW de chaleur d’une source à 400 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 20 °C. Tout son travail entraîne un réfrigérateur de Carnot qui extrait de la chaleur d’un congélateur à 0 °C et rejette lui aussi de la chaleur vers l’environnement à 20 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇L extraite du congélateur.
TH = 400 °CT0 = 20 °CTL = 0 °CQ̇H = 140 kW
Q̇L = kW
Corrigé
- 1. η = 45 %
- 2. η = 25 %
- 3. Wmax = 571,3 kJ
- 4. TL = −0,1645 °C
- 5. Tm = 318,3 °C
- 6. Q̇L = 1079 kW
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