Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
cuisineespace froidRQ̇H​Q̇L​ = 5,88 kWẆ = 2,1 kW

Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 5,88 kW tandis que son compresseur consomme 2,1 kW. Trouvez son coefficient de performance COPR.

Q̇L = 5,88 kWẆ = 2,1 kW
COPR =
2.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 1400 kJQL​ = 1050 kJW

Un moteur thermique reçoit 1400 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1050 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.

QH = 1400 kJQL = 1050 kJ
η = %
3.Moyen
TH​ = 550 °CTL​ = 25 °CEQH​ = 4900 kJQL​W = ?

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 550 °C et une source froide à 25 °C. Il reçoit 4900 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.

TH = 550 °CTL = 25 °CQH = 4900 kJ
Wmax = kJ
4.Moyen
TH​ = 325 °CTL​ = 35 °CEQH​ = 2100 kJQL​W = ?

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 325 °C et une source froide à 35 °C. Il reçoit 2100 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.

TH = 325 °CTL = 35 °CQH = 2100 kJ
Wmax = kJ
5.Difficile
TH​ = 25 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​Q̇L​ = 1 kWẆ = ?

Un réfrigérateur maintient son compartiment à 4 °C dans une cuisine à 25 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 1 kW. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 25 °CTL = 4 °CQ̇L = 1 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
750 °CTm​ = ?15 °CABWA​WB​

Deux moteurs de Carnot fonctionnent en série. Le moteur A reçoit de la chaleur d’une source à 750 °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 15 °C. Les deux moteurs ont le même rendement thermique. Trouvez Tm en °C.

TH = 750 °CTL = 15 °C
Tm = °C

Corrigé

  1. 1. COPR = 2,8
  2. 2. η = 25 %
  3. 3. Wmax = 3125 kJ
  4. 4. Wmax = 1018 kJ
  5. 5. Ẇmin = 0,07577 kW
  6. 6. Tm = 269,8 °C

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