Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

Une centrale électrique fournit une puissance nette de 300 MW avec un rendement thermique de 40 %. Trouvez la puissance thermique Q̇_H fournie par le combustible.

Une pompe à chaleur de coefficient de performance 4,1 fournit 6 kW de chaleur à une maison. Trouvez la puissance thermique Q̇_L qu’elle prélève à l’air extérieur.

Un réfrigérateur réversible maintient une chambre froide à -20 °C en extrayant 9,5 kW de chaleur, et rejette de la chaleur vers l’environnement à 20 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇_H qu’il rejette.

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 250 °C et une source froide à 30 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible η_max.

Deux moteurs de Carnot fonctionnent en série. Le moteur A reçoit de la chaleur d’une source à 850 °C et rejette de la chaleur vers une source intermédiaire à la température T_m. Le moteur B prend toute cette chaleur et rejette de la chaleur vers une source à 40 °C. Les deux moteurs ont le même rendement thermique. Trouvez T_m en °C.

Une pompe à chaleur maintient une maison à 20 °C alors qu’il fait 0 °C dehors, en fournissant 6 kW de chaleur à la maison. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COP_max.