Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 1700 kJQL​ = 1190 kJW = ?

Un moteur thermique reçoit 1700 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1190 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.

QH = 1700 kJQL = 1190 kJ
W = kJ
2.Facile
chaudièreeau de refroidissementEQ̇H​Q̇L​ = ?Ẇ = 50 MW

Une centrale électrique fournit une puissance nette de 50 MW avec un rendement thermique de 55 %. Trouvez la puissance thermique Q̇L rejetée vers l’eau de refroidissement.

Ẇ = 50 MWη = 55%
Q̇L = MW
3.Moyen
TH​ = 275 °CTL​ = ?EQH​ = 2500 kJQL​ = 1314 kJW

Un moteur thermique réversible (de Carnot) reçoit 2500 kJ de chaleur d’une source à 275 °C et en rejette 1314 kJ par cycle. Trouvez la température TL de la source froide en °C.

TH = 275 °CQH = 2500 kJQL = 1314 kJ
TL = °C
4.Moyen
TH​ = 300 °CTL​ = 25 °CEQH​ = 4400 kJQL​W = ?

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 300 °C et une source froide à 25 °C. Il reçoit 4400 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.

TH = 300 °CTL = 25 °CQH = 4400 kJ
Wmax = kJ
5.Difficile
TH​ = 35 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​Q̇L​ = 4 kWẆ = ?

Un réfrigérateur maintient son compartiment à 4 °C dans une cuisine à 35 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 4 kW. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 35 °CTL = 4 °CQ̇L = 4 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
TH​ = 28 °CTL​ = -10 °CRQ̇H​Q̇L​ = 1,5 kWẆ = ?

Un réfrigérateur maintient son compartiment à -10 °C dans une cuisine à 28 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 1,5 kW. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 28 °CTL = -10 °CQ̇L = 1,5 kW
Ẇmin = kW

Corrigé

  1. 1. W = 510 kJ
  2. 2. Q̇L = 40,91 MW
  3. 3. TL = 14,96 °C
  4. 4. Wmax = 2111 kJ
  5. 5. Ẇmin = 0,4474 kW
  6. 6. Ẇmin = 0,2166 kW

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