1.Facile
Un moteur thermique reçoit 3600 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 2520 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.
QH = 3600 kJQL = 2520 kJ
W = kJ
Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé
2.Facile
Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 2,8 kW tandis que son compresseur consomme 1,4 kW. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette dans la cuisine.
Q̇L = 2,8 kWẆ = 1,4 kW
Q̇H = kW
3.Moyen
Un moteur thermique réversible (de Carnot) reçoit 1000 kJ de chaleur d’une source à 575 °C et en rejette 375 kJ par cycle. Trouvez la température TL de la source froide en °C.
TH = 575 °CQH = 1000 kJQL = 375 kJ
TL = °C
4.Moyen
Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 300 °C et une source froide à 10 °C. Il reçoit 1200 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.
TH = 300 °CTL = 10 °CQH = 1200 kJ
Wmax = kJ
5.Difficile
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 Tm. Le moteur B prend toute cette chaleur et rejette de la chaleur vers une source à 30 °C. Les deux moteurs ont le même rendement thermique. Trouvez Tm en °C.
TH = 850 °CTL = 30 °C
Tm = °C
6.Difficile
Une pompe à chaleur fournit 8 kW de chaleur à un système de chauffage à 22 °C, en prélevant de la chaleur à une source à 2 °C. Son COP réel vaut 45 % du COP de Carnot entre ces températures. Trouvez la puissance électrique Ẇ qu’elle consomme.
TH = 22 °CTL = 2 °CηII = 45%Q̇H = 8 kW
Ẇ = kW
Corrigé
- 1. W = 1080 kJ
- 2. Q̇H = 4,2 kW
- 3. TL = 44,91 °C
- 4. Wmax = 607,2 kJ
- 5. Tm = 310,4 °C
- 6. Ẇ = 1,205 kW
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