1.Facile
Un moteur thermique reçoit 1500 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1125 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.
QH = 1500 kJQL = 1125 kJ
η = %
Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé
2.Facile
Un moteur thermique reçoit 500 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 300 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.
QH = 500 kJQL = 300 kJ
η = %
3.Moyen
Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 375 °C et une source froide à 30 °C. Il reçoit 4300 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.
TH = 375 °CTL = 30 °CQH = 4300 kJ
Wmax = kJ
4.Moyen
Un moteur thermique réversible (de Carnot) reçoit 4600 kJ de chaleur d’une source à 300 °C et en rejette 2674 kJ par cycle. Trouvez la température TL de la source froide en °C.
TH = 300 °CQH = 4600 kJQL = 2674 kJ
TL = °C
5.Difficile
Une pompe à chaleur fournit 6,5 kW de chaleur à un système de chauffage à 22 °C, en prélevant de la chaleur à une source à 10 °C. Son COP réel vaut 30 % du COP de Carnot entre ces températures. Trouvez la puissance électrique Ẇ qu’elle consomme.
TH = 22 °CTL = 10 °CηII = 30%Q̇H = 6,5 kW
Ẇ = kW
6.Difficile
Un moteur de Carnot reçoit 160 kW de chaleur d’une source à 850 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 25 °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 25 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇L extraite du congélateur.
TH = 850 °CT0 = 25 °CTL = 0 °CQ̇H = 160 kW
Q̇L = kW
Corrigé
- 1. η = 25 %
- 2. η = 40 %
- 3. Wmax = 2289 kJ
- 4. TL = 60,02 °C
- 5. Ẇ = 0,8809 kW
- 6. Q̇L = 1284 kW
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