Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
chaudièreeau de refroidissementEQ̇H​Q̇L​ = ?Ẇ = 400 MW

Une centrale électrique fournit une puissance nette de 400 MW avec un rendement thermique de 50 %. Trouvez la puissance thermique Q̇L rejetée vers l’eau de refroidissement.

Ẇ = 400 MWη = 50%
Q̇L = MW
2.Facile
cuisineespace froidRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 0,84 kWẆ = 0,2 kW

Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 0,84 kW tandis que son compresseur consomme 0,2 kW. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette dans la cuisine.

Q̇L = 0,84 kWẆ = 0,2 kW
Q̇H = kW
3.Moyen
TH​ = 28 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 1 kWẆ

Un réfrigérateur réversible maintient une chambre froide à 4 °C en extrayant 1 kW de chaleur, et rejette de la chaleur vers l’environnement à 28 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette.

TL = 4 °CTH = 28 °CQ̇L = 1 kW
Q̇H = kW
4.Moyen
TH​ = 225 °CTL​ = ?EQH​ = 1500 kJQL​ = 822 kJW

Un moteur thermique réversible (de Carnot) reçoit 1500 kJ de chaleur d’une source à 225 °C et en rejette 822 kJ par cycle. Trouvez la température TL de la source froide en °C.

TH = 225 °CQH = 1500 kJQL = 822 kJ
TL = °C
5.Difficile
TH​ = 32 °CTL​ = 5 °CRQ̇H​Q̇L​ = 1,5 kWẆ

Un réfrigérateur maintient son compartiment à 5 °C dans une cuisine à 32 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 1,5 kW. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COPmax.

TH = 32 °CTL = 5 °CQ̇L = 1,5 kW
COPmax =
6.Difficile
TH​ = 20 °CTL​ = 5 °CHPQ̇H​ = 4 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur maintient une maison à 20 °C alors qu’il fait 5 °C dehors, en fournissant 4 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 20 °CTL = 5 °CQ̇H = 4 kW
Ẇmin = kW

Corrigé

  1. 1. Q̇L = 400 MW
  2. 2. Q̇H = 1,04 kW
  3. 3. Q̇H = 1,087 kW
  4. 4. TL = −0,1638 °C
  5. 5. COPmax = 10,3
  6. 6. Ẇmin = 0,2047 kW

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