Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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1.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 1300 kJQL​ = 1040 kJW

Un moteur thermique reçoit 1300 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1040 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.

QH = 1300 kJQL = 1040 kJ
η = %
2.Facile
chaudièreeau de refroidissementEQ̇H​Q̇L​ = ?Ẇ = 150 MW

Une centrale électrique fournit une puissance nette de 150 MW avec un rendement thermique de 25 %. Trouvez la puissance thermique Q̇L rejetée vers l’eau de refroidissement.

Ẇ = 150 MWη = 25%
Q̇L = MW
3.Moyen
TH​ = 325 °CTL​ = 30 °CEQH​QL​W

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 325 °C et une source froide à 30 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.

TH = 325 °CTL = 30 °C
ηmax = %
4.Moyen
TH​ = 425 °CTL​ = 10 °CEQH​QL​W

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 425 °C et une source froide à 10 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.

TH = 425 °CTL = 10 °C
ηmax = %
5.Difficile
TH​ = 21 °CTL​ = 7 °CHPQ̇H​ = 11 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur maintient une maison à 21 °C alors qu’il fait 7 °C dehors, en fournissant 11 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 21 °CTL = 7 °CQ̇H = 11 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
1150 °CTm​ = ?15 °CABWA​WB​

Deux moteurs de Carnot fonctionnent en série. Le moteur A reçoit de la chaleur d’une source à 1150 °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 15 °C. Les deux moteurs produisent le même travail. Trouvez Tm en °C.

TH = 1150 °CTL = 15 °C
Tm = °C

Corrigé

  1. 1. η = 20 %
  2. 2. Q̇L = 450 MW
  3. 3. ηmax = 49,32 %
  4. 4. ηmax = 59,44 %
  5. 5. Ẇmin = 0,5235 kW
  6. 6. Tm = 582,5 °C

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