Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
cuisineespace froidRQ̇H​Q̇L​ = 6,67 kWẆ = 2,9 kW

Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 6,67 kW tandis que son compresseur consomme 2,9 kW. Trouvez son coefficient de performance COPR.

Q̇L = 6,67 kWẆ = 2,9 kW
COPR =
2.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 2200 kJQL​ = 1430 kJW

Un moteur thermique reçoit 2200 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1430 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.

QH = 2200 kJQL = 1430 kJ
η = %
3.Moyen
TH​ = 35 °CTL​ = 0 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 7 kWẆ

Un réfrigérateur réversible maintient une chambre froide à 0 °C en extrayant 7 kW de chaleur, et rejette de la chaleur vers l’environnement à 35 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette.

TL = 0 °CTH = 35 °CQ̇L = 7 kW
Q̇H = kW
4.Moyen
TH​ = 650 °CTL​ = 25 °CEQH​QL​W

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 650 °C et une source froide à 25 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.

TH = 650 °CTL = 25 °C
ηmax = %
5.Difficile
TH​ = 32 °CTL​ = 2 °CRQ̇H​Q̇L​ = 4 kWẆ = ?

Un réfrigérateur maintient son compartiment à 2 °C dans une cuisine à 32 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 4 kW. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 32 °CTL = 2 °CQ̇L = 4 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
TH​ = 21 °CTL​ = 0 °CHPQ̇H​ = 5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur fournit 5 kW de chaleur à un système de chauffage à 21 °C, en prélevant de la chaleur à une source à 0 °C. Son COP réel vaut 50 % du COP de Carnot entre ces températures. Trouvez la puissance électrique Ẇ qu’elle consomme.

TH = 21 °CTL = 0 °CηII = 50%Q̇H = 5 kW
Ẇ = kW

Corrigé

  1. 1. COPR = 2,3
  2. 2. η = 35 %
  3. 3. Q̇H = 7,897 kW
  4. 4. ηmax = 67,7 %
  5. 5. Ẇmin = 0,4361 kW
  6. 6. Ẇ = 0,7139 kW

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