Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

Une centrale électrique fournit une puissance nette de 150 MW avec un rendement thermique de 50 %. Trouvez la puissance thermique Q̇_L rejetée vers l’eau de refroidissement.

Un moteur thermique reçoit 4800 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 2880 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.

Un moteur thermique reçoit de la chaleur d’une source à 650 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 35 °C. Son rendement thermique réel est de 43 %. Trouvez son rendement exergétique η_II, rapport du rendement réel au rendement de Carnot.

Un moteur thermique réversible (de Carnot) reçoit 2000 kJ de chaleur d’une source à 575 °C et en rejette 738 kJ par cycle. Trouvez la température T_L de la source froide en °C.

Un moteur de Carnot reçoit 180 kW de chaleur d’une source à 1000 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 20 °C. Tout son travail entraîne un réfrigérateur de Carnot qui extrait de la chaleur d’un congélateur à -30 °C et rejette lui aussi de la chaleur vers l’environnement à 20 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇_L extraite du congélateur.

Une pompe à chaleur maintient une maison à 22 °C alors qu’il fait 7 °C dehors, en fournissant 7 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇ_min.