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 55 %. Trouvez la puissance thermique Q̇L rejetée vers l’eau de refroidissement.

Ẇ = 400 MWη = 55%
Q̇L = MW
2.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 3900 kJQL​ = 2535 kJW

Un moteur thermique reçoit 3900 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 2535 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.

QH = 3900 kJQL = 2535 kJ
η = %
3.Moyen
TH​ = 800 °CTL​ = ?EQH​ = 800 kJQL​ = 245 kJW

Un moteur thermique réversible (de Carnot) reçoit 800 kJ de chaleur d’une source à 800 °C et en rejette 245 kJ par cycle. Trouvez la température TL de la source froide en °C.

TH = 800 °CQH = 800 kJQL = 245 kJ
TL = °C
4.Moyen
TH​ = 775 °CTL​ = 35 °CEQH​QL​W

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 775 °C et une source froide à 35 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.

TH = 775 °CTL = 35 °C
ηmax = %
5.Difficile
TH​ = 21 °CTL​ = 5 °CHPQ̇H​ = 8 kWQ̇L​Ẇ

Une pompe à chaleur maintient une maison à 21 °C alors qu’il fait 5 °C dehors, en fournissant 8 kW de chaleur à la maison. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COPmax.

TH = 21 °CTL = 5 °CQ̇H = 8 kW
COPmax =
6.Difficile
TH​ = 20 °CTL​ = 7 °CHPQ̇H​ = 7 kWQ̇L​Ẇ

Une pompe à chaleur maintient une maison à 20 °C alors qu’il fait 7 °C dehors, en fournissant 7 kW de chaleur à la maison. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COPmax.

TH = 20 °CTL = 7 °CQ̇H = 7 kW
COPmax =

Corrigé

  1. 1. Q̇L = 327,3 MW
  2. 2. η = 35 %
  3. 3. TL = 55,5 °C
  4. 4. ηmax = 70,6 %
  5. 5. COPmax = 18,38
  6. 6. COPmax = 22,55

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