Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
maisonair extérieurHPQ̇H​ = 16 kWQ̇L​ = ?Ẇ

Une pompe à chaleur de coefficient de performance 4,7 fournit 16 kW de chaleur à une maison. Trouvez la puissance thermique Q̇L qu’elle prélève à l’air extérieur.

COPHP = 4,7Q̇H = 16 kW
Q̇L = kW
2.Facile
chaudièreeau de refroidissementEQ̇H​Q̇L​ = ?Ẇ = 200 MW

Une centrale électrique fournit une puissance nette de 200 MW avec un rendement thermique de 55 %. Trouvez la puissance thermique Q̇L rejetée vers l’eau de refroidissement.

Ẇ = 200 MWη = 55%
Q̇L = MW
3.Moyen
TH​ = 275 °CTL​ = 20 °CEQH​ = 1900 kJQL​W = ?

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 275 °C et une source froide à 20 °C. Il reçoit 1900 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.

TH = 275 °CTL = 20 °CQH = 1900 kJ
Wmax = kJ
4.Moyen
TH​ = 30 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 4,5 kWẆ

Un réfrigérateur réversible maintient une chambre froide à 4 °C en extrayant 4,5 kW de chaleur, et rejette de la chaleur vers l’environnement à 30 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette.

TL = 4 °CTH = 30 °CQ̇L = 4,5 kW
Q̇H = kW
5.Difficile
TH​ = 20 °CTL​ = 7 °CHPQ̇H​ = 5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur maintient une maison à 20 °C alors qu’il fait 7 °C dehors, en fournissant 5 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 20 °CTL = 7 °CQ̇H = 5 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
TH​ = 25 °CTL​ = -18 °CRQ̇H​Q̇L​ = 4 kWẆ = ?

Un réfrigérateur maintient son compartiment à -18 °C dans une cuisine à 25 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 4 kW. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 25 °CTL = -18 °CQ̇L = 4 kW
Ẇmin = kW

Corrigé

  1. 1. Q̇L = 12,6 kW
  2. 2. Q̇L = 163,6 MW
  3. 3. Wmax = 883,9 kJ
  4. 4. Q̇H = 4,922 kW
  5. 5. Ẇmin = 0,2217 kW
  6. 6. Ẇmin = 0,6741 kW

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