Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
chaudièreeau de refroidissementEQ̇H​ = ?Q̇L​Ẇ = 50 MW

Une centrale électrique fournit une puissance nette de 50 MW avec un rendement thermique de 33 %. Trouvez la puissance thermique Q̇H fournie par le combustible.

Ẇ = 50 MWη = 33%
Q̇H = MW
2.Facile
chaudièreeau de refroidissementEQ̇H​Q̇L​ = ?Ẇ = 750 MW

Une centrale électrique fournit une puissance nette de 750 MW avec un rendement thermique de 42 %. Trouvez la puissance thermique Q̇L rejetée vers l’eau de refroidissement.

Ẇ = 750 MWη = 42%
Q̇L = MW
3.Moyen
TH​ = 725 °CTL​ = 35 °CEQH​QL​W

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 725 °C et une source froide à 35 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.

TH = 725 °CTL = 35 °C
ηmax = %
4.Moyen
TH​ = 28 °CTL​ = 5 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 6 kWẆ

Un réfrigérateur réversible maintient une chambre froide à 5 °C en extrayant 6 kW de chaleur, et rejette de la chaleur vers l’environnement à 28 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette.

TL = 5 °CTH = 28 °CQ̇L = 6 kW
Q̇H = kW
5.Difficile
TH​ = 30 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​Q̇L​ = 3,5 kWẆ = ?

Un réfrigérateur maintient son compartiment à 4 °C dans une cuisine à 30 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 3,5 kW. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 30 °CTL = 4 °CQ̇L = 3,5 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
TH​ = 1000 °CT0​ = 25 °CTL​ = -15 °CERWQ̇H​ = 10 kWQ̇L​ = ?

Un moteur de Carnot reçoit 10 kW de chaleur d’une source à 1000 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 25 °C. Tout son travail entraîne un réfrigérateur de Carnot qui extrait de la chaleur d’un congélateur à -15 °C et rejette lui aussi de la chaleur vers l’environnement à 25 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇L extraite du congélateur.

TH = 1000 °CT0 = 25 °CTL = -15 °CQ̇H = 10 kW
Q̇L = kW

Corrigé

  1. 1. Q̇H = 151,5 MW
  2. 2. Q̇L = 1036 MW
  3. 3. ηmax = 69,13 %
  4. 4. Q̇H = 6,496 kW
  5. 5. Ẇmin = 0,3283 kW
  6. 6. Q̇L = 49,42 kW

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