Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 6,27 kW tandis que son compresseur consomme 1,9 kW. Trouvez son coefficient de performance COP_R.

Un moteur thermique reçoit 3200 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 2400 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.

Un moteur thermique reçoit de la chaleur d’une source à 900 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 10 °C. Son rendement thermique réel est de 57 %. Trouvez son rendement exergétique η_II, rapport du rendement réel au rendement de Carnot.

Un moteur thermique réversible (de Carnot) reçoit 4300 kJ de chaleur d’une source à 300 °C et en rejette 2199 kJ par cycle. Trouvez la température T_L de la source froide en °C.

Une pompe à chaleur maintient une maison à 20 °C alors qu’il fait 5 °C dehors, en fournissant 14 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇ_min.

Un moteur de Carnot reçoit 50 kW de chaleur d’une source à 450 °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 0 °C et rejette lui aussi de la chaleur vers l’environnement à 25 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇_L extraite du congélateur.