Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
maisonair extérieurHPQ̇H​ = 13 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur de coefficient de performance 4,5 fournit 13 kW de chaleur à une maison. Trouvez la puissance électrique Ẇ qu’elle consomme.

COPHP = 4,5Q̇H = 13 kW
Ẇ = kW
2.Facile
cuisineespace froidRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 4,76 kWẆ = 1,7 kW

Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 4,76 kW tandis que son compresseur consomme 1,7 kW. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette dans la cuisine.

Q̇L = 4,76 kWẆ = 1,7 kW
Q̇H = kW
3.Moyen
TH​ = 425 °CTL​ = 10 °CEQH​QL​W

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 425 °C et une source froide à 10 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.

TH = 425 °CTL = 10 °C
ηmax = %
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​ = 20 °CTL​ = 7 °CHPQ̇H​ = 12 kWQ̇L​Ẇ

Une pompe à chaleur maintient une maison à 20 °C alors qu’il fait 7 °C dehors, en fournissant 12 kW de chaleur à la maison. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COPmax.

TH = 20 °CTL = 7 °CQ̇H = 12 kW
COPmax =
6.Difficile
TH​ = 30 °CTL​ = 5 °CRQ̇H​Q̇L​ = 3,5 kWẆ = ?

Un réfrigérateur maintient son compartiment à 5 °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 = 5 °CQ̇L = 3,5 kW
Ẇmin = kW

Corrigé

  1. 1. Ẇ = 2,889 kW
  2. 2. Q̇H = 6,46 kW
  3. 3. ηmax = 59,44 %
  4. 4. ηmax = 70,6 %
  5. 5. COPmax = 22,55
  6. 6. Ẇmin = 0,3146 kW

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