Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs gratuite et imprimable : 6 exercices, du niveau facile au niveau examen, avec corrigé. Imprimez-la ou enregistrez-la en PDF.

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 3100 kJQL​ = 1705 kJW

Un moteur thermique reçoit 3100 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1705 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.

QH = 3100 kJQL = 1705 kJ
η = %
2.Facile
maisonair extérieurHPQ̇H​ = 7,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur de coefficient de performance 3,3 fournit 7,5 kW de chaleur à une maison. Trouvez la puissance électrique Ẇ qu’elle consomme.

COPHP = 3,3Q̇H = 7,5 kW
Ẇ = kW
3.Moyen
TH​ = 550 °CTL​ = 25 °CEQH​QL​η = 45%

Un moteur thermique reçoit de la chaleur d’une source à 550 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 25 °C. Son rendement thermique réel est de 45 %. Trouvez son rendement exergétique ηII, rapport du rendement réel au rendement de Carnot.

TH = 550 °CTL = 25 °Cη = 45%
ηII = %
4.Moyen
TH​ = 350 °CTL​ = 30 °CEQH​QL​η = 33%

Un moteur thermique reçoit de la chaleur d’une source à 350 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 30 °C. Son rendement thermique réel est de 33 %. Trouvez son rendement exergétique ηII, rapport du rendement réel au rendement de Carnot.

TH = 350 °CTL = 30 °Cη = 33%
ηII = %
5.Difficile
TH​ = 22 °CTL​ = 2 °CHPQ̇H​ = 5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur fournit 5 kW de chaleur à un système de chauffage à 22 °C, en prélevant de la chaleur à une source à 2 °C. Son COP réel vaut 50 % du COP de Carnot entre ces températures. Trouvez la puissance électrique Ẇ qu’elle consomme.

TH = 22 °CTL = 2 °CηII = 50%Q̇H = 5 kW
Ẇ = kW
6.Difficile
TH​ = 45 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 8,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur fournit 8,5 kW de chaleur à un système de chauffage à 45 °C, en prélevant de la chaleur à une source à -10 °C. Son COP réel vaut 50 % du COP de Carnot entre ces températures. Trouvez la puissance électrique Ẇ qu’elle consomme.

TH = 45 °CTL = -10 °CηII = 50%Q̇H = 8,5 kW
Ẇ = kW

Corrigé

  1. 1. η = 45 %
  2. 2. Ẇ = 2,273 kW
  3. 3. ηII = 70,56 %
  4. 4. ηII = 64,26 %
  5. 5. Ẇ = 0,6776 kW
  6. 6. Ẇ = 2,939 kW

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