1.Facile
Un moteur thermique reçoit 1100 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 715 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.
QH = 1100 kJQL = 715 kJ
W = kJ
Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé
2.Facile
Une pompe à chaleur de coefficient de performance 3 fournit 19 kW de chaleur à une maison. Trouvez la puissance thermique Q̇L qu’elle prélève à l’air extérieur.
COPHP = 3Q̇H = 19 kW
Q̇L = kW
3.Moyen
Un moteur thermique réversible (de Carnot) reçoit 500 kJ de chaleur d’une source à 700 °C et en rejette 148 kJ par cycle. Trouvez la température TL de la source froide en °C.
TH = 700 °CQH = 500 kJQL = 148 kJ
TL = °C
4.Moyen
Un réfrigérateur réversible maintient une chambre froide à -5 °C en extrayant 2,5 kW de chaleur, et rejette de la chaleur vers l’environnement à 30 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette.
TL = -5 °CTH = 30 °CQ̇L = 2,5 kW
Q̇H = kW
5.Difficile
Un moteur thermique reçoit 500 kJ de chaleur d’une source à 550 °C, produit 155 kJ de travail et rejette le reste vers une source à 40 °C, par cycle. Trouvez l’entropie totale créée Sgen par cycle.
TH = 550 °CTL = 40 °CQH = 500 kJW = 155 kJ
Sgen = kJ/K
6.Difficile
Un réfrigérateur maintient son compartiment à -18 °C dans une cuisine à 32 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 2,5 kW. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.
TH = 32 °CTL = -18 °CQ̇L = 2,5 kW
Ẇmin = kW
Corrigé
- 1. W = 385 kJ
- 2. Q̇L = 12,67 kW
- 3. TL = 14,9 °C
- 4. Q̇H = 2,826 kW
- 5. Sgen = 0,4943 kJ/K
- 6. Ẇmin = 0,4899 kW
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