Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 1500 kJQL​ = 900 kJW

Un moteur thermique reçoit 1500 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 900 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.

QH = 1500 kJQL = 900 kJ
η = %
2.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 3600 kJQL​ = 2340 kJW = ?

Un moteur thermique reçoit 3600 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 2340 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.

QH = 3600 kJQL = 2340 kJ
W = kJ
3.Moyen
TH​ = 625 °CTL​ = 30 °CEQH​QL​W

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 625 °C et une source froide à 30 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.

TH = 625 °CTL = 30 °C
ηmax = %
4.Moyen
TH​ = 450 °CTL​ = 20 °CEQH​QL​W

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 450 °C et une source froide à 20 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.

TH = 450 °CTL = 20 °C
ηmax = %
5.Difficile
TH​ = 22 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 12 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur fournit 12 kW de chaleur à un système de chauffage à 22 °C, en prélevant de la chaleur à une source à -10 °C. Son COP réel vaut 30 % du COP de Carnot entre ces températures. Trouvez la puissance électrique Ẇ qu’elle consomme.

TH = 22 °CTL = -10 °CηII = 30%Q̇H = 12 kW
Ẇ = kW
6.Difficile
TH​ = 35 °CTL​ = -18 °CRQ̇H​Q̇L​ = 5 kWẆ = ?

Un réfrigérateur maintient son compartiment à -18 °C dans une cuisine à 35 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 5 kW. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 35 °CTL = -18 °CQ̇L = 5 kW
Ẇmin = kW

Corrigé

  1. 1. η = 40 %
  2. 2. W = 1260 kJ
  3. 3. ηmax = 66,25 %
  4. 4. ηmax = 59,46 %
  5. 5. Ẇ = 4,337 kW
  6. 6. Ẇmin = 1,039 kW

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