1.Facile
Une pompe à chaleur de coefficient de performance 4 fournit 13 kW de chaleur à une maison. Trouvez la puissance thermique Q̇L qu’elle prélève à l’air extérieur.
COPHP = 4Q̇H = 13 kW
Q̇L = kW
Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé
2.Facile
Un moteur thermique reçoit 2000 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1200 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.
QH = 2000 kJQL = 1200 kJ
η = %
3.Moyen
Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 775 °C et une source froide à 20 °C. Il reçoit 3000 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.
TH = 775 °CTL = 20 °CQH = 3000 kJ
Wmax = kJ
4.Moyen
Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 675 °C et une source froide à 15 °C. Il reçoit 2800 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.
TH = 675 °CTL = 15 °CQH = 2800 kJ
Wmax = kJ
5.Difficile
Un moteur de Carnot reçoit 190 kW de chaleur d’une source à 950 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 30 °C. Tout son travail entraîne un réfrigérateur de Carnot qui extrait de la chaleur d’un congélateur à -30 °C et rejette lui aussi de la chaleur vers l’environnement à 30 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇L extraite du congélateur.
TH = 950 °CT0 = 30 °CTL = -30 °CQ̇H = 190 kW
Q̇L = kW
6.Difficile
Une pompe à chaleur maintient une maison à 21 °C alors qu’il fait 0 °C dehors, en fournissant 11 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.
TH = 21 °CTL = 0 °CQ̇H = 11 kW
Ẇmin = kW
Corrigé
- 1. Q̇L = 9,75 kW
- 2. η = 40 %
- 3. Wmax = 2161 kJ
- 4. Wmax = 1949 kJ
- 5. Q̇L = 579,1 kW
- 6. Ẇmin = 0,7853 kW
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