Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
chaudièreeau de refroidissementEQ̇H​ = ?Q̇L​Ẇ = 600 MW

Une centrale électrique fournit une puissance nette de 600 MW avec un rendement thermique de 55 %. Trouvez la puissance thermique Q̇H fournie par le combustible.

Ẇ = 600 MWη = 55%
Q̇H = MW
2.Facile
cuisineespace froidRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 8,5 kWẆ = 2,5 kW

Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 8,5 kW tandis que son compresseur consomme 2,5 kW. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette dans la cuisine.

Q̇L = 8,5 kWẆ = 2,5 kW
Q̇H = kW
3.Moyen
TH​ = 675 °CTL​ = ?EQH​ = 1000 kJQL​ = 293 kJW

Un moteur thermique réversible (de Carnot) reçoit 1000 kJ de chaleur d’une source à 675 °C et en rejette 293 kJ par cycle. Trouvez la température TL de la source froide en °C.

TH = 675 °CQH = 1000 kJQL = 293 kJ
TL = °C
4.Moyen
TH​ = 425 °CTL​ = ?EQH​ = 4600 kJQL​ = 2063 kJW

Un moteur thermique réversible (de Carnot) reçoit 4600 kJ de chaleur d’une source à 425 °C et en rejette 2063 kJ par cycle. Trouvez la température TL de la source froide en °C.

TH = 425 °CQH = 4600 kJQL = 2063 kJ
TL = °C
5.Difficile
TH​ = 22 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 12 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur maintient une maison à 22 °C alors qu’il fait -10 °C dehors, en fournissant 12 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 22 °CTL = -10 °CQ̇H = 12 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
TH​ = 750 °CTL​ = 10 °CEQH​ = 1100 kJQL​ = 704 kJW = 396 kJ

Un moteur thermique reçoit 1100 kJ de chaleur d’une source à 750 °C, produit 396 kJ de travail et rejette le reste vers une source à 10 °C, par cycle. Trouvez l’entropie totale créée Sgen par cycle.

TH = 750 °CTL = 10 °CQH = 1100 kJW = 396 kJ
Sgen = kJ/K

Corrigé

  1. 1. Q̇H = 1091 MW
  2. 2. Q̇H = 11 kW
  3. 3. TL = 4,658 °C
  4. 4. TL = 39,96 °C
  5. 5. Ẇmin = 1,301 kW
  6. 6. Sgen = 1,411 kJ/K

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