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​ = 4000 kJQL​ = 2400 kJW

Un moteur thermique reçoit 4000 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 2400 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.

QH = 4000 kJQL = 2400 kJ
η = %
2.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 4700 kJQL​ = 3525 kJW

Un moteur thermique reçoit 4700 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 3525 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.

QH = 4700 kJQL = 3525 kJ
η = %
3.Moyen
TH​ = 40 °CTL​ = 0 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 6,5 kWẆ

Un réfrigérateur réversible maintient une chambre froide à 0 °C en extrayant 6,5 kW de chaleur, et rejette de la chaleur vers l’environnement à 40 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette.

TL = 0 °CTH = 40 °CQ̇L = 6,5 kW
Q̇H = kW
4.Moyen
TH​ = 20 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 1 kWẆ

Un réfrigérateur réversible maintient une chambre froide à 4 °C en extrayant 1 kW de chaleur, et rejette de la chaleur vers l’environnement à 20 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette.

TL = 4 °CTH = 20 °CQ̇L = 1 kW
Q̇H = kW
5.Difficile
TH​ = 400 °CT0​ = 27 °CTL​ = -5 °CERWQ̇H​ = 150 kWQ̇L​ = ?

Un moteur de Carnot reçoit 150 kW de chaleur d’une source à 400 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 27 °C. Tout son travail entraîne un réfrigérateur de Carnot qui extrait de la chaleur d’un congélateur à -5 °C et rejette lui aussi de la chaleur vers l’environnement à 27 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇L extraite du congélateur.

TH = 400 °CT0 = 27 °CTL = -5 °CQ̇H = 150 kW
Q̇L = kW
6.Difficile
TH​ = 22 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 6 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur maintient une maison à 22 °C alors qu’il fait -10 °C dehors, en fournissant 6 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 22 °CTL = -10 °CQ̇H = 6 kW
Ẇmin = kW

Corrigé

  1. 1. η = 40 %
  2. 2. η = 25 %
  3. 3. Q̇H = 7,452 kW
  4. 4. Q̇H = 1,058 kW
  5. 5. Q̇L = 696,5 kW
  6. 6. Ẇmin = 0,6505 kW

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