Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 1700 kJQL​ = 1190 kJW = ?

Un moteur thermique reçoit 1700 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1190 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.

QH = 1700 kJQL = 1190 kJ
W = kJ
2.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 1500 kJQL​ = 1050 kJW = ?

Un moteur thermique reçoit 1500 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1050 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.

QH = 1500 kJQL = 1050 kJ
W = kJ
3.Moyen
TH​ = 525 °CTL​ = 40 °CEQH​ = 5000 kJQL​W = ?

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 525 °C et une source froide à 40 °C. Il reçoit 5000 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.

TH = 525 °CTL = 40 °CQH = 5000 kJ
Wmax = kJ
4.Moyen
TH​ = 35 °CTL​ = -30 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 6 kWẆ

Un réfrigérateur réversible maintient une chambre froide à -30 °C en extrayant 6 kW de chaleur, et rejette de la chaleur vers l’environnement à 35 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette.

TL = -30 °CTH = 35 °CQ̇L = 6 kW
Q̇H = kW
5.Difficile
TH​ = 900 °CTL​ = 25 °CEQH​ = 1500 kJQL​ = 600 kJW = 900 kJ

Un moteur thermique reçoit 1500 kJ de chaleur d’une source à 900 °C, produit 900 kJ de travail et rejette le reste vers une source à 25 °C, par cycle. Trouvez l’entropie totale créée Sgen par cycle.

TH = 900 °CTL = 25 °CQH = 1500 kJW = 900 kJ
Sgen = kJ/K
6.Difficile
TH​ = 21 °CTL​ = 7 °CHPQ̇H​ = 13 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur maintient une maison à 21 °C alors qu’il fait 7 °C dehors, en fournissant 13 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 21 °CTL = 7 °CQ̇H = 13 kW
Ẇmin = kW

Corrigé

  1. 1. W = 510 kJ
  2. 2. W = 450 kJ
  3. 3. Wmax = 3038 kJ
  4. 4. Q̇H = 7,604 kW
  5. 5. Sgen = 0,7338 kJ/K
  6. 6. Ẇmin = 0,6187 kW

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