Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 2700 kJQL​ = 1890 kJW = ?

Un moteur thermique reçoit 2700 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1890 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.

QH = 2700 kJQL = 1890 kJ
W = kJ
2.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 3800 kJQL​ = 2850 kJW = ?

Un moteur thermique reçoit 3800 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 2850 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.

QH = 3800 kJQL = 2850 kJ
W = kJ
3.Moyen
TH​ = 35 °CTL​ = -10 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 3 kWẆ

Un réfrigérateur réversible maintient une chambre froide à -10 °C en extrayant 3 kW de chaleur, et rejette de la chaleur vers l’environnement à 35 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette.

TL = -10 °CTH = 35 °CQ̇L = 3 kW
Q̇H = kW
4.Moyen
TH​ = 725 °CTL​ = 40 °CEQH​ = 2400 kJQL​W = ?

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 725 °C et une source froide à 40 °C. Il reçoit 2400 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.

TH = 725 °CTL = 40 °CQH = 2400 kJ
Wmax = kJ
5.Difficile
TH​ = 25 °CTL​ = 5 °CRQ̇H​Q̇L​ = 4,5 kWẆ

Un réfrigérateur maintient son compartiment à 5 °C dans une cuisine à 25 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 4,5 kW. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COPmax.

TH = 25 °CTL = 5 °CQ̇L = 4,5 kW
COPmax =
6.Difficile
1050 °CTm​ = ?40 °CABWA​WB​

Deux moteurs de Carnot fonctionnent en série. Le moteur A reçoit de la chaleur d’une source à 1050 °C et rejette de la chaleur vers une source intermédiaire à la température Tm. Le moteur B prend toute cette chaleur et rejette de la chaleur vers une source à 40 °C. Les deux moteurs ont le même rendement thermique. Trouvez Tm en °C.

TH = 1050 °CTL = 40 °C
Tm = °C

Corrigé

  1. 1. W = 810 kJ
  2. 2. W = 950 kJ
  3. 3. Q̇H = 3,513 kW
  4. 4. Wmax = 1647 kJ
  5. 5. COPmax = 13,91
  6. 6. Tm = 370,5 °C

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