1.Facile
Un moteur thermique reçoit 2800 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 2100 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.
QH = 2800 kJQL = 2100 kJ
W = kJ
Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé
2.Facile
Une centrale électrique fournit une puissance nette de 150 MW avec un rendement thermique de 50 %. Trouvez la puissance thermique Q̇L rejetée vers l’eau de refroidissement.
Ẇ = 150 MWη = 50%
Q̇L = MW
3.Moyen
Un réfrigérateur réversible maintient une chambre froide à 0 °C en extrayant 7,5 kW de chaleur, et rejette de la chaleur vers l’environnement à 20 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette.
TL = 0 °CTH = 20 °CQ̇L = 7,5 kW
Q̇H = kW
4.Moyen
Un moteur thermique reçoit de la chaleur d’une source à 850 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 15 °C. Son rendement thermique réel est de 52 %. Trouvez son rendement exergétique ηII, rapport du rendement réel au rendement de Carnot.
TH = 850 °CTL = 15 °Cη = 52%
ηII = %
5.Difficile
Un moteur thermique reçoit 1600 kJ de chaleur d’une source à 650 °C, produit 528 kJ de travail et rejette le reste vers une source à 40 °C, par cycle. Trouvez l’entropie totale créée Sgen par cycle.
TH = 650 °CTL = 40 °CQH = 1600 kJW = 528 kJ
Sgen = kJ/K
6.Difficile
Une pompe à chaleur maintient une maison à 22 °C alors qu’il fait -5 °C dehors, en fournissant 14 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.
TH = 22 °CTL = -5 °CQ̇H = 14 kW
Ẇmin = kW
Corrigé
- 1. W = 700 kJ
- 2. Q̇L = 150 MW
- 3. Q̇H = 8,049 kW
- 4. ηII = 69,94 %
- 5. Sgen = 1,69 kJ/K
- 6. Ẇmin = 1,281 kW
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