Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 4400 kJQL​ = 2420 kJW

Un moteur thermique reçoit 4400 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 2420 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.

QH = 4400 kJQL = 2420 kJ
η = %
2.Facile
maisonair extérieurHPQ̇H​ = 18 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur de coefficient de performance 4,4 fournit 18 kW de chaleur à une maison. Trouvez la puissance électrique Ẇ qu’elle consomme.

COPHP = 4,4Q̇H = 18 kW
Ẇ = kW
3.Moyen
TH​ = 650 °CTL​ = 40 °CEQH​QL​W

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 650 °C et une source froide à 40 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.

TH = 650 °CTL = 40 °C
ηmax = %
4.Moyen
TH​ = 300 °CTL​ = 25 °CEQH​ = 3000 kJQL​W = ?

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 300 °C et une source froide à 25 °C. Il reçoit 3000 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.

TH = 300 °CTL = 25 °CQH = 3000 kJ
Wmax = kJ
5.Difficile
TH​ = 20 °CTL​ = -5 °CHPQ̇H​ = 15 kWQ̇L​Ẇ

Une pompe à chaleur maintient une maison à 20 °C alors qu’il fait -5 °C dehors, en fournissant 15 kW de chaleur à la maison. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COPmax.

TH = 20 °CTL = -5 °CQ̇H = 15 kW
COPmax =
6.Difficile
TH​ = 22 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 11 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur maintient une maison à 22 °C alors qu’il fait -10 °C dehors, en fournissant 11 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 22 °CTL = -10 °CQ̇H = 11 kW
Ẇmin = kW

Corrigé

  1. 1. η = 45 %
  2. 2. Ẇ = 4,091 kW
  3. 3. ηmax = 66,08 %
  4. 4. Wmax = 1439 kJ
  5. 5. COPmax = 11,73
  6. 6. Ẇmin = 1,193 kW

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