Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

Une centrale électrique fournit une puissance nette de 50 MW avec un rendement thermique de 55 %. Trouvez la puissance thermique Q̇_L rejetée vers l’eau de refroidissement.

Une centrale électrique fournit une puissance nette de 100 MW avec un rendement thermique de 45 %. Trouvez la puissance thermique Q̇_H fournie par le combustible.

Un moteur thermique reçoit de la chaleur d’une source à 350 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 35 °C. Son rendement thermique réel est de 20 %. Trouvez son rendement exergétique η_II, rapport du rendement réel au rendement de Carnot.

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 575 °C et une source froide à 20 °C. Il reçoit 4700 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal W_max qu’il pourrait produire.

Deux moteurs de Carnot fonctionnent en série. Le moteur A reçoit de la chaleur d’une source à 900 °C et rejette de la chaleur vers une source intermédiaire à la température T_m. Le moteur B prend toute cette chaleur et rejette de la chaleur vers une source à 20 °C. Les deux moteurs ont le même rendement thermique. Trouvez T_m en °C.

Une pompe à chaleur maintient une maison à 22 °C alors qu’il fait 7 °C dehors, en fournissant 9 kW de chaleur à la maison. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COP_max.