Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
cuisineespace froidRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 1,14 kWẆ = 0,3 kW

Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 1,14 kW tandis que son compresseur consomme 0,3 kW. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette dans la cuisine.

Q̇L = 1,14 kWẆ = 0,3 kW
Q̇H = kW
2.Facile
cuisineespace froidRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 2,64 kWẆ = 0,8 kW

Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 2,64 kW tandis que son compresseur consomme 0,8 kW. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette dans la cuisine.

Q̇L = 2,64 kWẆ = 0,8 kW
Q̇H = kW
3.Moyen
TH​ = 850 °CTL​ = 10 °CEQH​QL​η = 56%

Un moteur thermique reçoit de la chaleur d’une source à 850 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 10 °C. Son rendement thermique réel est de 56 %. Trouvez son rendement exergétique ηII, rapport du rendement réel au rendement de Carnot.

TH = 850 °CTL = 10 °Cη = 56%
ηII = %
4.Moyen
TH​ = 250 °CTL​ = 40 °CEQH​ = 2100 kJQL​W = ?

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 250 °C et une source froide à 40 °C. Il reçoit 2100 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.

TH = 250 °CTL = 40 °CQH = 2100 kJ
Wmax = kJ
5.Difficile
TH​ = 22 °CTL​ = 2 °CHPQ̇H​ = 12 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur maintient une maison à 22 °C alors qu’il fait 2 °C dehors, en fournissant 12 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 22 °CTL = 2 °CQ̇H = 12 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
TH​ = 21 °CTL​ = 0 °CHPQ̇H​ = 6 kWQ̇L​Ẇ

Une pompe à chaleur maintient une maison à 21 °C alors qu’il fait 0 °C dehors, en fournissant 6 kW de chaleur à la maison. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COPmax.

TH = 21 °CTL = 0 °CQ̇H = 6 kW
COPmax =

Corrigé

  1. 1. Q̇H = 1,44 kW
  2. 2. Q̇H = 3,44 kW
  3. 3. ηII = 74,88 %
  4. 4. Wmax = 843 kJ
  5. 5. Ẇmin = 0,8131 kW
  6. 6. COPmax = 14,01

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