Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

Un moteur thermique reçoit 2800 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1680 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.

Un moteur thermique reçoit 2200 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1430 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.

Un moteur thermique reçoit de la chaleur d’une source à 400 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 30 °C. Son rendement thermique réel est de 38 %. Trouvez son rendement exergétique η_II, rapport du rendement réel au rendement de Carnot.

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 425 °C et une source froide à 10 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible η_max.

Une pompe à chaleur fournit 12 kW de chaleur à un système de chauffage à 20 °C, en prélevant de la chaleur à une source à 7 °C. Son COP réel vaut 55 % du COP de Carnot entre ces températures. Trouvez la puissance électrique Ẇ qu’elle consomme.

Deux moteurs de Carnot fonctionnent en série. Le moteur A reçoit de la chaleur d’une source à 500 °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 10 °C. Les deux moteurs produisent le même travail. Trouvez T_m en °C.