Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
chaudièreeau de refroidissementEQ̇H​ = ?Q̇L​Ẇ = 300 MW

Une centrale électrique fournit une puissance nette de 300 MW avec un rendement thermique de 42 %. Trouvez la puissance thermique Q̇H fournie par le combustible.

Ẇ = 300 MWη = 42%
Q̇H = MW
2.Facile
cuisineespace froidRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 1,8 kWẆ = 0,5 kW

Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 1,8 kW tandis que son compresseur consomme 0,5 kW. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette dans la cuisine.

Q̇L = 1,8 kWẆ = 0,5 kW
Q̇H = kW
3.Moyen
TH​ = 725 °CTL​ = 40 °CEQH​QL​W

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 725 °C et une source froide à 40 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.

TH = 725 °CTL = 40 °C
ηmax = %
4.Moyen
TH​ = 550 °CTL​ = ?EQH​ = 3300 kJQL​ = 1175 kJW

Un moteur thermique réversible (de Carnot) reçoit 3300 kJ de chaleur d’une source à 550 °C et en rejette 1175 kJ par cycle. Trouvez la température TL de la source froide en °C.

TH = 550 °CQH = 3300 kJQL = 1175 kJ
TL = °C
5.Difficile
TH​ = 20 °CTL​ = 2 °CHPQ̇H​ = 7 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur maintient une maison à 20 °C alors qu’il fait 2 °C dehors, en fournissant 7 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 20 °CTL = 2 °CQ̇H = 7 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
TH​ = 35 °CTL​ = -10 °CRQ̇H​Q̇L​ = 4 kWẆ

Un réfrigérateur maintient son compartiment à -10 °C dans une cuisine à 35 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 4 kW. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COPmax.

TH = 35 °CTL = -10 °CQ̇L = 4 kW
COPmax =

Corrigé

  1. 1. Q̇H = 714,3 MW
  2. 2. Q̇H = 2,3 kW
  3. 3. ηmax = 68,63 %
  4. 4. TL = 19,94 °C
  5. 5. Ẇmin = 0,4298 kW
  6. 6. COPmax = 5,848

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