Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 2900 kJQL​ = 1740 kJW = ?

Un moteur thermique reçoit 2900 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1740 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.

QH = 2900 kJQL = 1740 kJ
W = kJ
2.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 1500 kJQL​ = 975 kJW = ?

Un moteur thermique reçoit 1500 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 975 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.

QH = 1500 kJQL = 975 kJ
W = kJ
3.Moyen
TH​ = 200 °CTL​ = 10 °CEQH​ = 2600 kJQL​W = ?

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 200 °C et une source froide à 10 °C. Il reçoit 2600 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.

TH = 200 °CTL = 10 °CQH = 2600 kJ
Wmax = kJ
4.Moyen
TH​ = 200 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​W

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 200 °C et une source froide à 15 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.

TH = 200 °CTL = 15 °C
ηmax = %
5.Difficile
TH​ = 21 °CTL​ = 5 °CHPQ̇H​ = 5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur maintient une maison à 21 °C alors qu’il fait 5 °C dehors, en fournissant 5 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 21 °CTL = 5 °CQ̇H = 5 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
1150 °CTm​ = ?40 °CABWA​WB​

Deux moteurs de Carnot fonctionnent en série. Le moteur A reçoit de la chaleur d’une source à 1150 °C et rejette de la chaleur vers une source intermédiaire à la température Tm. Le moteur B prend toute cette chaleur et rejette de la chaleur vers une source à 40 °C. Les deux moteurs ont le même rendement thermique. Trouvez Tm en °C.

TH = 1150 °CTL = 40 °C
Tm = °C

Corrigé

  1. 1. W = 1160 kJ
  2. 2. W = 525 kJ
  3. 3. Wmax = 1044 kJ
  4. 4. ηmax = 39,1 %
  5. 5. Ẇmin = 0,272 kW
  6. 6. Tm = 394,4 °C

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