Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 3400 kJQL​ = 1870 kJW

Un moteur thermique reçoit 3400 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1870 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.

QH = 3400 kJQL = 1870 kJ
η = %
2.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 4400 kJQL​ = 2640 kJW = ?

Un moteur thermique reçoit 4400 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 2640 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.

QH = 4400 kJQL = 2640 kJ
W = kJ
3.Moyen
TH​ = 725 °CTL​ = 5 °CEQH​ = 4900 kJQL​W = ?

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 725 °C et une source froide à 5 °C. Il reçoit 4900 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.

TH = 725 °CTL = 5 °CQH = 4900 kJ
Wmax = kJ
4.Moyen
TH​ = 475 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​W

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 475 °C et une source froide à 15 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.

TH = 475 °CTL = 15 °C
ηmax = %
5.Difficile
TH​ = 22 °CTL​ = 2 °CHPQ̇H​ = 11 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur maintient une maison à 22 °C alors qu’il fait 2 °C dehors, en fournissant 11 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 22 °CTL = 2 °CQ̇H = 11 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
TH​ = 35 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​Q̇L​ = 0,5 kWẆ

Un réfrigérateur maintient son compartiment à 4 °C dans une cuisine à 35 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 0,5 kW. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COPmax.

TH = 35 °CTL = 4 °CQ̇L = 0,5 kW
COPmax =

Corrigé

  1. 1. η = 45 %
  2. 2. W = 1760 kJ
  3. 3. Wmax = 3535 kJ
  4. 4. ηmax = 61,48 %
  5. 5. Ẇmin = 0,7454 kW
  6. 6. COPmax = 8,94

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