Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 2100 kJQL​ = 1680 kJW

Un moteur thermique reçoit 2100 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1680 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.

QH = 2100 kJQL = 1680 kJ
η = %
2.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 3700 kJQL​ = 2775 kJW

Un moteur thermique reçoit 3700 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 2775 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.

QH = 3700 kJQL = 2775 kJ
η = %
3.Moyen
TH​ = 575 °CTL​ = ?EQH​ = 5000 kJQL​ = 1964 kJW

Un moteur thermique réversible (de Carnot) reçoit 5000 kJ de chaleur d’une source à 575 °C et en rejette 1964 kJ par cycle. Trouvez la température TL de la source froide en °C.

TH = 575 °CQH = 5000 kJQL = 1964 kJ
TL = °C
4.Moyen
TH​ = 20 °CTL​ = 0 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 1 kWẆ

Un réfrigérateur réversible maintient une chambre froide à 0 °C en extrayant 1 kW de chaleur, et rejette de la chaleur vers l’environnement à 20 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette.

TL = 0 °CTH = 20 °CQ̇L = 1 kW
Q̇H = kW
5.Difficile
TH​ = 30 °CTL​ = -25 °CRQ̇H​Q̇L​ = 1 kWẆ = ?

Un réfrigérateur maintient son compartiment à -25 °C dans une cuisine à 30 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 1 kW. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 30 °CTL = -25 °CQ̇L = 1 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
TH​ = 22 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 12 kWQ̇L​Ẇ

Une pompe à chaleur maintient une maison à 22 °C alors qu’il fait -10 °C dehors, en fournissant 12 kW de chaleur à la maison. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COPmax.

TH = 22 °CTL = -10 °CQ̇H = 12 kW
COPmax =

Corrigé

  1. 1. η = 20 %
  2. 2. η = 25 %
  3. 3. TL = 60 °C
  4. 4. Q̇H = 1,073 kW
  5. 5. Ẇmin = 0,2216 kW
  6. 6. COPmax = 9,223

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