Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

Un moteur thermique reçoit 4800 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.

Une pompe à chaleur de coefficient de performance 3 fournit 19 kW de chaleur à une maison. Trouvez la puissance thermique Q̇_L qu’elle prélève à l’air extérieur.

Un réfrigérateur réversible maintient une chambre froide à 5 °C en extrayant 4,5 kW de chaleur, et rejette de la chaleur vers l’environnement à 28 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇_H qu’il rejette.

Un moteur thermique réversible (de Carnot) reçoit 2100 kJ de chaleur d’une source à 475 °C et en rejette 893 kJ par cycle. Trouvez la température T_L de la source froide en °C.

Une pompe à chaleur maintient une maison à 22 °C alors qu’il fait 5 °C dehors, en fournissant 13 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇ_min.

Un moteur de Carnot reçoit 130 kW de chaleur d’une source à 900 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 25 °C. Tout son travail entraîne un réfrigérateur de Carnot qui extrait de la chaleur d’un congélateur à -25 °C et rejette lui aussi de la chaleur vers l’environnement à 25 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇_L extraite du congélateur.