Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

Un moteur thermique reçoit 4700 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 2820 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.

Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 6,45 kW tandis que son compresseur consomme 1,5 kW. Trouvez son coefficient de performance COP_R.

Un moteur thermique réversible (de Carnot) reçoit 600 kJ de chaleur d’une source à 500 °C et en rejette 212 kJ par cycle. Trouvez la température T_L de la source froide en °C.

Un moteur thermique reçoit de la chaleur d’une source à 300 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 10 °C. Son rendement thermique réel est de 38 %. Trouvez son rendement exergétique η_II, rapport du rendement réel au rendement de Carnot.

Un moteur de Carnot reçoit 50 kW de chaleur d’une source à 650 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 27 °C. Tout son travail entraîne un réfrigérateur de Carnot qui extrait de la chaleur d’un congélateur à -5 °C et rejette lui aussi de la chaleur vers l’environnement à 27 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇_L extraite du congélateur.

Un moteur thermique reçoit 3100 kJ de chaleur d’une source à 800 °C, produit 1147 kJ de travail et rejette le reste vers une source à 15 °C, par cycle. Trouvez l’entropie totale créée S_gen par cycle.