Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 1300 kJQL​ = 1040 kJW = ?

Un moteur thermique reçoit 1300 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1040 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.

QH = 1300 kJQL = 1040 kJ
W = kJ
2.Facile
maisonair extérieurHPQ̇H​ = 6,5 kWQ̇L​ = ?Ẇ

Une pompe à chaleur de coefficient de performance 2,5 fournit 6,5 kW de chaleur à une maison. Trouvez la puissance thermique Q̇L qu’elle prélève à l’air extérieur.

COPHP = 2,5Q̇H = 6,5 kW
Q̇L = kW
3.Moyen
TH​ = 30 °CTL​ = -10 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 3 kWẆ

Un réfrigérateur réversible maintient une chambre froide à -10 °C en extrayant 3 kW de chaleur, et rejette de la chaleur vers l’environnement à 30 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette.

TL = -10 °CTH = 30 °CQ̇L = 3 kW
Q̇H = kW
4.Moyen
TH​ = 775 °CTL​ = 10 °CEQH​QL​W

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 775 °C et une source froide à 10 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.

TH = 775 °CTL = 10 °C
ηmax = %
5.Difficile
TH​ = 25 °CTL​ = -25 °CRQ̇H​Q̇L​ = 4 kWẆ = ?

Un réfrigérateur maintient son compartiment à -25 °C dans une cuisine à 25 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 4 kW. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 25 °CTL = -25 °CQ̇L = 4 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
TH​ = 30 °CTL​ = -20 °CRQ̇H​Q̇L​ = 3,5 kWẆ = ?

Un réfrigérateur maintient son compartiment à -20 °C dans une cuisine à 30 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 3,5 kW. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 30 °CTL = -20 °CQ̇L = 3,5 kW
Ẇmin = kW

Corrigé

  1. 1. W = 260 kJ
  2. 2. Q̇L = 3,9 kW
  3. 3. Q̇H = 3,456 kW
  4. 4. ηmax = 72,99 %
  5. 5. Ẇmin = 0,806 kW
  6. 6. Ẇmin = 0,6913 kW

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