Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 1900 kJQL​ = 1235 kJW

Un moteur thermique reçoit 1900 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1235 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.

QH = 1900 kJQL = 1235 kJ
η = %
2.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 3200 kJQL​ = 1760 kJW

Un moteur thermique reçoit 3200 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1760 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.

QH = 3200 kJQL = 1760 kJ
η = %
3.Moyen
TH​ = 350 °CTL​ = 30 °CEQH​QL​W

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 350 °C et une source froide à 30 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.

TH = 350 °CTL = 30 °C
ηmax = %
4.Moyen
TH​ = 775 °CTL​ = 15 °CEQH​ = 2300 kJQL​W = ?

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 775 °C et une source froide à 15 °C. Il reçoit 2300 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.

TH = 775 °CTL = 15 °CQH = 2300 kJ
Wmax = kJ
5.Difficile
TH​ = 28 °CTL​ = -10 °CRQ̇H​Q̇L​ = 2 kWẆ = ?

Un réfrigérateur maintient son compartiment à -10 °C dans une cuisine à 28 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 2 kW. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 28 °CTL = -10 °CQ̇L = 2 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
TH​ = 21 °CTL​ = 10 °CHPQ̇H​ = 14,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur fournit 14,5 kW de chaleur à un système de chauffage à 21 °C, en prélevant de la chaleur à une source à 10 °C. Son COP réel vaut 35 % du COP de Carnot entre ces températures. Trouvez la puissance électrique Ẇ qu’elle consomme.

TH = 21 °CTL = 10 °CηII = 35%Q̇H = 14,5 kW
Ẇ = kW

Corrigé

  1. 1. η = 35 %
  2. 2. η = 45 %
  3. 3. ηmax = 51,35 %
  4. 4. Wmax = 1668 kJ
  5. 5. Ẇmin = 0,2888 kW
  6. 6. Ẇ = 1,549 kW

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