Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs gratuite et imprimable : 6 exercices, du niveau facile au niveau examen, avec corrigé. Imprimez-la ou enregistrez-la en PDF.

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 3300 kJQL​ = 1815 kJW

Un moteur thermique reçoit 3300 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1815 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.

QH = 3300 kJQL = 1815 kJ
η = %
2.Facile
cuisineespace froidRQ̇H​Q̇L​ = 0,76 kWẆ = 0,4 kW

Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 0,76 kW tandis que son compresseur consomme 0,4 kW. Trouvez son coefficient de performance COPR.

Q̇L = 0,76 kWẆ = 0,4 kW
COPR =
3.Moyen
TH​ = 40 °CTL​ = -25 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 0,5 kWẆ

Un réfrigérateur réversible maintient une chambre froide à -25 °C en extrayant 0,5 kW de chaleur, et rejette de la chaleur vers l’environnement à 40 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette.

TL = -25 °CTH = 40 °CQ̇L = 0,5 kW
Q̇H = kW
4.Moyen
TH​ = 40 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 3,5 kWẆ

Un réfrigérateur réversible maintient une chambre froide à 4 °C en extrayant 3,5 kW de chaleur, et rejette de la chaleur vers l’environnement à 40 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette.

TL = 4 °CTH = 40 °CQ̇L = 3,5 kW
Q̇H = kW
5.Difficile
TH​ = 21 °CTL​ = 5 °CHPQ̇H​ = 16 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur fournit 16 kW de chaleur à un système de chauffage à 21 °C, en prélevant de la chaleur à une source à 5 °C. Son COP réel vaut 35 % du COP de Carnot entre ces températures. Trouvez la puissance électrique Ẇ qu’elle consomme.

TH = 21 °CTL = 5 °CηII = 35%Q̇H = 16 kW
Ẇ = kW
6.Difficile
TH​ = 32 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​Q̇L​ = 3,5 kWẆ

Un réfrigérateur maintient son compartiment à 4 °C dans une cuisine à 32 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 3,5 kW. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COPmax.

TH = 32 °CTL = 4 °CQ̇L = 3,5 kW
COPmax =

Corrigé

  1. 1. η = 45 %
  2. 2. COPR = 1,9
  3. 3. Q̇H = 0,631 kW
  4. 4. Q̇H = 3,955 kW
  5. 5. Ẇ = 2,487 kW
  6. 6. COPmax = 9,898

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