Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
maisonair extérieurHPQ̇H​ = 19 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur de coefficient de performance 4,9 fournit 19 kW de chaleur à une maison. Trouvez la puissance électrique Ẇ qu’elle consomme.

COPHP = 4,9Q̇H = 19 kW
Ẇ = kW
2.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 1700 kJQL​ = 935 kJW

Un moteur thermique reçoit 1700 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 935 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.

QH = 1700 kJQL = 935 kJ
η = %
3.Moyen
TH​ = 450 °CTL​ = 40 °CEQH​ = 3800 kJQL​W = ?

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 450 °C et une source froide à 40 °C. Il reçoit 3800 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.

TH = 450 °CTL = 40 °CQH = 3800 kJ
Wmax = kJ
4.Moyen
TH​ = 700 °CTL​ = 25 °CEQH​QL​W

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 700 °C et une source froide à 25 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.

TH = 700 °CTL = 25 °C
ηmax = %
5.Difficile
TH​ = 30 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​Q̇L​ = 1,5 kWẆ = ?

Un réfrigérateur maintient son compartiment à 4 °C dans une cuisine à 30 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 1,5 kW. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 30 °CTL = 4 °CQ̇L = 1,5 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
TH​ = 32 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​Q̇L​ = 0,5 kWẆ

Un réfrigérateur maintient son compartiment à 4 °C dans une cuisine à 32 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 0,5 kW. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COPmax.

TH = 32 °CTL = 4 °CQ̇L = 0,5 kW
COPmax =

Corrigé

  1. 1. Ẇ = 3,878 kW
  2. 2. η = 45 %
  3. 3. Wmax = 2154 kJ
  4. 4. ηmax = 69,36 %
  5. 5. Ẇmin = 0,1407 kW
  6. 6. COPmax = 9,898

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