Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 2600 kJQL​ = 1950 kJW = ?

Un moteur thermique reçoit 2600 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1950 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.

QH = 2600 kJQL = 1950 kJ
W = kJ
2.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 1600 kJQL​ = 1200 kJW = ?

Un moteur thermique reçoit 1600 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1200 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.

QH = 1600 kJQL = 1200 kJ
W = kJ
3.Moyen
TH​ = 250 °CTL​ = 10 °CEQH​QL​W

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 250 °C et une source froide à 10 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.

TH = 250 °CTL = 10 °C
ηmax = %
4.Moyen
TH​ = 225 °CTL​ = ?EQH​ = 4800 kJQL​ = 2680 kJW

Un moteur thermique réversible (de Carnot) reçoit 4800 kJ de chaleur d’une source à 225 °C et en rejette 2680 kJ par cycle. Trouvez la température TL de la source froide en °C.

TH = 225 °CQH = 4800 kJQL = 2680 kJ
TL = °C
5.Difficile
TH​ = 28 °CTL​ = -18 °CRQ̇H​Q̇L​ = 3,5 kWẆ = ?

Un réfrigérateur maintient son compartiment à -18 °C dans une cuisine à 28 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 3,5 kW. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 28 °CTL = -18 °CQ̇L = 3,5 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
TH​ = 28 °CTL​ = 5 °CRQ̇H​Q̇L​ = 0,5 kWẆ

Un réfrigérateur maintient son compartiment à 5 °C dans une cuisine à 28 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 0,5 kW. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COPmax.

TH = 28 °CTL = 5 °CQ̇L = 0,5 kW
COPmax =

Corrigé

  1. 1. W = 650 kJ
  2. 2. W = 400 kJ
  3. 3. ηmax = 45,88 %
  4. 4. TL = 4,984 °C
  5. 5. Ẇmin = 0,631 kW
  6. 6. COPmax = 12,09

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