Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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1.Facile
cuisineespace froidRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 8,7 kWẆ = 2,9 kW

Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 8,7 kW tandis que son compresseur consomme 2,9 kW. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette dans la cuisine.

Q̇L = 8,7 kWẆ = 2,9 kW
Q̇H = kW
2.Facile
cuisineespace froidRQ̇H​Q̇L​ = 5,76 kWẆ = 1,8 kW

Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 5,76 kW tandis que son compresseur consomme 1,8 kW. Trouvez son coefficient de performance COPR.

Q̇L = 5,76 kWẆ = 1,8 kW
COPR =
3.Moyen
TH​ = 800 °CTL​ = 35 °CEQH​QL​η = 43%

Un moteur thermique reçoit de la chaleur d’une source à 800 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 35 °C. Son rendement thermique réel est de 43 %. Trouvez son rendement exergétique ηII, rapport du rendement réel au rendement de Carnot.

TH = 800 °CTL = 35 °Cη = 43%
ηII = %
4.Moyen
TH​ = 375 °CTL​ = 10 °CEQH​QL​W

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 375 °C et une source froide à 10 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.

TH = 375 °CTL = 10 °C
ηmax = %
5.Difficile
TH​ = 20 °CTL​ = -5 °CHPQ̇H​ = 8 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur maintient une maison à 20 °C alors qu’il fait -5 °C dehors, en fournissant 8 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 20 °CTL = -5 °CQ̇H = 8 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
TH​ = 21 °CTL​ = 0 °CHPQ̇H​ = 15 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur maintient une maison à 21 °C alors qu’il fait 0 °C dehors, en fournissant 15 kW de chaleur à la maison. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 21 °CTL = 0 °CQ̇H = 15 kW
Ẇmin = kW

Corrigé

  1. 1. Q̇H = 11,6 kW
  2. 2. COPR = 3,2
  3. 3. ηII = 60,32 %
  4. 4. ηmax = 56,31 %
  5. 5. Ẇmin = 0,6822 kW
  6. 6. Ẇmin = 1,071 kW

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