Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
cuisineespace froidRQ̇H​Q̇L​ = 4,84 kWẆ = 2,2 kW

Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 4,84 kW tandis que son compresseur consomme 2,2 kW. Trouvez son coefficient de performance COPR.

Q̇L = 4,84 kWẆ = 2,2 kW
COPR =
2.Facile
maisonair extérieurHPQ̇H​ = 11,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur de coefficient de performance 4,9 fournit 11,5 kW de chaleur à une maison. Trouvez la puissance électrique Ẇ qu’elle consomme.

COPHP = 4,9Q̇H = 11,5 kW
Ẇ = kW
3.Moyen
TH​ = 35 °CTL​ = 5 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 3 kWẆ

Un réfrigérateur réversible maintient une chambre froide à 5 °C en extrayant 3 kW de chaleur, et rejette de la chaleur vers l’environnement à 35 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette.

TL = 5 °CTH = 35 °CQ̇L = 3 kW
Q̇H = kW
4.Moyen
TH​ = 200 °CTL​ = 5 °CEQH​QL​W

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 200 °C et une source froide à 5 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.

TH = 200 °CTL = 5 °C
ηmax = %
5.Difficile
TH​ = 45 °CTL​ = 0 °CHPQ̇H​ = 4 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur fournit 4 kW de chaleur à un système de chauffage à 45 °C, en prélevant de la chaleur à une source à 0 °C. Son COP réel vaut 30 % du COP de Carnot entre ces températures. Trouvez la puissance électrique Ẇ qu’elle consomme.

TH = 45 °CTL = 0 °CηII = 30%Q̇H = 4 kW
Ẇ = kW
6.Difficile
TH​ = 25 °CTL​ = -10 °CRQ̇H​Q̇L​ = 4 kWẆ = ?

Un réfrigérateur maintient son compartiment à -10 °C dans une cuisine à 25 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 4 kW. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 25 °CTL = -10 °CQ̇L = 4 kW
Ẇmin = kW

Corrigé

  1. 1. COPR = 2,2
  2. 2. Ẇ = 2,347 kW
  3. 3. Q̇H = 3,324 kW
  4. 4. ηmax = 41,21 %
  5. 5. Ẇ = 1,886 kW
  6. 6. Ẇmin = 0,532 kW

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