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​ = 1700 kJQL​ = 1190 kJW = ?

Un moteur thermique reçoit 1700 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1190 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.

QH = 1700 kJQL = 1190 kJ
W = kJ
2.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 700 kJQL​ = 455 kJW = ?

Un moteur thermique reçoit 700 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 455 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.

QH = 700 kJQL = 455 kJ
W = kJ
3.Moyen
TH​ = 25 °CTL​ = 0 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 1,5 kWẆ

Un réfrigérateur réversible maintient une chambre froide à 0 °C en extrayant 1,5 kW de chaleur, et rejette de la chaleur vers l’environnement à 25 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette.

TL = 0 °CTH = 25 °CQ̇L = 1,5 kW
Q̇H = kW
4.Moyen
TH​ = 30 °CTL​ = 5 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 4,5 kWẆ

Un réfrigérateur réversible maintient une chambre froide à 5 °C en extrayant 4,5 kW de chaleur, et rejette de la chaleur vers l’environnement à 30 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette.

TL = 5 °CTH = 30 °CQ̇L = 4,5 kW
Q̇H = kW
5.Difficile
TH​ = 950 °CT0​ = 27 °CTL​ = -10 °CERWQ̇H​ = 90 kWQ̇L​ = ?

Un moteur de Carnot reçoit 90 kW de chaleur d’une source à 950 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 27 °C. Tout son travail entraîne un réfrigérateur de Carnot qui extrait de la chaleur d’un congélateur à -10 °C et rejette lui aussi de la chaleur vers l’environnement à 27 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇L extraite du congélateur.

TH = 950 °CT0 = 27 °CTL = -10 °CQ̇H = 90 kW
Q̇L = kW
6.Difficile
TH​ = 32 °CTL​ = -25 °CRQ̇H​Q̇L​ = 4 kWẆ = ?

Un réfrigérateur maintient son compartiment à -25 °C dans une cuisine à 32 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 4 kW. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 32 °CTL = -25 °CQ̇L = 4 kW
Ẇmin = kW

Corrigé

  1. 1. W = 510 kJ
  2. 2. W = 245 kJ
  3. 3. Q̇H = 1,637 kW
  4. 4. Q̇H = 4,904 kW
  5. 5. Q̇L = 483 kW
  6. 6. Ẇmin = 0,9188 kW

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