Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
cuisineespace froidRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 4,5 kWẆ = 2,5 kW

Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 4,5 kW tandis que son compresseur consomme 2,5 kW. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette dans la cuisine.

Q̇L = 4,5 kWẆ = 2,5 kW
Q̇H = kW
2.Facile
cuisineespace froidRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 7,28 kWẆ = 2,8 kW

Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 7,28 kW tandis que son compresseur consomme 2,8 kW. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette dans la cuisine.

Q̇L = 7,28 kWẆ = 2,8 kW
Q̇H = kW
3.Moyen
TH​ = 650 °CTL​ = 25 °CEQH​QL​W

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 650 °C et une source froide à 25 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.

TH = 650 °CTL = 25 °C
ηmax = %
4.Moyen
TH​ = 650 °CTL​ = 40 °CEQH​ = 1500 kJQL​W = ?

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 650 °C et une source froide à 40 °C. Il reçoit 1500 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.

TH = 650 °CTL = 40 °CQH = 1500 kJ
Wmax = kJ
5.Difficile
TH​ = 35 °CTL​ = -20 °CRQ̇H​Q̇L​ = 3,5 kWẆ = ?

Un réfrigérateur maintient son compartiment à -20 °C dans une cuisine à 35 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 3,5 kW. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 35 °CTL = -20 °CQ̇L = 3,5 kW
Ẇmin = kW
6.Difficile
TH​ = 20 °CTL​ = 10 °CHPQ̇H​ = 9 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur fournit 9 kW de chaleur à un système de chauffage à 20 °C, en prélevant de la chaleur à une source à 10 °C. Son COP réel vaut 30 % du COP de Carnot entre ces températures. Trouvez la puissance électrique Ẇ qu’elle consomme.

TH = 20 °CTL = 10 °CηII = 30%Q̇H = 9 kW
Ẇ = kW

Corrigé

  1. 1. Q̇H = 7 kW
  2. 2. Q̇H = 10,08 kW
  3. 3. ηmax = 67,7 %
  4. 4. Wmax = 991,2 kJ
  5. 5. Ẇmin = 0,7604 kW
  6. 6. Ẇ = 1,023 kW

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