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
cuisineespace froidRQ̇H​Q̇L​ = 0,64 kWẆ = 0,4 kW

Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 0,64 kW tandis que son compresseur consomme 0,4 kW. Trouvez son coefficient de performance COPR.

Q̇L = 0,64 kWẆ = 0,4 kW
COPR =
2.Facile
maisonair extérieurHPQ̇H​ = 12,5 kWQ̇L​Ẇ = ?

Une pompe à chaleur de coefficient de performance 4,1 fournit 12,5 kW de chaleur à une maison. Trouvez la puissance électrique Ẇ qu’elle consomme.

COPHP = 4,1Q̇H = 12,5 kW
Ẇ = kW
3.Moyen
TH​ = 575 °CTL​ = 25 °CEQH​QL​W

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 575 °C et une source froide à 25 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.

TH = 575 °CTL = 25 °C
ηmax = %
4.Moyen
TH​ = 200 °CTL​ = 35 °CEQH​ = 3000 kJQL​W = ?

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 200 °C et une source froide à 35 °C. Il reçoit 3000 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.

TH = 200 °CTL = 35 °CQH = 3000 kJ
Wmax = kJ
5.Difficile
TH​ = 400 °CT0​ = 27 °CTL​ = -5 °CERWQ̇H​ = 150 kWQ̇L​ = ?

Un moteur de Carnot reçoit 150 kW de chaleur d’une source à 400 °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 -5 °C et rejette lui aussi de la chaleur vers l’environnement à 27 °C. Trouvez la puissance thermique Q̇L extraite du congélateur.

TH = 400 °CT0 = 27 °CTL = -5 °CQ̇H = 150 kW
Q̇L = kW
6.Difficile
TH​ = 28 °CTL​ = -10 °CRQ̇H​Q̇L​ = 1,5 kWẆ

Un réfrigérateur maintient son compartiment à -10 °C dans une cuisine à 28 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 1,5 kW. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COPmax.

TH = 28 °CTL = -10 °CQ̇L = 1,5 kW
COPmax =

Corrigé

  1. 1. COPR = 1,6
  2. 2. Ẇ = 3,049 kW
  3. 3. ηmax = 64,85 %
  4. 4. Wmax = 1046 kJ
  5. 5. Q̇L = 696,5 kW
  6. 6. COPmax = 6,925

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