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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1.Facile
cuisineespace froidRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 3,69 kWẆ = 0,9 kW

Un réfrigérateur extrait de la chaleur de son compartiment froid à raison de 3,69 kW tandis que son compresseur consomme 0,9 kW. Trouvez la puissance thermique Q̇H qu’il rejette dans la cuisine.

Q̇L = 3,69 kWẆ = 0,9 kW
Q̇H = kW
2.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 3300 kJQL​ = 2475 kJW = ?

Un moteur thermique reçoit 3300 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 2475 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez le travail net W produit par cycle.

QH = 3300 kJQL = 2475 kJ
W = kJ
3.Moyen
TH​ = 400 °CTL​ = 10 °CEQH​QL​W

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 400 °C et une source froide à 10 °C. Trouvez le rendement thermique maximal possible ηmax.

TH = 400 °CTL = 10 °C
ηmax = %
4.Moyen
TH​ = 450 °CTL​ = 40 °CEQH​ = 4100 kJQL​W = ?

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 450 °C et une source froide à 40 °C. Il reçoit 4100 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.

TH = 450 °CTL = 40 °CQH = 4100 kJ
Wmax = kJ
5.Difficile
TH​ = 750 °CTL​ = 40 °CEQH​ = 4300 kJQL​ = 2193 kJW = 2107 kJ

Un moteur thermique reçoit 4300 kJ de chaleur d’une source à 750 °C, produit 2107 kJ de travail et rejette le reste vers une source à 40 °C, par cycle. Trouvez l’entropie totale créée Sgen par cycle.

TH = 750 °CTL = 40 °CQH = 4300 kJW = 2107 kJ
Sgen = kJ/K
6.Difficile
TH​ = 28 °CTL​ = 5 °CRQ̇H​Q̇L​ = 2 kWẆ

Un réfrigérateur maintient son compartiment à 5 °C dans une cuisine à 28 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 2 kW. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COPmax.

TH = 28 °CTL = 5 °CQ̇L = 2 kW
COPmax =

Corrigé

  1. 1. Q̇H = 4,59 kW
  2. 2. W = 825 kJ
  3. 3. ηmax = 57,94 %
  4. 4. Wmax = 2325 kJ
  5. 5. Sgen = 2,8 kJ/K
  6. 6. COPmax = 12,09

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