Fiche d’exercices de Moteurs thermiques et réfrigérateurs avec corrigé

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 4200 kJQL​ = 2940 kJW

Un moteur thermique reçoit 4200 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 2940 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.

QH = 4200 kJQL = 2940 kJ
η = %
2.Facile
source chaudesource froideEQH​ = 1500 kJQL​ = 1125 kJW

Un moteur thermique reçoit 1500 kJ de chaleur d’une source chaude et en rejette 1125 kJ vers une source froide à chaque cycle. Trouvez son rendement thermique η.

QH = 1500 kJQL = 1125 kJ
η = %
3.Moyen
TH​ = 625 °CTL​ = 35 °CEQH​ = 4400 kJQL​W = ?

Un moteur thermique fonctionne entre une source chaude à 625 °C et une source froide à 35 °C. Il reçoit 4400 kJ de chaleur. Trouvez le travail maximal Wmax qu’il pourrait produire.

TH = 625 °CTL = 35 °CQH = 4400 kJ
Wmax = kJ
4.Moyen
TH​ = 400 °CTL​ = 20 °CEQH​QL​η = 40%

Un moteur thermique reçoit de la chaleur d’une source à 400 °C et rejette de la chaleur vers l’environnement à 20 °C. Son rendement thermique réel est de 40 %. Trouvez son rendement exergétique ηII, rapport du rendement réel au rendement de Carnot.

TH = 400 °CTL = 20 °Cη = 40%
ηII = %
5.Difficile
TH​ = 22 °CTL​ = 5 °CHPQ̇H​ = 13 kWQ̇L​Ẇ

Une pompe à chaleur maintient une maison à 22 °C alors qu’il fait 5 °C dehors, en fournissant 13 kW de chaleur à la maison. Trouvez le coefficient de performance maximal possible COPmax.

TH = 22 °CTL = 5 °CQ̇H = 13 kW
COPmax =
6.Difficile
TH​ = 25 °CTL​ = 4 °CRQ̇H​Q̇L​ = 3,5 kWẆ = ?

Un réfrigérateur maintient son compartiment à 4 °C dans une cuisine à 25 °C, en extrayant la chaleur du compartiment à raison de 3,5 kW. Trouvez la puissance minimale à fournir Ẇmin.

TH = 25 °CTL = 4 °CQ̇L = 3,5 kW
Ẇmin = kW

Corrigé

  1. 1. η = 30 %
  2. 2. η = 25 %
  3. 3. Wmax = 2890 kJ
  4. 4. ηII = 70,86 %
  5. 5. COPmax = 17,36
  6. 6. Ẇmin = 0,2652 kW

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