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Machines thermiques exercices corriges

Thermodynamique ?? Travaux dirigés Langevin-Wallon PTSI - Machines thermiques Exercices Exercice Pompe à chaleur domestique On veut maintenir la température d ? une maison à T C alors que la température extérieure est égale à T C en utilisant une pompe à chaleur L ? isolation thermique de la maison est telle qu ? il faut lui fournir un transfert thermique égal à kJ par heure - Rappeler le schéma de principe d ? une pompe à chaleur ditherme et le sens réel des échanges d ? énergie du uide caloporteur - Quel doit être le cycle thermodynamique suivi par le uide pour que l ? e ?cacité de la pompe à chaleur soit maximale - Dé ?nir et calculer l ? e ?cacité théorique maximale de la pompe dans ces conditions Montrer qu ? elle ne dépend que de la di ?érence de température entre l ? intérieur et l ? extérieur Quel est le sens physique de l ? e ?cacité - En déduire la puissance électrique minimale consommée par la pompe à chaleur - En supposant la température intérieure imposée pour quelle température extérieure l ? e ?cacité est-elle maximale Commenter Exercice Rafra? chir sa cuisine en ouvrant son frigo Un réfrigérateur est une machine thermique à écoulement dans laquelle un uide subit une série de transformations thermodynamiques cycliques À chaque cycle le uide extrait de l ? intérieur de l ? intérieur du frigo un transfert thermique Qint cède un transfert thermique Qext à la pièce dans laquelle se trouve le frigo et reçoit un travail W fourni par un moteur électrique On fait l ? hypothèse que l ? intérieur du réfrigérateur et l ? air ambiant constituent deux thermostats aux températures respectives Tint K et Text K et qu ? en dehors des échanges avec ces thermostats les transformations sont adiabatiques - Quel est le signe des énergies échangées - Lorsqu ? il fait très chaud en été est-ce une bonne idée d ? ouvrir la porte de son frigo pour refroidir sa cuisine - Pourquoi cela est-il possible avec un climatiseur Exercice Moteur de Stirling Le moteur de Stirling est constitué de deux chambres une chaude et une froide reliées par un régénérateur de volume constant pouvant être constitué de ?ls de cuivre tressés Le gaz en circuit fermé reçoit un transfert thermique d ? une source chaude par exemple une chaudière à combustion et cède un transfert thermique à la source froide par exemple l ? atmosphère Le rôle du régénérateur base de l ? invention de Robert Stirling est fondamental pour obtenir une bonne e ?cacité Dans son brevet original de Stirling explique que le gaz chaud entre dans la partie chaude du régénérateur et est progressivement refroidi durant son parcours pour ressortir par l ? autre extrémité à une température presque identique à la température de la source froide Dans le parcours inverse le gaz est progressivement réchau ?é Cette astuce technologique permet d ? avoir une partie des échanges