Exercices
Les solutions sont regroupées p. 607.
9.1 Cycle ditherme réalisable ?
Un inventeur décrit le fonctionnement cyclique d’une machine au cours duquel le fluide
reçoit une quantité de chaleur Q f de la source froide et fournit une quantité de chaleur
Q c à la source chaude ainsi qu’une quantité de travail W au milieu extérieur. Une telle
machine peut-elle fonctionner ?
9.2 Machine frigorifique
Un réfrigérateur, fonctionnant de manière réversible, est placé dans une pièce dont la
température est maintenue à 22
◦ C.
a) Sachant que l’efficacité de ce réfrigérateur est égale à 15, calculez la température
que l’on peut maintenir à l’intérieur du réfrigérateur.
b) Si l’on maintient cette température dans le réfrigérateur tout en abaissant la température de la pièce, dans laquelle il est placé, à une valeur de 10
◦ C, quelle nouvelle
valeur obtient-on pour l’efficacité ? Concluez.
9.3 Chauffage d’une piscine
On utilise une pompe à chaleur réversible pour chauffer l’eau d’une piscine de volume
100 m
3 , initialement à 15
◦ C. La source froide est constituée par l’atmosphère, dont la
température est de 15
◦ C également. On porte la température de l’eau de la piscine à
27
◦ C.
a) Calculez la quantité de chaleur, Q c , fournie par le fluide thermique de la pompe à
chaleur, pour porter la température de l’eau de la piscine à 27
◦ C.
b) Déterminez la quantité de chaleur Q f échangée entre le fluide de la pompe à chaleur
et l’atmosphère. Donnée : T f = 288 K.
c) Calculez le coefficient de performance de cette pompe à chaleur.
Données : masse volumique de l’eau, r = 1 000 kg · m
–3 ; capacité thermique massique de l’eau, c e = 4 185 J · kg
–1 · K
–1 .
201
“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 201 — #211
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9.1 Cycle ditherme réalisable ?
Un inventeur décrit le fonctionnement cyclique d’une machine au cours duquel le fluide
reçoit une quantité de chaleur Q f de la source froide et fournit une quantité de chaleur
Q c à la source chaude ainsi qu’une quantité de travail W au milieu extérieur. Une telle
machine peut-elle fonctionner ?
9.2 Machine frigorifique
Un réfrigérateur, fonctionnant de manière réversible, est placé dans une pièce dont la
température est maintenue à 22
◦ C.
a) Sachant que l’efficacité de ce réfrigérateur est égale à 15, calculez la température
que l’on peut maintenir à l’intérieur du réfrigérateur.
b) Si l’on maintient cette température dans le réfrigérateur tout en abaissant la température de la pièce, dans laquelle il est placé, à une valeur de 10
◦ C, quelle nouvelle
valeur obtient-on pour l’efficacité ? Concluez.
9.3 Chauffage d’une piscine
On utilise une pompe à chaleur réversible pour chauffer l’eau d’une piscine de volume
100 m
3 , initialement à 15
◦ C. La source froide est constituée par l’atmosphère, dont la
température est de 15
◦ C également. On porte la température de l’eau de la piscine à
27
◦ C.
a) Calculez la quantité de chaleur, Q c , fournie par le fluide thermique de la pompe à
chaleur, pour porter la température de l’eau de la piscine à 27
◦ C.
b) Déterminez la quantité de chaleur Q f échangée entre le fluide de la pompe à chaleur
et l’atmosphère. Donnée : T f = 288 K.
c) Calculez le coefficient de performance de cette pompe à chaleur.
Données : masse volumique de l’eau, r = 1 000 kg · m
–3 ; capacité thermique massique de l’eau, c e = 4 185 J · kg
–1 · K
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