0102-4ACh1. Injecteur de carburant
Un injecteur d’essence dans un moteur de voiture (voir figure ci-dessous), doit fournir une quantité de chaleur spécifique qcomb = 300 kJ.kg-1 pendant la combustion, quelle que soit la quantité d’air dans le cylindre. Quelle sera l’énergie fournie pour les deux différentes masses d’air suivantes ? (a)- mair1 = 0,5 kg (b)- mair2 = 1…
0103-4ACh1. Puissance spécifique fournie à un turboréacteur
La puissance spécifique parfois aussi appelée puissance massique d’un système thermodynamique quel qu’il soit, a les mêmes unités que l’énergie spécifique. Ici on divisera des watts par un débit massique : Par exemple, une chambre de combustion dans un turboréacteur (voir figure ci-dessous) doit fournir une quantité de chaleur spécifique qcom = 300 kJ.kg-1 pendant…
0104-4ACh1. Capacité thermique
Lorsque l’on fournit la même quantité de chaleur à deux corps différents, leur température peut augmenter de différentes façons. Par exemple, il faut moins de chaleur pour augmenter de 1°C la température d’un kilogramme d’acier que d’un kilogramme d’aluminium. Cette propension de la température à augmenter est nommée capacité thermique (ou capacité calorifique). On définit…
0105-4ACh1. Débitmètre massique à effet thermique
Note culturelle : Dans les moteurs thermiques, une combustion efficace nécessite un équilibre entre 3 éléments à savoir : La masse d’air Le carburant La stœchiométrique Si le volume d’air est trop important, le moteur fonctionnera en sous régime, ce qui se traduira par des symptômes tels que la réduction de puissance à l’accélération et le retour…
0106-4ACh1. Débit d’air dans la chambre de combustion d’un Turboréacteur
La chambre de combustion d’un Turboréacteur est alimentée avec de l’air préchauffé à 500 °C et sous une pression de 20 bars. On admettra que le débit de fuel (kérosène de formule chimique C10H22) injecté dans la chambre de combustion est de 504 kg.h-1 (voir figure ci-dessous) et que les fluides y sont parfaitement mélangés.…
0107-4ACh1. Cycliste dévalant une pente
Une cycliste s’élance dans une descente en roue libre (voir figure ci-dessous). Avec son vélo, sa masse totale est de M en kilogramme. Alors qu’elle passe un point d’altitude 1200 m, sa vitesse est de 50 km.h-1. Exactement 5 min plus tard, elle passe un point d’altitude 950 m à la vitesse de 62 km.h-1.…
0108-4ACh1. Petit casse tête sur la cuisson des œufs
Pour obtenir des œufs à la coque, avec un blanc bien cuit et un jaune parfaitement coulant, l’eau de cuisson doit idéalement être à une température de 65 °C. la casserole étant considérée comme un calorimètre parfait. 1-) Quelle doit être l’énergie thermique transférée à 2,0 litres d’eau initialement à une température de 20 °C…
0109-4ACh1. Efficacité d’une centrale à vapeur
Le circuit suivi par l’eau dans les centrales à vapeur peut être représenté de façon simplifiée de la façon suivante (voir figure ci-dessous) : A → B l’eau liquide est comprimée dans la pompe. Elle y reçoit un travail spécifique wA→B = +50 kJ.kg-1, sans transfert de chaleur. B → C l’eau est chauffée dans…
0110-4ACh1. Puissance dégagée par une turbine à eau
Un débit constant de 1200 kg.s-1 traverse une petite installation hydraulique représentée sur la figure ci-dessous. Au point 1, l’eau arrive avec une vitesse de 3 m.s-1, une température T1 = 5°C, à une altitude de Z1 = 75 m. Au point 2, elle ressort à une vitesse de 2,5 m.s-1, une température T2 =…
0111-4ACh1. Efficacité d’une chaudière
La chaudière du système de chauffage central d’un bâtiment est représentée sur la figure ci-dessous. Elle fonctionne avec la combustion de kérosène. L’eau pénètre dans la chaudière à une température TC = 20°C et en ressort à TD = 70°C, avec un débit Qv = 0,25 L.s-1. La chambre de combustion admet de l’air à…
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