Optimisation des chaînes énergétiques – Terminale S – Exercices

Exercices corrigés à imprimer pour la tleS

Optimisation des chaînes énergétiques – Terminale S

On considère un parcours test de 100 km le long duquel on cherche à étudier la chaîne énergétique d’une automobile. Toutes les grandeurs énergétiques sont relatives à ce trajet et comptée selon la convention de signe des thermodynamiciens. Le long du parcours effectué à vitesse constance, le moteur produit un travail W < 0. Le moteur thermique d’une automobile est alimenté par le carburant qui lui fournit une quantité de chaleur Q > 0. Les gaz d’échappement sont chauds et comprimés.

En absence d’échangeur leur éjection correspond à une chaleur perdue

Un échangeur permet de prélever sur les gaz d’échappement une quantité de chaleur q > 0 réinjectée dans le moteur. La chaleur perdue est alors seulement

En l’absence de turbocompresseur, l’éjecteur des gaz d’échappement correspond à un travail

Un turbocompresseur permet de prélever sur les gaz d’échappement une quantité de travail w > 0 réinjecter dans le moteur. Le travail perdu est alors seulement

Construire le diagramme énergétique du moteur en l’absence d’échangeur et de turbocompresseur. Les grandeurs qui devront y figurent sont W, Q, et .

Montrer que le rendement du moteur sans échangeur ni turbocompresseur vaut : .

Commenter le diagramme énergétique ci-contre donné pour le moteur équipé d’un échangeur et d’un turbocompresseur.

Montrer que le rendement du moteur avec échangeur et turbocompresseur vaut : .

Justifier que…

Justifier que l’échangeur et le turbocompresseur permettent de réduire la consommation du moteur et limitent les désagréments dus au gaz d’échappement.

 



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