Corrigé Banque PT 2025 Physique B – Thermodynamique PT — Partie I (Q1 à Q3) : Générateur d'eau atmosphérique : organes du circuit frigorifique et sens de circulation

Q1. Le fluide frigorigène décrit le circuit fermé A (pied de l'évaporateur) $\to$ compresseur $\to$ B $\to$ condenseur $\to$ C $\to$ tube capillaire $\to$ D $\to$ évaporateur $\to$ A. On identifie les organes par leur fonction thermodynamique :

• le détendeur est le tube capillaire (entre C et D) : c'est un tube très fin, sans pièce mobile, dans lequel les frottements visqueux (pertes de charge) font chuter la pression du fluide de la haute pression (côté condenseur) à la basse pression (côté évaporateur) ; il ne reçoit ni travail utile ni chaleur, il ne peut que détendre ;
• l'échangeur 1 est le condenseur : le fluide, comprimé et chaud en sortie du compresseur (B), y cède de la chaleur à l'air soufflé par le ventilateur et s'y liquéfie (d'où son nom), $q_C<0$ ;
• l'échangeur 2 est l'évaporateur : le fluide détendu, froid (D), y reçoit de la chaleur de l'air humide entrant et s'y vaporise, $q_F>0$. En cédant cette chaleur, l'air se refroidit au-dessous de sa température de rosée : la vapeur d'eau qu'il contient se condense sur le serpentin, et les gouttes tombent dans le réservoir placé sous lui (figure 1).

Phrase demandée : « le détendeur est le tube capillaire, l'échangeur 1 est le condenseur, l'échangeur 2 est l'évaporateur, parce que le capillaire est le seul organe où la pression chute sans échange d'énergie, que le fluide se liquéfie en cédant de la chaleur dans le condenseur et se vaporise en en recevant dans l'évaporateur, où l'eau de l'air est recueillie ».