Le chauffage central à eau

Exercice · niveau 2 · thermodynamique (MPSI), chapitre 5 — Premier principe et bilans d'énergie

Énoncé

Une chaudière fait circuler de l'eau chaude dans les radiateurs. L'eau cède sa chaleur en se refroidissant de $Δ T = 15 K$ ( $c = 4.18 \times 1 0^{3}$ ). On veut fournir $P = 2000 W$ à une pièce.

Relier la puissance fournie au débit massique d'eau $m ˙$ et à $Δ T$ .

Calculer le débit nécessaire (en $kg / min$ ).

Pourquoi l'eau (et non l'air) comme fluide caloporteur ?

Corrigé

1. Chaque $kg$ cède $c Δ T$ ; pour une puissance $P$ : $P = m ˙ c Δ T$ .

2. $m ˙ = \frac{P}{c Δ T} = \frac{2000}{4180 \times 15} \approx 0.032 kg / s \approx 1.9 kg / min$ .

3. L'eau a une capacité thermique massique élevée : elle transporte beaucoup d'énergie pour un faible débit, contrairement à l'air (faible $c$ et faible densité).

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