Pompe à chaleur

[soso1022]

Bonjour à tous, j'ai un petit problème pour un compte rendu de Tp,

On me demande de mesuré Qf et Qc pour une pompe à chaleur,Qf représente la quantité de chaleur dans le sceau d'eau qui va refroidir et Qc dans l'autre sceau qui chauffe,
voici mes valeurs au bout de 1h15:

Qf=-440.1 J et Qc=631.2J
W=-(Qf+Qc)= -191 J

Tout d'abord est-ce normal que W soit négatif?le système reçoit de l'énergie donc je ne vois pas pourquoi il est négatif

Et enfin on me demande de comparer W à P=130 Watt, la puissance fournit par le compresseur et d'expliquer l'écart...Comment faire???


Help!
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[phys4]

Bonsoir,

Vous avez noté la chaleur sortante de la pompe Qc comme positive, et la chaleur entrante Qf comme négative.

En faisant le bilan des énergies, il est normal de trouver l'énergie mécanique entrante comme négative.

Il est question d'une énergie fournie par le compresseur, or dans une pompe à chaleur, le compresseur absorbe de l'énergie mécanique qui doit être fournie par un moteur.

Faites vous fonctionner la pompe à l'envers ?

[soso1022]

Toutes les 3 minutes j'ai pris les températures,a la fin de la manip (75 min) voici mes valeurs:
Dans le sceau qui refroidit la température est Tf=-0.1°
Dans le sceau chauffant on atteint Tc=21.1°

Les 2 sceaux étaient à la température ambiante To=21°

J'ai simplement utilisé Qc=mc(Tc-To) et Qf=mc(Tf-To) sachant que la quantité d'eau dans les 2 sceaux est de 5L

Où est ma bêtise?

[phys4]

Dans le sceau qui refroidit la température est Tf=-0.1°
Dans le sceau chauffant on atteint Tc=21.1°

Les 2 sceaux étaient à la température ambiante To=21°

J'ai simplement utilisé Qc=mc(Tc-To) et Qf=mc(Tf-To) sachant que la quantité d'eau dans les 2 sceaux est de 5L

Où est ma bêtise?

Vous avez une variation de 0,1° de part et d'autre, comment faites vous pour trouver des valeurs Qc Qf différentes ?

Une faut une différence plus grande pour avoir des chaleurs différentes avec une précision significative.
La manipulation indique bien qu'il s'agit d'une pompe à chaleur, sans autre donnée, c'est la précision des mesures qui cause l'écart entre la puissance fournie pendant 1h15 et l'excédent de chaleur mesuré.

Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[soso1022]

Ahh j'ai fait une erreur, Tc=51.1 et non 21.1°C,
on a Tc=51.1°C et Tf=-0.1°C et To=T(ambiante)=21°C

[phys4]

Ces nouvelles valeurs sont plus faciles à comprendre,
l'erreur de base provient du fait que les valeurs trouvées n'ont pas la bonne unité : ce sont des kJ et non des J, il manque un facteur 1000


La pompe a tout de même un très mauvais rendement, il faut supposer qu'il y a des pertes de chaleur dans l'atmosphère importantes au corps de pompe et au circuit de gaz.

[soso1022]

C'est donc normal si Qc >0 et Qf<0 ?? et non l'inverse

[phys4]

C'est une simple question de convention, que vous pouvez prendre comme vous voulez, si l'énoncé ne vous l'impose pas.

Vous avez donné un signe plus aux énergies sortantes de votre pompe à chaleur, c'est tout.

[nahco3]

ou dit autrement : les expressions de Qc et Qf que vous avez utilisées donnent la chaleur reçue par l'eau de chacun de vos seaux, qui est l'opposée de la chaleur reçue par le condenseur et l'évaporateur.
Mais vos "seaux" sont-ils bien isolés thermiquement de l'extérieur ?

[soso1022]

Ah dacor...Non il ne sont pas du tout isolé ils sont exposé à l'air de la pièce!

Une autre question, pour chaque sceau il y a 2 serpentins, un entrant et un sortant (Tce,Tcs,Tfe et Tfs), et à chaque entré et sortie des serpentins on demande de mesurer la température au cours du temps.
Ici Tc et Tf sont les températures dans chaque sceau...A quoi sa sert de mesurer la température à l'entrée et la sortie des serpentins de chaque sceau?Est-ce une autre manière de déterminer Qc et Qf ou pas du tout?

[soso1022]

"seau" pardon!

[phys4]

Ici Tc et Tf sont les températures dans chaque sceau...A quoi sa sert de mesurer la température à l'entrée et la sortie des serpentins de chaque sceau?Est-ce une autre manière de déterminer Qc et Qf ou pas du tout?

Les températures du gaz aux entrées et sorties des serpentins sont systématiquement mesurées dans les appareils industriels pour la gestion des circuits de sécurité.

Dans votre cas, cela peut servir à tracer le cycle thermodynamique et estimer le gaspillage d'entropie.

[soso1022]

Ok merci,

Par contre on me demande Q^. et non Q, Q^. étant la quantité de chaleur échangé dans un intervalle de temps, je dois donc diviser Q par le temps de durée de la manip (4500 secondes) c'est bien ça?

Je ne vois pas trop comment procéder,en reprenant mes valeurs du post #1 j'ai fait ceci mais cela a l'air faux:

Qc^.=Qc/4500=140.3 W
Qf^.=Qf/4500=-98 W
W^. =-(Qc^. + Qf^.)=-42.3 W

J'ai donc W<0 mais vu que vous m'avez dit que je me suis trompé dans les signes, j'ai donc W=42.3 W en réalité.

On me demande ensuite de comparer avec P=130W la puissance inscrite sur le compresseur
130-42.3=87.7 W on disparu, où sont ils?

Je sais pas pourquoi mais je pense que tout ce que je fais est faux -_-

[phys4]

Je ne vois pas trop comment procéder,en reprenant mes valeurs du post #1 j'ai fait ceci mais cela a l'air faux:

Qc^.=Qc/4500=140.3 W
Qf^.=Qf/4500=-98 W
W^. =-(Qc^. + Qf^.)=-42.3 W

J'ai donc W<0 mais vu que vous m'avez dit que je me suis trompé dans les signes, j'ai donc W=42.3 W en réalité.

On me demande ensuite de comparer avec P=130W la puissance inscrite sur le compresseur
130-42.3=87.7 W on disparu, où sont ils?

Les calculs sont très bien : pour cette raison, j'avais écrit que le rendement est déplorable, il faut revoir les différentes idées, pertes de chaleur au niveau des seaux, des tuyaux de gaz et sur la pompe ?

[soso1022]

oui je trouve une éfficacite maxi de n=1.5 avec mes valeurs théorique! j'espère que mes calculs sont bon car je dois rendre cela pour demain après midi!