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20 Chauffage d'une piscine
| Mobiliser ses connaissances; formuler une hypothèse.
D'après Baccalauréat Pondichéry, 2015.
Les pompes à chaleur (PAC) sont des dispositifs préconisés
pour
chauffer les piscines. La PAC air-eau contient un fluide
frigorigène
qui se transforme lors du cycle suivant:
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COMPRESSEUR
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O kW.
Le fluide frigorigène, à l'état liquide, reçoit de l'énergie
de l'air extérieur et se vaporise.
Il passe ensuite dans un compresseur qui augmente la
pression et la température du gaz.
Oll redevient liquide dans le condenseur.
O Le détendeur diminue la pression et la température du
fluide frigorigène.
On considère que le fluide a reçu une énergie W, de la
part du réseau électrique et une énergie Q, transférée de
l'air extérieur; il a cédé une énergie Q₂ à
l'eau du bassin.
1. a. Nommer les changements d'état que subit le fluide
frigorigène lors de son passage dans le vaporisateur, puis
dans le condenseur.
b. Lors de ces changements d'état, le fluide frigorigène
reçoit-il ou libère-t-il de l'énergie?
c. Expliquer le fonctionnement d'une PAC.
2. On souhaite élever la température de l'eau d'un bassin
de 530 m³ de 17 °C à 28 °C.
a. Calculer l'énergie reçue par l'eau du bassin quand sa
température atteint 28 °C.
b. Le coefficient de performance est donné par le quotient
de l'énergie cédée par l'énergie consommée. Déterminer
le coefficient de performance de la PAC.
Données
Energie transférée par un système de masse m dont la
température varie de 0, à 0,: Q=mxcx
(0,-0).
W=8,0 x 10° J.
Capacité thermique massique de l'eau liquide:
4,18 kJ kg C
Masse volumique de l'eau liquide : p(eau) = 1000 kg m³.
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