QCM : Moteur thermique à quatre temps (12 questions)

Question 1

1. Dans un moteur à quatre temps, quelle conversion énergétique a lieu dans le cylindre fermé lors de la combustion du mélange d’hydrocarbure et d’air ?

L’énergie électrique devient une énergie mécanique transmise au piston mobile

L’énergie thermique devient une énergie mécanique transmise directement à l’essieu

L’énergie mécanique devient une énergie thermique transmise au piston mobile

L’énergie thermique devient une énergie mécanique transmise au piston mobile

Explication

La combustion dans le cylindre fermé libère de l’énergie thermique, transformée en énergie mécanique et transmise au piston mobile. L’énergie électrique est une conversion erronée, tandis que l’option sur l’essieu omet le rôle du piston.

Answer

L’énergie thermique devient une énergie mécanique transmise au piston mobile

Question 2

2. Dans un moteur, le piston effectue un va-et-vient tandis que l’essieu doit tourner : quel ensemble mécanique convertit le mouvement du piston en mouvement circulaire transmis à l’essieu par l’arbre moteur ?

Le volant d’inertie

La bielle et le vilebrequin

Les soupapes d’admission et d’échappement

La chaîne de distribution

Explication

La bielle et le vilebrequin convertissent le va-et-vient du piston en mouvement circulaire transmis à l’essieu par l’arbre moteur. La chaîne de distribution coordonne la distribution, le volant d’inertie est un autre élément du moteur et les soupapes contrôlent les échanges gazeux.

Answer

La bielle et le vilebrequin

Question 3

3. Au début du cycle, un piston est au point mort bas et le mélange air-carburant entre dans le cylindre : quelle configuration des soupapes correspond à cette phase d’admission ?

Admission ouverte et échappement fermée

Admission fermée et échappement fermée

Admission fermée et échappement ouverte

Admission ouverte et échappement ouverte

Explication

Pendant l’admission, la soupape d’admission s’ouvre, celle d’échappement reste fermée et le mélange entre dans le cylindre. L’état inverse correspond à une inversion des soupapes, tandis que les deux soupapes fermées caractérisent la compression.

Answer

Admission ouverte et échappement fermée

Question 4

4. Dans un cylindre, la compression du mélange commence au point mort bas avec un volume $V_1 = V_{\max}$ et se termine au point mort haut avec un volume $V_2 = V_{\min}$ : quel mouvement et quel état des soupapes décrivent cette phase ?

Le piston remonte et les deux soupapes sont fermées

Le piston descend et les deux soupapes sont fermées

Le piston remonte, l’admission est ouverte et l’échappement fermée

Le piston descend, l’échappement est ouverte et l’admission fermée

Explication

Pendant la compression, le piston remonte par inertie et les soupapes d’admission et d’échappement sont fermées, ce qui réduit le volume de $V_{\max}$ à $V_{\min}$ . L’admission ouverte correspond à l’entrée du mélange, tandis qu’une soupape d’échappement ouverte évoque la sortie des gaz.

Answer

Le piston remonte et les deux soupapes sont fermées

Question 5

5. Dans un moteur à essence, la bougie produit une étincelle lorsque le mélange comprimé atteint l’état 2. Quelle transformation idéale s’ensuit entre les états 2 et 3 ?

Un refroidissement à volume constant

Une combustion à pression constante

Une détente adiabatique

Une combustion à volume constant

Explication

L’étincelle déclenche une combustion quasi instantanée modélisée à volume constant entre les états 2 et 3. La détente adiabatique a lieu ensuite, la pression constante ne décrit pas cette combustion, et le refroidissement isochore correspond à une autre étape du cycle.

Answer

Une combustion à volume constant

Question 6

6. Après la combustion, les gaz brûlés exercent une pression accrue et le piston se déplace de l’état 3 vers l’état 4. Quel effet mécanique caractérise cette phase ?

Le mélange frais fournit un travail au piston qui descend

Le piston fournit un travail aux gaz brûlés en remontant

Le piston comprime les gaz brûlés en remontant

Les gaz brûlés fournissent un travail au piston qui descend

Explication

Entre 3 et 4, l’augmentation de pression entraîne la descente du piston vers le point mort bas, et les gaz brûlés lui fournissent un travail mécanique. La remontée correspond à une inversion du mouvement, le mélange frais n’est pas le moteur de cette phase, et il s’agit d’une détente plutôt que d’une compression.

Answer

Les gaz brûlés fournissent un travail au piston qui descend

Question 7

7. Sur quel type de diagramme représente-t-on le cycle théorique de Beau de Rochas en fonction de la pression et du volume du fluide dans le cylindre ?

Un diagramme pression-température

Un diagramme de Clapeyron

Un diagramme de consommation de carburant

Un schéma cinématique du moteur

Explication

Le cycle est représenté sur un diagramme de Clapeyron, qui rapporte la pression au volume occupé par le fluide dans le cylindre. Un diagramme pression-température change les grandeurs représentées, tandis qu’un schéma cinématique montre les pièces et qu’un diagramme de consommation porte sur le carburant.

Answer

Un diagramme de Clapeyron

Question 8

8. En examinant les quatre étapes d’un cycle fermé de Beau de Rochas, quelle succession associe correctement chaque intervalle à sa transformation ?

Compression adiabatique 1–2, combustion à volume constant 2–3, détente adiabatique 3–4, refroidissement à volume constant 4–1

Compression à volume constant 1–2, combustion adiabatique 2–3, détente adiabatique 3–4, refroidissement à volume constant 4–1

Compression adiabatique 1–2, combustion à pression constante 2–3, détente à volume constant 3–4, refroidissement adiabatique 4–1

Compression adiabatique 1–2, combustion à volume constant 2–3, refroidissement à volume constant 3–4, détente adiabatique 4–1

Explication

Le cycle fermé enchaîne la compression adiabatique, la combustion isochore, la détente adiabatique puis le refroidissement isochore sur les intervalles indiqués. Intervertir détente et refroidissement change les étapes 3–4 et 4–1; traiter la combustion comme adiabatique ou à pression constante, ou la détente comme isochore, confond les transformations.

Answer

Compression adiabatique 1–2, combustion à volume constant 2–3, détente adiabatique 3–4, refroidissement à volume constant 4–1

Question 9

9. Un moteur reçoit une énergie chimique de 50 kJ provenant du carburant et fournit 15 kJ de travail mécanique à l’arbre. Quel rendement calcule-t-on avec ces données ?

Le rendement effectif, égal à 3,33

Le rendement effectif, égal à 0,30

Le rendement de combustion, égal à 0,30

Le rendement indiqué, égal à 0,30

Explication

Le rendement effectif est le rapport du travail mécanique recueilli sur l’arbre à l’énergie chimique du carburant : $15/50=0{,}30$ . Le travail indiqué concerne le piston avant les pertes mécaniques, le rendement de combustion compare deux énergies thermiques, et $50/15$ inverse le rapport.

Answer

Le rendement effectif, égal à 0,30

Question 10

10. Lors d’un essai, la combustion libère réellement 36 kJ, alors que l’énergie thermique chimique de combustion vaut 40 kJ. Quel rendement ces deux mesures permettent-elles de déterminer ?

Le rendement de combustion, égal à 1,11

Le rendement de combustion, égal à 0,90

Le rendement indiqué, égal à 0,90

Le rendement effectif, égal à 0,90

Explication

Le rendement de combustion rapporte la chaleur réellement libérée à l’énergie thermique chimique de combustion : $36/40=0{,}90$ . Le rendement indiqué porte sur le travail au piston, le rendement effectif sur le travail à l’arbre, et $40/36$ inverse le rapport.

Answer

Le rendement de combustion, égal à 0,90

Question 11

11. Dans l’analyse d’un cycle réel, on connaît le travail fourni au piston en tenant compte des échanges thermiques du cycle, mais avant les pertes mécaniques. À quelle grandeur correspond ce travail ?

Au travail indiqué, utilisé pour le rendement indiqué

Au travail effectif, utilisé pour le rendement effectif

Au travail théorique, calculé sans pertes thermiques

À l’énergie chimique, apportée par le carburant

Explication

Le travail indiqué $W_i$ est le travail fourni au piston avant les pertes mécaniques, tout en tenant compte des pertes et échanges thermiques du cycle réel ; il sert au rendement indiqué. Le travail effectif est recueilli à l’arbre, tandis que le travail théorique néglige les pertes thermiques.

Answer

Au travail indiqué, utilisé pour le rendement indiqué

Question 12

12. Lors de l’analyse d’un moteur, on mesure le travail indiqué fourni au piston et le travail utile effectivement disponible sur l’arbre moteur. Quel rapport définit son rendement mécanique ?

Le travail indiqué divisé par le travail utile sur l’arbre

Le travail indiqué divisé par l’énergie thermique libérée

Le travail utile sur l’arbre divisé par le travail indiqué

Le travail utile sur l’arbre divisé par l’énergie chimique du carburant

Explication

Le rendement mécanique rapporte le travail effectif, utilisable sur l’arbre moteur, au travail indiqué ou réel. Inverser les travaux confond numérateur et dénominateur; l’énergie chimique ou thermique correspond à d’autres rendements.

Answer

Le travail utile sur l’arbre divisé par le travail indiqué

QCM : Moteur thermique à quatre temps (12 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans un moteur à quatre temps, quelle conversion énergétique a lieu dans le cylindre fermé lors de la combustion du mélange d’hydrocarbure et d’air ?

2. Dans un moteur, le piston effectue un va-et-vient tandis que l’essieu doit tourner : quel ensemble mécanique convertit le mouvement du piston en mouvement circulaire transmis à l’essieu par l’arbre moteur ?

3. Au début du cycle, un piston est au point mort bas et le mélange air-carburant entre dans le cylindre : quelle configuration des soupapes correspond à cette phase d’admission ?

4. Dans un cylindre, la compression du mélange commence au point mort bas avec un volume $V_1 = V_{\max}$ et se termine au point mort haut avec un volume $V_2 = V_{\min}$ : quel mouvement et quel état des soupapes décrivent cette phase ?

5. Dans un moteur à essence, la bougie produit une étincelle lorsque le mélange comprimé atteint l’état 2. Quelle transformation idéale s’ensuit entre les états 2 et 3 ?

6. Après la combustion, les gaz brûlés exercent une pression accrue et le piston se déplace de l’état 3 vers l’état 4. Quel effet mécanique caractérise cette phase ?

7. Sur quel type de diagramme représente-t-on le cycle théorique de Beau de Rochas en fonction de la pression et du volume du fluide dans le cylindre ?

8. En examinant les quatre étapes d’un cycle fermé de Beau de Rochas, quelle succession associe correctement chaque intervalle à sa transformation ?

9. Un moteur reçoit une énergie chimique de 50 kJ provenant du carburant et fournit 15 kJ de travail mécanique à l’arbre. Quel rendement calcule-t-on avec ces données ?

10. Lors d’un essai, la combustion libère réellement 36 kJ, alors que l’énergie thermique chimique de combustion vaut 40 kJ. Quel rendement ces deux mesures permettent-elles de déterminer ?

11. Dans l’analyse d’un cycle réel, on connaît le travail fourni au piston en tenant compte des échanges thermiques du cycle, mais avant les pertes mécaniques. À quelle grandeur correspond ce travail ?

12. Lors de l’analyse d’un moteur, on mesure le travail indiqué fourni au piston et le travail utile effectivement disponible sur l’arbre moteur. Quel rapport définit son rendement mécanique ?

Révisez avec les flashcards

Approfondir avec la fiche

Cours similaires

Chapitre 1

Égalité des triangles

Structure interne de la Terre

Introduction au raisonnement clinique

Organisation et mesure de la biodiversité

Biodiversité et évolution

Crée tes propres QCM

QCM : Moteur thermique à quatre temps (12 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans un moteur à quatre temps, quelle conversion énergétique a lieu dans le cylindre fermé lors de la combustion du mélange d’hydrocarbure et d’air ?

2. Dans un moteur, le piston effectue un va-et-vient tandis que l’essieu doit tourner : quel ensemble mécanique convertit le mouvement du piston en mouvement circulaire transmis à l’essieu par l’arbre moteur ?

3. Au début du cycle, un piston est au point mort bas et le mélange air-carburant entre dans le cylindre : quelle configuration des soupapes correspond à cette phase d’admission ?

4. Dans un cylindre, la compression du mélange commence au point mort bas avec un volume V1=Vmax⁡V_1 = V_{\max}V1​=Vmax​ et se termine au point mort haut avec un volume V2=Vmin⁡V_2 = V_{\min}V2​=Vmin​ : quel mouvement et quel état des soupapes décrivent cette phase ?

5. Dans un moteur à essence, la bougie produit une étincelle lorsque le mélange comprimé atteint l’état 2. Quelle transformation idéale s’ensuit entre les états 2 et 3 ?

6. Après la combustion, les gaz brûlés exercent une pression accrue et le piston se déplace de l’état 3 vers l’état 4. Quel effet mécanique caractérise cette phase ?

7. Sur quel type de diagramme représente-t-on le cycle théorique de Beau de Rochas en fonction de la pression et du volume du fluide dans le cylindre ?

8. En examinant les quatre étapes d’un cycle fermé de Beau de Rochas, quelle succession associe correctement chaque intervalle à sa transformation ?

9. Un moteur reçoit une énergie chimique de 50 kJ provenant du carburant et fournit 15 kJ de travail mécanique à l’arbre. Quel rendement calcule-t-on avec ces données ?

10. Lors d’un essai, la combustion libère réellement 36 kJ, alors que l’énergie thermique chimique de combustion vaut 40 kJ. Quel rendement ces deux mesures permettent-elles de déterminer ?

11. Dans l’analyse d’un cycle réel, on connaît le travail fourni au piston en tenant compte des échanges thermiques du cycle, mais avant les pertes mécaniques. À quelle grandeur correspond ce travail ?

12. Lors de l’analyse d’un moteur, on mesure le travail indiqué fourni au piston et le travail utile effectivement disponible sur l’arbre moteur. Quel rapport définit son rendement mécanique ?

Révisez avec les flashcards

Approfondir avec la fiche

Cours similaires

Chapitre 1

Égalité des triangles

Structure interne de la Terre

Introduction au raisonnement clinique

Organisation et mesure de la biodiversité

Biodiversité et évolution

Crée tes propres QCM

4. Dans un cylindre, la compression du mélange commence au point mort bas avec un volume $V_1 = V_{\max}$ et se termine au point mort haut avec un volume $V_2 = V_{\min}$ : quel mouvement et quel état des soupapes décrivent cette phase ?