Холодильні машини
Життєвий досвід і фізичні експерименти говорять нам про те, що в процесі теплообміну теплота передається від більш нагрітого тіла до менш нагрітого, але не навпаки. Ніколи не спостерігаються процеси, в яких за рахунок теплообміну енергія мимоволі переходить від холодного тіла до гарячого, в результаті чого холодне тіло ще більше остигало б, а гаряче тіло – ще більше нагрівалося.
Ключове слово тут – “мимовільно”. Якщо використовувати зовнішнє джерело енергії, то здійснити процес передачі тепла від холодного тіла до гарячого виявляється цілком можливим. Це і роблять холодильні машини.
У порівнянні з тепловим двигуном процеси в холодильній машині мають протилежний напрямок.
Робоче тіло холодильної машини називають також холодоагентом. Ми для простоти будемо вважати його газом, який поглинає теплоту при розширенні і віддає при стисненні.
Холодильник в холодильній машині – це тіло, від якого відводиться теплота. Холодильник передає робочому тілу (газу) кількість теплоти Q2, в результаті чого газ розширюється.
У ході стиснення газ віддає теплоту Q1 більш нагрітого тіла – нагрівачу. Щоб така теплопередача здійснювалася, треба стискати газ при більш високих температурах, ніж були при розширенні. Це можливо лише за рахунок роботи A ‘, яку здійснюють зовнішнім джерелом (наприклад, електродвигуном). Тому кількість теплоти, передана нагрівачу, виявляється більше кількості теплоти, що забирається від холодильника, якраз на величину A’:
Qi = Q2 + A’
Таким чином, на pV-діаграмі робочий цикл холодильної машини йде проти годинникової стрілки. Площа циклу – це робота A, чинена зовнішнім джерелом.
Основне призначення холодильної машини – охолодження деякого резервуара (наприклад, морозильної камери). В такому випадку даний резервуар грає роль холодильника, а нагрівачем служить навколишнє середовище – в неї розсіюється тепло, що відводиться від резервуара.
Показником ефективності роботи холодильної машини є холодильний коефіцієнт, рівний відношенню відведеного від холодильника тепла до роботи зовнішнього джерела.
Холодильний коефіцієнт може бути і більше одиниці. У реальних холодильниках він приймає значення приблизно від 1 до 3.
Є ще одне цікаве застосування: холодильна машина може працювати як тепловий насос. Тоді її призначення – нагрівання деякого резервуара (наприклад, обігрів приміщення) за рахунок тепла, що відводиться від навколишнього середовища. В даному випадку цей Резервуар буде нагрівачем, а навколишнє середовище – холодильником.
Related posts:
- Принцип роботи холодильної машини У теплових двигунах робота здійснюється за рахунок енергії, отриманої від нагрівача. При цьому кількість теплоти, отримана від нагрівача, частково йде на здійснення роботи, а частково передається холодильника. Виникає питання, як здійснити зворотний процес, т. Е. Як передати енергію від менш нагрітого тіла більш нагрітого. Другий закон термодинаміки забороняє такий процес, якщо він єдиний. Однак він […]...
- Еквівалентність постулатів Клаузіуса і Кельвіна Постулати Клаузиуса і Кельвіна логічно випливають одне з одного. Показати це зовсім не складно. Припустимо спочатку, що невірний постулат Клаузіуса. Тоді існує процес X, єдиним результатом якого є передача тепла Q від менш нагрітого тіла L до більш нагрітого тіла M. Візьмемо тепловий двигун, нагрівачем якого є тіло M, а холодильником – тіло L. Двигун […]...
- Теплова машина – коротко Теплова машина – це система, яка може перетворити тепло в роботу або ж навпаки, робить роботу для отримання тепла. Існує два основних види теплових машин: 1. Системи, здатні перетворювати тепло в роботу. Такі системи називаються тепловими двигунами. Дані теплові машини лежать в основі двигунів на автомобілях. Щоб машина їхала, двигун повинен здійснювати роботу. Для здійснення […]...
- Характеристика теплової машини Карно Важливими характеристиками теплової машини є найбільше танайменше значення температури робочого тіла в ході циклу. Ці значення називаються відповідно температурою нагрівача і температурою холодильника. Ми бачили, що ККД теплового двигуна строго менше одиниці. Виникає природне запитання: який найбільший можливий ККД теплового двигуна з фіксованими значеннями температури нагрівача T і температури холодильника T2? Нехай, наприклад, максимальна температура […]...
- Оборотність машини Карно Нехай деяка теплова машина здійснює цикл між нагрівачем з фіксованою температурою T1 і холодильником з фіксованою температурою T2. Як зробити цей цикл оборотним? Зрозуміло, всі процеси циклу повинні бути квазістатичного – наша машина буде працювати нескінченно медленно25. Але цього не достатньо. Те, що машина повинна працювати в прямому і зворотному напрямку (т. Е. Як тепловий […]...
- Основні поняття про машини Машиною називається агрегат, що виробляє корисну роботу. Машини розрізняються за призначенням, розмірами і конструкції, але все складаються з однакових за формою і призначенням елементів – деталей. Деталлю називається елементарна частина машини, яка не підлягає розбиранню, наприклад, вал, гайка, болт. Деталь, до якої кріпляться інші деталі, називається базовою. Кілька деталей, з’єднаних між собою, називаються вузлом. Кілька […]...
- Чим відрізняються пральні машини Асортимент пральних машин, представлених сьогодні у продажу досить широкий. Покупці, вперше зіткнулися з таким вибором, губляться в розмаїтті брендів, розкид цін і характеристиках. У цій статті ми спробуємо розібратися, чим відрізняються пральні машини. Перший і найважливіший з параметрів – це габаритні розміри. Необхідно визначитися з місцем установки, щоб зрозуміти, яка ширина і глибина пристрою є […]...
- Кількість теплоти – формула Всі ми знаємо, що змінити внутрішню енергію можна за допомогою теплообміну (теплопередачі). Даний процес відбувається завдяки передачі енергії від більш нагрітого тіла до менш нагрітого без учинення роботи. У той час, коли в результаті теплообміну, тіло змінило свою енергію, кажуть, що воно отримало деяку кількість теплоти. Якщо тіло отримує тепло, то кількість теплоти і зміна […]...
- Вібраційні промивні машини Вібраційні промивні машини диспергируют глинистий матеріал за рахунок вібраційного впливу робочих органів на частинки. Застосовуються для промивання крупнозернистого матеріалу різної промивістості. Машини для легкої промивістості являють собою віброгрохоти різних конструкцій. У промивних грохотах виділяють зону промивання і зону грохочення (зневоднення). Вібрація накладається перпендикулярно до напрямку руху матеріалу. Інтенсифікація процесу досягається за рахунок профільованого днища, заповнюваного […]...
- Другий закон термодинаміки, незворотність Другий закон термодинаміки У шкільному курсі фізики ми вивчаємо спрощені процеси, використовуємо приблизні моделі. Однак в реальному житті багато вивчені закони застосувати практично неможливо. Довго час вчені намагалися винайти вічний двигун першого роду. Основним його відміну є здійснення роботи без додаткової допомоги. Тобто для нього не потрібно використовувати паливо. Всі процеси в ньому відбуваються без […]...
- Перші поршневі машини – історія створення Першу парову машину побудував в 90-х роках XVII ст. французький винахідник Дені Папен. Вона була дуже недосконала. У циліндричній посудині з поршнем кип’ятили воду про що утворюється пар піднімав поршень. Потім посудину знімали з вогню і обливали холодною водою, щоб пар конденсировался і утворився вакуум, під дією атмосферного тиску поршень опускався вниз. Це був робочий […]...
- Найпростіша модель синхронної машини Звернемося до рис. 8.33. Оскільки в пристрої, зображеному на ньому, частота наводимої ЕРС, струму і, відповідно, швидкість обертання поля якоря щодо якоря жорстко пов’язані зі швидкістю його обертання, така конструкція являє собою найпростішу модель синхронного генератора змінного струму з обертовим якорем. Синхронні машини, в яких якірна обмотка розташована на роторі, як на рис. 8.33, отримали […]...
- Що робити, якщо втратив ключі від машини? У кожного власника транспортного засобу обов’язково має бути два примірники ключів від нього. Це одне з основних правил, яке дозволить уникнути неприємних ситуацій і поширеного питання про те, що робити, якщо втратив ключі від машини. Але наша життя повне сюрпризів, які не завжди носять позитивний характер. Приміром, ключі можна втратити і в іншому місті чи […]...
- Другий закон термодинаміки Як і перший закон, другий закон термодинаміки представляє собою узагальнений опис явищ природи. У своїй класичній”формулюванні він стверджує неможливість побудови машини, що працює постійно за рахунок тепла, що переноситься від менш нагрітого до більш нагрітого тіла. Цю формулювання можна спростити, сказавши, що теплота завжди переноситься в напрямку зменшення температури, подібно молекулам стисненого газу, які завжди […]...
- Питома теплоємність, теплота плавлення і паротворення Кількість теплоти – це енергія, що отримується тілом, яка призводить до зростання його внутрішньої енергії і температури. Навпаки, тіла, що втратили якусь кількість теплоти, зменшують свою внутрішню енергію і охолоджуються. Внутрішню енергію тіла можна змінити або вчинивши роботу над ним, або змінивши його температуру. Процес, при якому внутрішня енергія даного тіла змінюється, але при цьому […]...
- Принцип роботи теплових машин З найдавніших часів люди користувалися енергією палива для приготування їжі, обігріву житла та обробки металів. Але після появи теплових двигунів особливе значення набуло застосування енергії палива для приведення в рух різних механізмів. Зрозуміло тому, наскільки важливо знати способи найбільш ефективного використання палива для здійснення роботи. Для використання внутрішньої енергії тіла потрібно її “відняти” у тіла. […]...
- Другий початок термодинаміки Причиною всіх змін тієї ж води в природі є дію ще одного фундаментального закону природи, відомого під назвою другого закону термодинаміки. При контакті двох тіл з різною температурою тіло, що має вищу температуру, віддає деяку кількість теплоти і остигає, а тіло, що має більш низьку температуру, отримує деяку кількість теплоти і нагрівається. Відповідно до першого […]...
- Способи зміни внутрішньої енергії: доповідь Внутрішню енергію макроскопічної системи можна змінити в процесі здійснення роботи або шляхом теплопередачі. Якщо взяти монету і потерти її об поверхню столу, то через деякий час можна відчути, що монета нагрілася, отже, зросла її внутрішня енергія. На дотик можна визначити підвищення температури цвяха, що забивається молотком. В цьому випадку механічна енергія молотка перетворюється у внутрішню […]...
- Рух тіла під дією сили тяжіння Якщо на тіло діє тільки сила тяжіння, то тіло здійснює вільне падіння. Вид траєкторії руху залежить від напрямку і модуля початкової швидкості. При цьому можливі наступні випадки руху тіла: Якщо початкова швидкість тіла дорівнює нулю або паралельна силі тяжіння, тіло здійснює прямолінійне вільне падіння; Якщо початкова швидкість тіла спрямована під кутом до сили тяжіння, то […]...
- Характеристики теплового випромінювання Енергія, яку втрачає тіло внаслідок теплового випромінювання, характеризується наступними величинами. Потік випромінювання (Ф) – енергія, що випромінюється за одиницю часу з усієї поверхні тіла. Фактично, це потужність теплового випромінювання. Розмірність потоку випромінювання – [Дж / с = Вт]. Енергетична світність (Re) – енергія теплового випромінювання, що випускається за одиницю часу з одиничною поверхні нагрітого тіла. […]...
- Другий закон термодинаміки – фізика Перший закон термодинаміки не накладає ніяких обмежень на напрями перетворень енергії з одного виду в інший і на напрям переходу теплоти між тілами, вимагаючи тільки збереження повного запасу енергії в замкнутих системах. Другий закон термодинаміки відображає спрямованість природних процесів і визначає обмеження на можливі напрямки енергетичних перетворень в макроскопічних системах. Як і будь фундаментальний закон, […]...
- Теплопровідність в фізиці Якщо залізний стрижень сунути одним кінцем у вогонь, то, як ми знаємо, довго його в руці не протримаєш. Потрапляючи в область високої температури, атоми заліза починають коливатися інтенсивніше (т. Е. Набувають додаткову кінетичну енергію) і наносять більш сильні удари по своїм сусідам. Кінетична енергія сусідніх атомів також зростає, і тепер уже ці атоми повідомляють додаткову […]...
- Теплопровідність Явище теплопровідності являє собою процес передачі кінетичної енергії теплового руху від молекул нагрітого тіла (частини тіла) молекулам холодного тіла (частини тіла) в процесі їх зіткнень. При цьому самі молекули не покидають своїх місць. Процес теплопровідності відбувається тільки при наявності різниці температур тіл або частин тіла. Згідно законам фізики кількість теплоти Q, передане в результаті теплопровідності […]...
- Температура та теплова рівновага системи Поняття температури тісно пов’язане з поняттям теплового рівноваги. Якщо два тіла різної температури привести в зіткнення, то, як показує досвід, між ними буде відбуватися теплообмін – процес передачі енергії від більш нагрітого тіла до менш нагрітого, що супроводжується змінами ряду фізичних параметрів. Через деякий час зміна макроскопічних параметрів тел припиняється, тобто тіла приходять у стан […]...
- Виділення поту Активація виділення поту відбувається через передачу до потових залоз імпульсів по симпатичних волокнах, що виділяють в своїх закінченнях ацетилхолін. Ці волокна відрізняються від переважної більшості інших симпатичних волокон, що передають свій вплив на ефектори через медіатор норадреналін. Дихальна система також втягується терморегуляторного центрами в регуляцію тепловіддачі організму. В умовах підвищення температури тіла відбувається почастішання дихання […]...
- Теплопродукція в організмі Теплопродукція в організмі здійснюється за рахунок процесів обміну речовин, хімічних процесів, що дають енергію для різних проявів життєдіяльності. Тому регуляцію теплопродукції деякі автори називають хімічної терморегуляцією. Якщо величину теплопродукції організму, що знаходиться в стані фізичного і емоційного спокою в умовах температурного комфорту навколишнього середовища, прийняти за 100, то 50 цієї теплопродукції виходить за рахунок енергії, […]...
- Маса тіла. Щільність речовини Досвід показує, що змінити швидкість важкого предмета важче, ніж більш легкого. У такому випадку говорять, що важкий предмет володіє більшою інертністю, ніж легкий. Мірою інертності є маса: чим більше інертність тіла, тим більше його маса. У СІ одиницею маси є кілограм. За одиницю маси (1 кг) обрана маса циліндра, виготовленого зі спеціального сплаву. Це еталон […]...
- Внутрішня енергія тіла Молекули, з яких складається тіло, постійно здійснюють безладне тепловий рух. Вони рухаються відносно один одного, обертаються, здійснюють коливальні рухи (подібно пружинам). Існує кінетична енергія такого руху, а також потенційна енергія коливань молекул. Крім того, існує потенційна енергія взаємодії молекул між собою (за рахунок сил тяжіння і відштовхування). Сума всіх цих енергій і становить внутрішню енергію […]...
- Як знайти рівнодіючу? Коли говорять про рівнодіюча, то мають на увазі силу, яка дорівнює дії двох або більше сил, одночасно прикладених до тіла. Коли на тіло діє декілька сил, то їх спільний ефект може бути різним, він залежить як від напрямку різних сил, так і від їх числових значень. У будь-якому випадку завжди можна знайти одну рівнодіючу їм […]...
- Дія рідини і газу на занурене в них тіло Із повсякденного життя відомо, що вага тіла зменшується, якщо занурити його у воду. На цьому явищі заснована, наприклад, плавання суден. Повітряні кулі піднімаються в повітря через існування деякої сили, спрямованої протилежно силі тяжіння. Силу, з якою рідина чи газ діють на занурене в них тіло, називають також силою Архімеда. Розглянемо природу цієї сили. Як відомо, […]...
- Тепло і температура Теплова енергія передається від одних тіл іншим завдяки різниці температур. Температура – це величина, що показує, якою кількістю тепла володіє те чи інше тіло. Тепло може передаватися шляхом конвекції, випромінювання або теплопровідності. Життя на нашій планеті можлива завдяки тепловому випромінюванню Сонця (див. статтю”Вплив Сонця на Землю”). Теплова енергія Тепло – це одна з форм енергії. […]...
- Кількість теплоти: формула, розрахунок Що швидше нагріється на плиті – чайник або відро води? Відповідь очевидна – чайник. Тоді друге питання – чому? Відповідь не менш очевидна – тому що маса води в чайнику менша. Відмінно. А тепер ви можете виконати самостійно справжнісінький фізичний дослід в домашніх умовах. Для цього вам знадобиться дві однакові невеликі каструльки, рівну кількість води […]...
- Що таке абсолютно тверде тіло Багато реальні тіла є твердими, тобто на протязі тривалого часу зберігають свої розміри і форму, точніше кажучи зміни розмірів і форми настільки незначні, що ними можна знехтувати. Моделлю таких тіл служить абсолютно тверде тіло. Абсолютно тверде тіло – це ідеальна модель тіла, зміною розмірів і форми якого в даних умовах можна знехтувати. З цього визначення […]...
- Вільне падіння – коротко Окремим випадком рівноприскореного руху тіла, яке рухається по прямій траєкторії, є вільне падіння. Абсолютно не важливо, чи було кинуто тіло вгору або ж навпаки вниз, – воно в будь-якому випадку впаде на Землю. Коли тіло кидають вертикально вгору, воно половину ділянки шляху рухається рівноуповільнено, потім на мить зупиняється, і продовжує рухатися в протилежному напрямку, прискорюючи […]...
- Властивість врівноважених сил У попередньому параграфі ми розглянули кошик, підвішену до пружини. На цьому прикладі ми з’ясували, що якщо на тіло діють дві рівні і протилежно направлені сили, то тіло може спочивати (рис. “А”, “е”), але може і рухатися (рис. “Г”). Розглянемо другий випадок більш докладно, провівши уявний експеримент з ліфтом. Погляньте на малюнок нижче. Спочатку кабіна ліфта […]...
- Маса тіла – фізика При впливі одних тіл на інші тіла змінюють свою швидкість – набувають прискорення. При цьому різні тіла при даному впливі набувають різний прискорення (т. Е. Надають різний опір зміні їх швидкостей). Властивість тіл купувати певне прискорення при даному впливі називається інертністю. Інертність полягає в тому, що для зміни швидкості тіла на задану величину потрібно, щоб […]...
- Кількість теплоти Термодинаміка – наука, яка вивчає зв’язок між речовиною роботою і теплотою. Над удосконаленням цієї науки трудилися такі вчені як Гіббс, Карно, Джоуль, Клаузіус, Кельвін та ін. Вони допомогли пояснити сенс теплопровідності речовини і теплоємності, теплоти фазових переходів, теплового розширення тіл. Теплотою в термодинаміки називають внутрішню кінетичну енергію речовини, яка визначається хаотичними рухами складових речовини: атомів […]...
- Сили пружності Зміни форми і розмірів тіла називають деформаціями. Деформація – результат руху частин тіла відносно один одного. Деформації можуть бути викликані дією на тіло зовнішніх сил. Розрізняють деформації розтягування (стиснення), вигину, зсуву, кручення. Деформації, повністю зникають після припинення дії на тіло сил, називають пружними, а деформації, що зберігаються і після того, як зовнішні сили перестали діяти […]...
- Закон Архімеда – фізика На будь-яке тіло, що знаходиться в рідині, діє тиск даної рідини. Чим нижче щодо стовпа рідини знаходиться тіло або його частину, тим більший тиск виявляється рідиною. Судячи з цього твердження можна припускати, що, якщо занурити тіло довільної форми, то на його нижню поверхню буде діяти тиск, здатне підняти дане тіло на деяку висоту. Ці принципи […]...
- Механічна рівновага Розділ механіки, в якому вивчаються умови рівноваги тіл, називається статикою. З другого закону Ньютона випливає, що, якщо векторна сума всіх сил, прикладених до тіла, дорівнює нулю, то тіло зберігає свою швидкість незмінною. Зокрема, якщо початкова швидкість дорівнює нулю, тіло залишається в спокої. Очевидно, що тіло може спочивати тільки по відношенню до однієї певній системі координат. […]...