냉장고

기계식 냉장고 또는 단순히 냉장고는 열 엔진의 역 원리에 작동합니다. 따라서 냉장고는 특정 외부 작업을 통해 열 전달 공정을 거친 장치입니다. Clausius는 냉장고의 기능에 대한 그의 진술에서 완벽한 냉장고가 그 자체로 기능 할 수 없다고 말했습니다. 다시 말해, 냉장고 시스템을 운영하려면 일정량의 작업을 수행해야합니다. 성능 계수는 추운 온도 공급원에 의해 방출 된 열과 냉장고에서 수행 된 총 작업량 사이의 관계를 제공합니다. 

기계식 냉장고

기계식 냉장고 또는 냉장고는 열 엔진의 역 원리에 작용하는 기계입니다. 냉장고는 주로 냉동고 인 더 낮은 온도 (차가운)와 주변의 고온 (뜨거운) 부분으로 구성됩니다.

기계식 냉장고에서 작동 물질은 온도 (T2)에서 일정량의 열 (q2)을 방출하고, 냉장고에서 일정량의 외부 작업 W가 수행되며, 열 (Q1)은 온도 저장소 또는 온도 T1에서 주변을 주변에 방출합니다.

냉장고는 차가운 저수지에서 열을 취하고 냉장고에서 작업을 수행하여 열 저장소로 방출됩니다. 수학적으로 주변에서 방출 된 열이나 열 저장소가 제공 할 수 있습니다.

q2+ w =​​Q1

냉장고는 다음 단계를 겪습니다.

1. 첫 번째 단계에서 냉장고는 갑자기 가스의 확장을 겪습니다. 가스는 고압에서 저압에서 저압에서 저압에서 저압에서 팽창합니다. 이 과정은 식히고 증기와 액체의 혼합물로 변환합니다.

2. 두 번째 단계에서 냉장고의 차가운 액체는이 지역의 열을 흡수합니다. 이것은 그것을 증기로 변환합니다.

3. 3 단계는 시스템에서 수행되는 외부 작업으로 구성됩니다. 이로 인해 증기가 가열됩니다.

4. 마지막으로, 열은 증기에 의해 시스템 주변의 주변으로 방출됩니다. 

절차는 초기 상태로 돌아와서 한주기를 완료합니다. 

열 펌프

히트 펌프는 기계식 냉장고와 동일한 기계입니다. 

냉장고와 히트 펌프의 차이는 장치의 목적에 따라 다릅니다. 

냉장고를 사용하는 목적이 시스템의 일부를 식히는 경우, 예를 들어 주변 온도 저장소가 더 높으면 장치를 냉장고라고합니다. 

반면에, 장치의 목적이 시스템의 일부에 열을 펌핑하는 경우 장치를 히트 펌프라고합니다.

냉장고의 성능 계수

Q2가 시원한 온도 저장소에 의해 생성 된 열의 양이고 Q1이 주변 환경에서 방출되는 열인 경우 w 양의 작업이 수행되는 냉장고 시스템을 고려하십시오.

우리는 알고 있습니다. q1 =w + q2

냉장고의 성능 계수 (α)는

α =q2/w,

또는, α =q2/(Q2 - Q1).

냉장고에 대한 Clausius의 진술은 냉장고가 외부 작업 없이는 기능 할 수 없다는 것을 보여줍니다.

해결 된 예

예 1 :냉장고는 10 ° C에서 내부 온도를 유지하기 위해 고정되어 있습니다. 실내 온도가 34 ° C 인 경우 냉장고의 성능 계수를 계산하십시오.

답변 :

질문에서 다음과 같은 것이 주어집니다.

냉장고 내부의 온도는

t1 =10 ° C,

또는 283 k

주어진 상황에서 실내 온도는

t2 =34 ° C,

또는 307 k

성능 계수 (α)는

=t1/ t2 - t1

=283/(307-283),

α =11.79

따라서 주어진 냉장고의 성능 계수 (α)는 11.79입니다.

예제 2 :냉장고는 8 ° C에서 내부 온도를 유지하기 위해 고정되어 있습니다. 실내 온도가 24 ° C 인 경우 냉장고의 성능 계수 (α)를 계산합니까?

솔루션 :질문에서 다음과 같은 것이 주어집니다.

냉장고 내부의 온도는

t1 =8 ° C,

또는 281 k

주어진 상황에서 실내 온도는

t2 =24 ° C,

또는 297 k

성능 계수 (α)는

=t1/ t2 - t1

=281/(297-281),

α =17.56

따라서 주어진 냉장고의 성능 계수 (α)는 17.56입니다.

예 3 :내부 온도를 -2 ° C로 유지하기 위해 냉장고가 고정되어 있습니다. 실내 온도가 40 ° C 인 경우 냉장고의 성능 계수 (α)를 계산합니까?

솔루션 :질문에서 다음과 같은 것이 주어집니다.

냉장고 내부의 온도는

t1 =-2 ° C,

또는 271 k

주어진 상황에서 실내 온도는

t2 =40 ° C,

또는 313 k

성능 계수 (α)는

=t1/ t2 - t1

=271/(313-271),

α =6.45

따라서, 주어진 냉장고의 성능 계수 (α)는 6.45입니다.

결론

냉장고는 추운 온도 공급원에서 고온 소스로 열 전달 과정을 겪는 장치입니다. 이 과정을 완료하려면 냉장고에는 시스템에서 일정량의 외부 작업이 필요합니다. 

Clausius의 진술에 따르면 냉장고는 외부 작업 없이는 완전히 작동 할 수 없다고 설명합니다. 성능 계수는 열과 작업 사이의 관계를 제공합니다.