Принцип дії холодильної машини

Розширення РТ відбувається тоді, коли воно перебуває у контакті з охолоджувачем. Холодне тіло під час циклу охолоджується ще сильніше. Щоб цикл став можливим, РТ стискається і йому передається кількість теплоти Q₂, одержана від охолоджувача. Це виконується при контакті РТ з нагрівником, який таким чином нагрівається ще більше, отримуючи кількість теплоти Q₁.

Ефективність холодильної машини характеризується відношенням відібраної у тіла кількості теплоти Q₂, до виконаної при цьому роботі A: може бути > 1. Для реальних холодильників k > 3.

(20)

Можливість виділяти у приміщення значно більшу кількість теплоти, ніж спожита від електромережі енергія, давно привернула увагу інженерів. Формула для k свідчить, що встановлення холодильної машини у вікні так, що його “камерою” стає вулиця, а теплообмінник звернутий у квартиру, перетворює його у теплову помпу з ККД у сотні відсотків (більша частина відбирається від вулиці). Такі помпи поширені у країнах Західної Європи, де не становить проблем виготовлення компресора такої якості, щоб теплова помпа встигла окупити себе за рахунок економії на паливі. Дешева енергія в Україні – минуле. Серйозна економія електроенергії неможлива без використання досягнень фізики, зокрема теплових помп.

Семінар «Теплові двигуни»

Перелік питань, які виносяться на семінар

1. Принцип будови і дії теплових двигунів.

2. Дизельні двигуни внутрішнього згорання

3. Карбюраторні двигуни внутрішнього згорання

4. Інжекторні двигуни внутрішнього згорання

5. Парові двигуни і турбіни

6. Реактивні двигуни і турбіни

7. Турбореактивні двигуни і турбіни

8. Вплив теплових двигунів на довкілля

Інформаційні джерела

1. Гончаренко С.У. Фізика. 10 клас. Будь-яке видання

2. Підручники із сільськогосподарської техніки, зокрема: Трактори і автомобілі

3. Інтернет-ресурси

Приклади розв’язування задач

1. Стакан соку охолоджують, кидаючи в нього кульки льоду. Маса однієї кульки 10 г, маса соку 200 г. скільки кульок необхідно для охолодження цього соку від 25 до 10 ⁰С? Початкова температура льоду – 18 ⁰С, теплоємність соку 4

Дано: тс = 200 г = 0,2 кг тл1 = 10 г = 0,01 кг tс1 = 25 0С tс2 = 10 0С tл = - 18 0С λ = 3,3·105 сс = 4·103 сл = 2,1·103 св = 4,2·103

Розв'язання: Кількість кульок льоду, необхідних для охолодження соку де тл1 – маса однієї кульки, тл – маса всіх кульок. Для розв’язання задачі слід скласти рівняння теплового балансу, врахувавши всі теплові процеси, які відбуваються у замкнутій ТДС «сок+лід+вода, що утворюється при плавленні льоду». У цій системі відбуваються наступні процеси: Охолодження соку – кількість теплоти виділяється: Нагрівання льоду до температури плавлення – кількість теплоти отримується: Плавлення льоду – кількість теплоти отримується: Нагрівання води, утвореної при плавленні льоду, до температури охолодженого соку – кількість теплоти отримується (враховуємо, що маса утвореної води така дорівнює масі льоду): Складаємо рівняння теплового балансу: Звідки визначаємо масу льоду: Тоді кількість кульок:

N – ?

2. Як змінився об’єм 150 г кисню при ізобарному нагріванні, якщо його внутрішня енергія збільшилася на 20 кДж? Початкові параметри газу: V₁ = 5 л, t₁ = 30 ⁰С.

Дано: т = 160 г М = 32 г/моль t1 = 30 0С Т1 = 473 К V1 = 5 л ΔU2 = 2·104 Дж	Розв'язання: З визначення ККД маємо: Внутрішня енергія 2-атомного газу: З рівняння Мендєлєєва Тоді: Отже, об’єм кисню збільшився на 3,2 л.η= А к /А в , А к = Nτ, А в = mqТоді: η= (Т 2 -Т 1 )/Т 1 =Nτ/mq → mq(Т 1 -Т 2 )/Т 1 τN=(36•42•10 6 •627)/(10 3 •3600)=263•10 3
Δ V – ?