Termodinamika
Hűtőgép (fordított Carnot)
Fordítva futtatva: a betáplált munka hőt pumpál hidegből melegbe (COP = Tc/(Th−Tc)).
Hűtőgép (fordított Carnot) — interaktív Termodinamika szimuláció. Fordítva futtatva: a betáplált munka hőt pumpál hidegből melegbe (COP = Tc/(Th−Tc)). Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Hűtőgép COP
Fordítva futtatva: a betáplált munka hőt pumpál hidegből melegbe (COP = Tc/(Th−Tc)).
A hűtőgép hátrafelé futtatott hőerőgép: az elektromos munka hőt visz a hideg belső térből a meleg szobába. A COP = Q_c/W teljesítménytényező lehet 1 fölött, mert a szivattyúzott hő nagyobb, mint a szolgáltatott munka — a hatásfokkal ellentétben, ami mindig ≤ 1.
- COP = T_c/(T_h−T_c)
- Bemenő munka
Vizsgálódási összefoglaló
Tervezd meg a kérdést, mielőtt megnyitod a labort
Az összefoglaló a előrenderelt oldalt tükrözi: vezérlő kérdés, versengő jóslatok, változószerepek, vezérlő törvények, beállítás, elemzés és bővítési feladatok láthatóak és ebben a sorrendben maradnak.
Vezérlő kérdés
A Carnot-körfolyamat visszafelé futtatva gépből hűtőt csinál — a nettó munka BE megy a kiadás helyett. A gáz még mindig felvesz hőt a hideg hőtartályból, mint egy valódi hűtő, amely hőt von ki a belsejéből?
Mérlegelendő jóslatok
- Nem — a körfolyamat megfordítása azt is megfordítja, melyik hőtartály vesz fel hőt.
- A megfordított körfolyamat egyik hőtartállyal sem cserél hőt.
- Igen — a megfordított körfolyamat hőt vesz fel a hideg oldalról, és több hőt ad le a meleg oldalra, a bemenő munkát felhasználva.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Szakasz száma
Amit mérsz:
- Szakasz céltérfogata V (L)
- A gáz munkája ezen a szakaszon (J)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg a carnot-fridge előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. Ugyanezek a 4 szakasz fut, mint a carnot-cycle-nál, fordított sorrendben.
- Engedélyezd a szakaszonkénti munka kijelzőt, és a hűtési/fűtési COP-kijelzőket.
- A körfolyamat minden szakaszánál (1-től 4-ig) olvasd le a szakasz céltérfogatát és a gáz által a szakasz alatt végzett munkát.
Vezéregyenlet
Hűtőgép teljesítményegyütthatója — COP = Tc / (Th − Tc)
A megfordított Carnot-körfolyamat hűtési teljesítményét a COP_cool = Tc/(Th − Tc) méri: mennyi hőt távolít el a hideg térből egységnyi szolgáltatott munkára. A kisebb hőmérséklet-különbség jobb (magasabb) COP-ot ad.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Sumázd a 4 szakasz munkaértékeit — az összegnek (a gáz által végzett nettó munka) negatívnak kell kijönnie, ami azt jelenti, hogy a gáznak kell nettó munkát szolgáltatni. Számítsd ki a hűtési COP = Tc/(Th − Tc) = 300/(600−300) = 1.0 és a fűtési COP = Th/(Th − Tc) = 2.0 értékeket.
- Hasonlítsd össze az ittani szakaszsorrendet a carnot-cycle szakaszsorrendjével. Magyarázd meg, hogyan fordítja ugyanazon 4 szakasz sorozatának egyszerű megfordítása a körfolyamatot géppé (nettó munka ki) hűtőgéppé (nettó munka be).
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- Az 1.0 hűtési COP azt jelenti, hogy a hűtő 1 J hőt von ki a hideg térből minden 1 J szolgáltatott munkára. A 2.0 fűtési COP (hőszivattyú mód) azt jelenti, hogy 2 J hőt szállít a meleg térbe 1 J munkánként. Magyarázd meg, miért mindig pontosan 1-gyel nagyobb a COP_heat, mint a COP_cool ugyanazon hőtartályokra.
- A géphatásfokkal ellentétben (mindig ≤ 1) a COP lehet 1-nél nagyobb — ez nem sérti az energiamegmaradást. Magyarázd meg, miért lehetséges a COP > 1: a szállított többletenergia a hűtendő hőtartályból jön, nem a semmiből teremtődik.
- AP Physics 2 — Unit 9: Thermodynamics
- IB Physics — B.4 Thermodynamics
- General High School Physics — Heat, temperature & gas laws
- NGSS High School Physics — Thermal energy transfer
- Üdv a Carnot-hűtőnél
- Válaszd ki a kamrát
- Nyomd meg az Indítást
- Hűtőgép COP
- Nyisd meg a Tulajdonságok panelt
- Sikerült!
Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.