Termodinamika

friġifier (Carnot maqlub)

Ħaddih bl-invers: il-ħidma tippumpja s-sħana kiesħa→sħuna (COP = Tc/(Th−Tc)).

friġifier (Carnot maqlub) — simulazzjoni interattiva ta’ Termodinamika. Ħaddih bl-invers: il-ħidma tippumpja s-sħana kiesħa→sħuna (COP = Tc/(Th−Tc)). Laboratorju virtwali tal-fiżika b’xejn fil-browser b’kejl SI ħaj u tutorjal gwida.

COP ta’ Friġifier

Ħaddem bil-maqlub: ħidma dħula tippumpa s-sħana kiesaħ→sħun (COP = Tc/(Th−Tc)).

Friġġ hi magna tas-sħana maqluba: ħidma elettrika tmexxi s-sħana mill-intern kiesaħ għall-kamra sħuna. Il-koeffiċjent ta’ prestazzjoni COP = Q_c/W jista’ jaqbeż 1 għax is-sħana mpumpata hi akbar mill-ħidma pprovduta—kontra l-effiċjenza, li dejjem ≤ 1.

• COP = T_c/(T_h−T_c)
• Ħidma dħula

Sommarju ta’ investigazzjoni

Ippjana l-mistoqsija qabel ma tiftaħ il-lab

Il-brief jgħaqqad mal-paġna pre-renderjata: mistoqsija ewlenija, predizzjonijiet li jikkontestaw, rwoli tal-varjabbli, liġijiet li jirregolaw, s-setup, analiżi u talbiet ta’ estensjoni jibqgħu viżibbli u f’dan l-ordni.

Mistoqsija ta’ tmexxija

Il-ħidma taċ-ċiklu ta’ Carnot bil-maqlub tintemm magna f’friġġ — il-ħidma netta tmur DAKHLEL minflok toħroġ. Il-gass xorta jassorbi s-sħana mir-riżerva kiesħa, bħal friġġ reali jiġbed is-sħana mill-intern tiegħu?

Predizzjonijiet biex jitqiesu

• Le — il-qlib taċ-ċiklu jqalleb ukoll liema riżerva tassorbi s-sħana.
• Ċiklu maqlub ma jiskambjax sħana ma’ kwalunkwe riżerva.
• Iva — iċ-ċiklu maqlub jassorbi s-sħana min-naħa kiesħa u xwaqqaha kotra f’n-naħa sħuna, bl-użu tal-ħidma dħula biex jagħmel dan.

Rwoli tal-varjabbli

X’issettja:

• Numru ta’ waqfa

X’tkejjel:

• Volum tal-mira ta’ waqfa V (L)
• Ħidma maħduma mill-gass f’din il-waqfa (J)

Kif taħdem l-investigazzjoni

1. Iftaħ il-preset ta’ carnot-fridge u agħfas Reset. L-istess 4 waqfiet bħal carnot-cycle jimxu b’ordni bil-maqlub.
2. Attiva l-qari ta’ ħidma għal kull waqfa, u l-qarijiet ta’ COP ta’ tkessħ/tisħin.
3. Għal kull waqfa taċ-ċiklu (1 sa 4), aqra l-volum tal-mira ta’ waqfa u l-ħidma maħduma mill-gass matul dik il-waqfa.

l-ekwazzjoni li tiggwida

Koeffiċjent ta’ Prestazzjoni ta’ Friġifier — COP = Tc / (Th − Tc)

Il-prestazzjoni ta’ tkessħ ta’ ċiklu ta’ Carnot maqlub tiġi mkejjla b’COP_cool = Tc/(Th − Tc): kemm sħana titneħħa mill-ispazju kiesaħ għal kull unità ta’ ħidma pprovduta. Vojt iżgħar ta’ temperatura jagħti COP aħjar (ogħla).

X’il-folja stampabbli titlob lill-istudenti jaħdmu

• Żid il-valuri ta’ ħidma ta’ l-4 waqfiet tiegħek — it-total (ħidma netta MILL-gass) għandu joħroġ negattiv, u ifisser li jeħtieġ ħidma netta ssir LIL-gass. Ikkalkula COP ta’ tkessħ = Tc/(Th − Tc) = 300/(600−300) = 1.0 u COP ta’ tisħin = Th/(Th − Tc) = 2.0.
• Qabbel l-ordni ta’ waqfiet hawn mal-ordni ta’ waqfiet ta’ carnot-cycle. Ispjega kif sempliċement qlib ta’ sekwenza ta’ l-istess 4 waqfiet iqalleb iċ-ċiklu minn magna (ħidma netta ’l barra) għal friġġ (ħidma netta dħula).

Fejn dan jidher lil hinn mill-lab

• COP ta’ tkessħ ta’ 1.0 ifisser li l-friġġ jmexxi 1 J ta’ sħana mill-ispazju kiesaħ għal kull 1 J ta’ ħidma pprovduta. COP ta’ tisħin ta’ 2.0 (modalità pompa ta’ sħana) ifisser li jqassam 2 J ta’ sħana lill-ispazju sħun għal kull 1 J ta’ ħidma. Ispjega għalfejn COP_heat hu dejjem eżattament 1 iżjed minn COP_cool għall-istess riżervi.
• Kontra l-effiċjenza ta’ magna (dejjem ≤ 1), il-COP jista’ jaqbeż 1 — dan mhux violazzjoni tal-konservazzjoni ta’ enerġija. Ispjega għalfejn COP > 1 hu possibbli: l-enerġija żejda mqassma tiġi mir-riżerva li tiġi mkessħa, mhux maħluqa minn xejn.

• 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

1. Merħba għal Friġġ ta’ Carnot
2. Agħżel il-kamra
3. Agħfas Riproduċi
4. COP ta’ Friġifier
5. Iftaħ il-pannell tal-Proprjetajiet
6. Għamirtha!

Iftaħ is-simulazzjoni interattiva biex tibni x-xena, agħfas Riproduċi, u esplora b’kejl ħaj u tutorjal bil-gwida.

Iftaħ Lab Interattiv →

Niżżel il-folja →

Il-Magni tas-Sħana u l-Effiċjenza ta’ Carnot