逆卡諾循環：冰箱
1·預測
向後運轉卡諾循環會將引擎變成冰箱－網路功進入而不是出來。氣體是否仍然從冷庫中吸收熱量，就像真正的冰箱從其內部吸收熱量一樣？
- 不會－逆轉循環也會逆轉哪個儲層吸收熱。
- 反向循環不與任一儲層交換熱量。
- 是的 - 逆循環從冷側吸收熱量，並將更多熱量轉移到熱側，利用輸入功來完成此操作。
2·設定
- 開啟 carnot-fridge 預設並按下 Reset。與 carnot-cycle 相同的 4 條腿以相反的順序運行。
- 啟用 per-leg 工作讀數和冷卻/加熱 COP 讀數。
- 對於循環的每條腿（1 到 4），讀出該腿的目標體積以及該腿期間氣體所做的功。
3·收集數據
| 腿數 | 腿部目標體積V (L) | 這條腿透過氣體做功 (J) |
|---|---|---|
| 1 | ||
| 2 | ||
| 3 | ||
| 4 |
繪製 P-V 圖，依序描繪腿。將行進方向（順時針或逆時針）與 carnot-cycle 實驗圖進行比較。
4·分析
- 將 4 條腿的功值相加 — 總和（由氣體完成的淨功）應該為負值，這意味著淨功必須提供給氣體。計算冷凍 COP = Tc/(Th − Tc) = 300/(600−300) = 1.0 與暖氣 COP = Th/(Th − Tc) = 2.0。
- 將此處的邊訂單與 carnot-cycle 的邊訂單進行比較。解釋如何簡單地顛倒相同 4 個腿的順序即可將循環從引擎（淨功率輸出）翻轉到冰箱（淨功輸入）。
5·擴展
- 冷凍 COP 為 1.0 表示冰箱每提供 1 J 的功，就會從冷空間移出 1 J 的熱量。製熱 COP 為 2.0（熱泵模式）意味著每 1 J 的工作可向溫暖空間輸送 2 J 的熱量。解釋為什麼對於相同的水庫，COP_heat 總是比 COP_cool 正好多 1。
- 與引擎效率（始終≤ 1）不同，COP 可以超過 1 — 這並不違反能源守恆。解釋為什麼 COP > 1 是可能的：傳遞的額外能量來自冷卻的儲層，而不是無中生有。
這個實驗背後的物理原理
冰箱性能係數
逆卡諾循環的冷卻性能是透過 COP_cool = Tc/(Th − Tc) 來衡量：每提供單位功從冷空間帶走多少熱量。較小的溫差可提供更好（更高）的 COP。