1 Расскажите об устройстве домашнего компрессионного холодильника.
Домашний компрессионный холодильник представляет собой устройство, работающее на основе цикла компрессии-декомпрессии газа. Он обычно состоит из компрессора, конденсатора, испарителя и испарительного вентилятора.
2 Какие вещества используют в качестве рабочих в компрессионных холодильниках?
В качестве рабочих веществ в компрессионных холодильниках используют хладагенты, такие как фреоны или другие хлорфторуглероды. Эти вещества способны циркулировать в цикле и изменять свои фазовые состояния для эффективного охлаждения.
3 Каково назначение конденсатора (радиатора) холодильника?
Конденсатор (радиатор) холодильника предназначен для конденсации газообразного хладагента, переводя его обратно в жидкую форму. В процессе конденсации выделяется тепло, которое отводится через радиатор, обеспечивая отвод тепла изнутри холодильника наружу.
4 Каково назначение испарителя холодильника? Почему испаритель размещают в верхней части морозильной камеры?
Испаритель холодильника отвечает за испарение жидкого хладагента, что приводит к поглощению тепла изнутри холодильника. Размещение испарителя в верхней части морозильной камеры обусловлено тем, что холодный воздух, образующийся при испарении, тяжелее теплого воздуха, и поэтому он естественным образом спускается вниз, обеспечивая равномерное охлаждение продуктов в морозильной камере.
5 Как изменяется агрегатное состояние рабочего вещества при работе холодильника?
Агрегатное состояние рабочего вещества в холодильнике изменяется в соответствии с циклом компрессии-декомпрессии. На начальном этапе в испарителе холодильника хладагент испаряется, принимая газообразную форму и поглощая тепло изнутри холодильника. Затем газ поступает в компрессор, где сжимается, повышая давление и температуру. После этого горячий сжатый газ передается в конденсатор, где происходит конденсация, и он переходит в жидкую форму, выделяя тепло наружу. Процесс повторяется, обеспечивая циклическое изменение агрегатного состояния хладагента.
6 Что называют холодильным коэффициентом холодильника?
Холодильный коэффициент (или КПД холодильника) - это показатель эффективности работы холодильного устройства и определяется как отношение теплоты, которую удастся удалить изнутри холодильника, к механической энергии, затраченной на приведение в движение компрессора. Чем выше значение холодильного коэффициента, тем более эффективно холодильное устройство осуществляет охлаждение при заданных затратах энергии.
1 Как изменится температура воздуха в комнате, если в ней начнёт работать холодильник? Рассмотрите случаи, когда дверца холодильника: а) закрыта; б) открыта.
В случае, когда дверца холодильника закрыта происходит снижение температуры внутри самого холодильника, так как он извлекает тепло изнутри и отводит его наружу через конденсатор. Однако воздух в комнате не сильно изменится, поскольку холодильник изолирован, и его влияние на общую температуру ограничено.
В случае, когда дверца холодильника открыта, воздух внутри холодильника будет активно обмениваться теплом с воздухом в комнате. Это может привести к временному повышению температуры воздуха в комнате, поскольку холодильник выделяет тепло в процессе своей работы. Однако при длительном открытии дверцы холодильника теплоизоляционные свойства могут снизиться, и температура в комнате может начать понижаться.
2 Определите количество теплоты, которое необходимо отвести из морозильной камеры, чтобы превратить в лёд с температурой 0 °С воду массой m=0,5кг, первоначально имеющую температуру t0=20 °С.
3 Холодильный коэффициент холодильника kx=3. Определите работу A, которую должен совершить компрессор этого холодильника, чтобы отвести из морозильной камеры количество теплоты Q1=300 Дж.
4 Какое количество теплоты отдаст окружающему пространству радиатор холодильника из задачи 3?